核動(dòng)力設(shè)備及裝置總復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1核動(dòng)力設(shè)備核動(dòng)力設(shè)備(shbi)及裝置總復(fù)習(xí)及裝置總復(fù)習(xí)第一頁(yè)，共73頁(yè)。水水壓力容器穩(wěn)壓器主泵主管道蒸汽發(fā)生器汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)冷凝器輸配電二回路二回路(hul)一回一回(y hu)路路蒸汽第1頁(yè)/共72頁(yè)第二頁(yè)，共73頁(yè)。熱量(rling)傳遞產(chǎn)生蒸汽一、二回路樞紐地位第2頁(yè)/共72頁(yè)第三頁(yè)，共73頁(yè)。第3頁(yè)/共72頁(yè)第四頁(yè)，共73頁(yè)。U型傳熱管U-type tube bundle 汽水分離器steam separator 給水入口feedwater intake 環(huán)形下降通道干燥器dryer 一次側(cè)冷卻劑流程一次側(cè)冷卻劑流程(lichng)二次側(cè)工質(zhì)流程二次側(cè)工質(zhì)流程(lichng)第

2、4頁(yè)/共72頁(yè)第五頁(yè)，共73頁(yè)。水容積大，蓄熱量大；緩沖性好，對(duì)自動(dòng)控制要求低；可爐水處理和排污(pi w)，對(duì)傳熱管和二回路水要求低需汽水(qshu)分離，結(jié)構(gòu)復(fù)雜汽機(jī)高低壓缸間需汽水(qshu)分離再熱器靜態(tài)特性較差濕飽和蒸汽；水循環(huán)不濕飽和蒸汽；水循環(huán)不需外部動(dòng)力需外部動(dòng)力第5頁(yè)/共72頁(yè)第六頁(yè)，共73頁(yè)。第6頁(yè)/共72頁(yè)第七頁(yè)，共73頁(yè)。第7頁(yè)/共72頁(yè)第八頁(yè)，共73頁(yè)。特點(diǎn)(tdin)管外直流蒸汽發(fā)生器管外直流蒸汽發(fā)生器二回路工質(zhì)在傳熱管外一回路工質(zhì)在傳熱管內(nèi)主要用于核電廠主要用于核電廠 管內(nèi)直流蒸汽發(fā)生器管內(nèi)直流蒸汽發(fā)生器二回路工質(zhì)在傳熱管內(nèi)一回路工質(zhì)在傳熱管外主要用于艦船核動(dòng)力裝

3、置主要用于艦船核動(dòng)力裝置分類第8頁(yè)/共72頁(yè)第九頁(yè)，共73頁(yè)。第9頁(yè)/共72頁(yè)第十頁(yè)，共73頁(yè)。應(yīng)力應(yīng)力(yngl)腐蝕腐蝕晶間腐蝕晶間腐蝕耗蝕耗蝕凹痕凹痕微振磨損微振磨損點(diǎn)蝕（或縫隙腐蝕）點(diǎn)蝕（或縫隙腐蝕）破損種類定義定義原因特點(diǎn)發(fā)生部位影響因素第10頁(yè)/共72頁(yè)第十一頁(yè)，共73頁(yè)。壓水堆蒸汽發(fā)生器傳熱管典型(dinxng)故障第11頁(yè)/共72頁(yè)第十二頁(yè)，共73頁(yè)。傳熱(chun r)管材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水質(zhì)控制影響影響(yngxing)因素因素第12頁(yè)/共72頁(yè)第十三頁(yè)，共73頁(yè)。傳熱傳熱(chun r)面積：面積：換熱量換熱量(rling)：4.1計(jì)算公式計(jì)算公式傳熱溫差：傳熱溫差：一般都是按

4、對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)：按傳熱管外側(cè)表面為基準(zhǔn)的計(jì)算公式一回路側(cè)流量：一回路側(cè)流量：()()dlfQD rDDii第13頁(yè)/共72頁(yè)第十四頁(yè)，共73頁(yè)。第14頁(yè)/共72頁(yè)第十五頁(yè)，共73頁(yè)。主要(zhyo)取決于流速一般傳熱管內(nèi)水的流速在5m/s左右第15頁(yè)/共72頁(yè)第十六頁(yè)，共73頁(yè)。l降低換熱系數(shù)l列出專項(xiàng)，采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)l計(jì)算k時(shí)不考慮污垢(wgu)熱阻，確定換熱面積時(shí)引入一個(gè)安全系數(shù)。確定方法污垢熱阻常用方法污垢熱阻主要產(chǎn)生在二次側(cè)，一次側(cè)污垢熱阻可以忽略不計(jì)第16頁(yè)/共72頁(yè)第十七頁(yè)，共73頁(yè)。C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的熱流密度稱為臨界熱負(fù)荷（CHF）第一類傳熱惡化：由換熱偏離核態(tài)沸騰（DN

