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2019年-第五讲蒸汽发生器-PPT精选文档

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第五讲 蒸汽发生器 作用: 1、作为热交换设备, 产生蒸汽; 2、作为连接设备, 隔离一、二回路。 类型 ? 按照工质流动方式: 自然循环式、强迫循环式; ? 按传热管形状: U型管、直管、螺旋管等; ? 按设备安装方式:立式、卧式。 ? 在压水堆核电厂中广泛使用的蒸汽发生器有 两种类型:一种是带汽水分离器的饱和蒸汽发 生器;一种是立式直管强迫循环型蒸汽发生器。 在*代核电厂中,以前者应用较广。 表3.4 几种主要的蒸汽发生器 类别 放置 立式 传热管 U型管 U型管 直管 蒸汽 饱和汽 饱和汽 生产厂家或国家 美国西屋公司、燃烧 公司、法国、西德 俄罗斯 自然循环 卧式 强迫循环 立式 微过热汽 美国B&W公司 立式饱和蒸汽发生器 (一)特征 1.自然循环; 2.产生饱和蒸汽; 3.一回路水在由管板连接的U型管组成的管束内流动; 4.在管束上方装有汽水分离器和蒸汽干燥装置。 法 国 设 计 的 55 19 型 蒸汽 发 生 器 / 法国55/19型蒸汽发生器的主要设计参数 型式 一次侧设计压力(MPa) 一次侧设计温度(℃) 二次侧设计压力(MPa) 传热管材料 传热管尺寸 传热管数目 传热面积(m2) 上筒体外径(m) 总高(m) U型管自然循环式 17.23 343 8.3 Inconel-690 19.05*1.09 m m 4474根 5435 4.48 20.8 ? 大亚湾核电站蒸汽发生器采用法国法马通公 司的55/19B 型蒸汽发生器,传热管为?19.05 ?1.09 mm 的因科镍690TT。蒸汽量为539 kg/s, 蒸汽压力为6.75 MPa。 (二)结构 ? 立式U型管自然循环蒸汽发生器是由 外壳—水室、管板和管束、蒸汽干燥 装置等组成。 1、外壳—水室 ? 外壳由铁素体钢板制成。包括上封头(蒸汽出 口管咀中有若干限流器)、上筒体(设有给水 管咀并与给水环管相连)、下筒体(靠*管板 处设有若干个检查孔)以及锥形体。 ? 一回路水室(下封头),它焊在管板上,用因 科镍隔板分割成冷却剂进、出口两个水室。 o 上封头通常为标准椭球形。蒸汽出口管咀中 有若干个由小直径文丘里管组成的限流器。用 于在主蒸汽管道破裂事故时限制最大蒸汽流量, 从而限制蒸汽发生器二次侧部件和一回路系统 的冷却速率,可以防止反应堆在紧急停堆后又 重返临界。 o 上筒体设有给水管咀并与给水环管相连。给 水环管上设有若干倒置J 型管。还设有两个人 孔,必要时可以进人更换干燥器。 o 下筒体在靠*管板处设有若干个检查孔,以 便检查该区域内的传热管表面和管板的二次侧 表面,在必要时可用高压水冲洗管板上表面沉 积的淤渣。 o 下封头(一回路水室)是蒸汽发生器中承 受压差最大的部件,通常呈半球形。 其应力 状态十分复杂,通常采用冲压成型制造,技 术难度大;也有的采用低合金钢铸造,工艺 较简单,但须严格控制铸件质量。 2、管板和管束 ? 管束: 因科镍管,倒U型排列,管子焊接在管 板上。 ? 管 板 : 低 合 金 钢 锻 造 而 成 , 很 厚 ( 500-700 mm)。 ? 隔板(支撑板):管子按正方形栅格布置,其 间距以支撑板来维持,在管束整个长度方向设 有7-8块支撑板,支撑板之间用拉杆固定。 ?早期的支撑板采用圆形管 孔和流水孔结构; ?新的设计普遍采用四叶梅 花孔(右图)。这种开孔将支 撑孔和流通孔道结合在一起, 增加了管-孔之间的流速,减 少了腐蚀产物和化学物质的 沉积,使得该区的腐蚀状况 大为改善。 ?抗振杆:在管束拱形部分,籍抗振杆固定以避 免运行中由于流体流动诱发震动导致管板损坏。 ?围板:钢制围板,给水在这个围板和蒸汽发生 器外壳的内侧间与再循环水混合后向下流动, 通过围板底部与管板之间的空隙向上流而冲刷 管束。 “U”型传热管 ? “U”型管采用无缝管材,其材料需有良好的抗腐 蚀性能,并要求在运行温度下有高的强度。 ? 管径选择: 小管径:管壁薄,传热好,耗材少,可使设备体积小。 但过细的管子刚性差,易发生振动。且“U”型管数量多,增 加了管板的钻孔数目。 大管径:管壁厚,传热差,设备体积增大,并增加了单 根管的长度,使拉管工艺难度增大。但抗振安全性好。 欧美大型蒸汽发生器的管径约为22 mm左右。 ? 材料选择:现代多数选用因科镍(如Inconel 690) 或用因科洛依(如Incoloy 800)等镍基合金,经特殊 工艺处理后,强度高,管壁薄(22mm管径的壁厚一 般为1.2—1.3mm)。故热阻小,所需总换热面积小, 但材料价格*汗蟆 ? 常用管径为22 mm、19 mm、15.8 mm,相应壁厚为 1.27mm、1.09mm、0.86mm。 过去使用的18-8不锈钢,强度低,管壁厚,换热面积 大,产生应力腐蚀损失要比镍基合金产生的晶间腐蚀的 几率大得多。 ? 水质控制:在运行时,要保持水质成碱性(pH>10) 和减少水中的含氧量以减缓腐蚀速率;减少给水的含 盐量以降低管壁积垢,提高传热效果(故现代大型核 电站采用挥发性水处理,以减少给水中含盐量)。 18-8不锈钢在氧离子、氯离子存在的情况下, 最容易产生应力腐蚀,这是蒸汽发生器中引人注 目的问题。 腐蚀易发生在:“U”型管和管板的胀接处、 接*管板上表面处和固定管束的支撑板和防震格 架等处。 故要严格控制运行水质,并对炉水进行定期 与连续的排污;改进制造工艺,消除残余应力。 管 板 ? 管板一般选用高强度低合金钢材制造。锻件毛 胚重达50-100吨,成品直径约为2.5-3.5米,厚 约500-700毫米,属超厚锻件。一回路冷却剂侧 有9-10毫米厚的不锈钢堆焊层。 由于管板大而厚,且开有密集的深孔50008000个,故它的制造工艺难度很大,生产周期也 较长。 ? 为了确保一回路系统的密封性,“U”型传热管 和管板的


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