5、B）而造成的傳熱惡化對(duì)金屬材料損害大（管壁燒紅甚至燒毀(shohu)）壓水堆自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段的平均熱負(fù)荷遠(yuǎn)低于臨界熱負(fù)荷，不會(huì)出現(xiàn)第一類沸騰傳熱惡化二回路二回路(hul)側(cè)的沸騰換熱側(cè)的沸騰換熱第17頁(yè)/共72頁(yè)第十八頁(yè)，共73頁(yè)。直流蒸汽發(fā)生器的熱力計(jì)算需分段進(jìn)行，以沸騰起始(q sh)點(diǎn)和蒸干點(diǎn)為分區(qū)點(diǎn)：過(guò)冷水區(qū)沸騰區(qū)過(guò)熱蒸汽區(qū) 第二類傳熱惡化第二類傳熱惡化-由于液膜蒸由于液膜蒸干而引起的傳熱惡化干而引起的傳熱惡化 壓水堆直流蒸汽發(fā)生器中不壓水堆直流蒸汽發(fā)生器中不可避免可避免 熱負(fù)荷熱負(fù)荷(fh)較低，蒸汽流速較低，蒸汽流速快，又有液滴冷卻壁面，因快，又有液滴冷卻壁面，因而不會(huì)對(duì)壁

6、面造成嚴(yán)重破壞而不會(huì)對(duì)壁面造成嚴(yán)重破壞第18頁(yè)/共72頁(yè)第十九頁(yè)，共73頁(yè)。 沸騰(fitng)起始點(diǎn)： 分別按熱平衡和單相對(duì)流換熱公式確定沸騰起始點(diǎn)的流體平均溫度與對(duì)流換熱系數(shù)(xsh)，通過(guò)試算最后確定沸騰起始點(diǎn)的位置。蒸干點(diǎn)：通過(guò)計(jì)算界限含氣率-流道中蒸干點(diǎn)處的含氣率來(lái)確定第19頁(yè)/共72頁(yè)第二十頁(yè)，共73頁(yè)。第20頁(yè)/共72頁(yè)第二十一頁(yè)，共73頁(yè)。第21頁(yè)/共72頁(yè)第二十二頁(yè)，共73頁(yè)。圓管內(nèi)等溫流體(lit)摩擦阻力Pf局部阻力Pl第22頁(yè)/共72頁(yè)第二十三頁(yè)，共73頁(yè)。質(zhì)量含氣率x截面含氣率體積(tj)含氣率折算速度循環(huán)速度u0循環(huán)倍率兩相流動(dòng)兩相流動(dòng)(lidng)特性參數(shù)特性參數(shù)

7、第23頁(yè)/共72頁(yè)第二十四頁(yè)，共73頁(yè)。汽液兩相流動(dòng)局部阻力計(jì)算汽液兩相流動(dòng)局部阻力計(jì)算公式適用條件汽液兩相流動(dòng)加速度阻力計(jì)算汽液兩相流動(dòng)加速度阻力計(jì)算汽液兩相流動(dòng)重位壓降計(jì)算汽液兩相流動(dòng)重位壓降計(jì)算第24頁(yè)/共72頁(yè)第二十五頁(yè)，共73頁(yè)。循環(huán)運(yùn)動(dòng)(yndng)壓頭有效(yuxio)壓頭循環(huán)(xnhun)倍率和循環(huán)(xnhun)速度影響因素 如何確定沸騰欠熱焓公式推導(dǎo)第25頁(yè)/共72頁(yè)第二十六頁(yè)，共73頁(yè)。改善改善(gishn)水循環(huán)水循環(huán)措施措施傳熱管排列采用傳熱管排列采用(ciyng)正方形正方形布置布置減少減少(jinsho)支支撐板數(shù)目撐板數(shù)目降低支撐板阻力降低支撐板阻力改善汽水分離器

8、改善汽水分離器以縱向流動(dòng)為主的結(jié)構(gòu)形式以縱向流動(dòng)為主的結(jié)構(gòu)形式增加開孔面積增加開孔面積柵格支撐，增大流通面積柵格支撐，增大流通面積第26頁(yè)/共72頁(yè)第二十七頁(yè)，共73頁(yè)。蒸汽發(fā)生器的負(fù)荷調(diào)節(jié)： 改變傳熱系數(shù)k調(diào)節(jié)2 輔助調(diào)節(jié)方法 改變傳熱溫差(wnch)tln 主要調(diào)節(jié)方法蒸汽發(fā)生器的靜態(tài)特性與tav和ts之差的大小有密切關(guān)系。限制某一參數(shù)的預(yù)定方案，稱為裝置運(yùn)行方案 第27頁(yè)/共72頁(yè)第二十八頁(yè)，共73頁(yè)。對(duì)帶基本負(fù)荷核電廠有利現(xiàn)已很少采用第28頁(yè)/共72頁(yè)第二十九頁(yè)，共73頁(yè)。第29頁(yè)/共72頁(yè)第三十頁(yè)，共73頁(yè)。運(yùn)行中影響再循環(huán)流量的因素是流入汽水分離器的蒸汽夾帶的水滴開始時(shí)再循環(huán)流量隨

9、功率(gngl)增加而增加直到功率(gngl)達(dá)到約40%。功率(gngl)超過(guò)40%時(shí)，由于深度飽和沸騰使摩擦阻力以拋物線形急劇增加，從而減小了汽水混合物的質(zhì)量流速，再循環(huán)流量逐漸減小第30頁(yè)/共72頁(yè)第三十一頁(yè)，共73頁(yè)。第31頁(yè)/共72頁(yè)第三十二頁(yè)，共73頁(yè)。第32頁(yè)/共72頁(yè)第三十三頁(yè)，共73頁(yè)。蒸汽蒸汽(zhn q)的帶鹽機(jī)理的帶鹽機(jī)理帶鹽形式：機(jī)械帶鹽形式：機(jī)械(jxi)攜帶攜帶 + 選擇性攜帶選擇性攜帶 （水滴狀帶鹽）（水滴狀帶鹽） （分子狀帶鹽）（分子狀帶鹽）與蒸汽濕度和爐水含鹽量成正比蒸汽壓力越高含鹽量越高蒸汽發(fā)生器為中低壓參數(shù)設(shè)備，以蒸汽帶鹽為主。以后提到蒸汽品質(zhì)，主要是指

10、蒸汽濕度。第33頁(yè)/共72頁(yè)第三十四頁(yè)，共73頁(yè)。汽水(qshu)分離設(shè)備： 粗分離器 + 細(xì)分離器旋風(fēng)式分離器立式(l sh)旋葉式分離器蒸汽品質(zhì)影響因素蒸發(fā)負(fù)荷蒸汽空間高度爐水含鹽量波形板分離器放置方式(fngsh)：水平式+立式結(jié)構(gòu)形式：帶鉤式+不帶鉤式第34頁(yè)/共72頁(yè)第三十五頁(yè)，共73頁(yè)。第35頁(yè)/共72頁(yè)第三十六頁(yè)，共73頁(yè)。功功 能能啟堆時(shí)提供部分熱源，并控制系統(tǒng)壓力正常停堆時(shí)，控制壓力程序降低臨時(shí)停堆時(shí)維持一回路壓力儲(chǔ)有一定水量，用與補(bǔ)償泄漏去除冷卻劑系統(tǒng)裂變氣體和有害氣體第36頁(yè)/共72頁(yè)第三十七頁(yè)，共73頁(yè)。電加熱式穩(wěn)壓器第37頁(yè)/共72頁(yè)第三十八頁(yè)，共73頁(yè)。第38頁(yè)/共

11、72頁(yè)第三十九頁(yè)，共73頁(yè)。第39頁(yè)/共72頁(yè)第四十頁(yè)，共73頁(yè)。主要設(shè)備部件(bjin)的結(jié)構(gòu)第40頁(yè)/共72頁(yè)第四十一頁(yè)，共73頁(yè)。噴霧效應(yīng)第41頁(yè)/共72頁(yè)第四十二頁(yè)，共73頁(yè)。2.電加熱器元件(yunjin)破裂氧化鎂粉干燥不充分水分蒸發(fā)形成氣泡電阻絲局部散熱不均元件通電氣泡與氧化鎂粉導(dǎo)熱性不同氣泡膨脹影響電阻絲壽命電阻絲熔斷元件內(nèi)壓力高元件管破裂放射性水噴入安全殼，使穩(wěn)壓器卸壓第42頁(yè)/共72頁(yè)第四十三頁(yè)，共73頁(yè)。3.卸壓閥或安全閥故障(gzhng)高溫溫度場(chǎng)卸壓閥電磁驅(qū)動(dòng)部件線圈過(guò)熱部分溫度過(guò)高線圈卡死或控制失靈卸壓閥失去保護(hù)作 用 系統(tǒng)超壓增加安全閥動(dòng)作次數(shù)第43頁(yè)/共72頁(yè)第

12、四十四頁(yè)，共73頁(yè)。概念(ginin)： 控制死區(qū)第44頁(yè)/共72頁(yè)第四十五頁(yè)，共73頁(yè)。第45頁(yè)/共72頁(yè)第四十六頁(yè)，共73頁(yè)。4.總電加熱功率的確定電功率消耗最大的工況是啟動(dòng)工況和功率發(fā)生負(fù)瞬變化工況，這兩種工況相繼發(fā)生。總功率應(yīng)取其最大值，并考慮一定(ydng)的備用量。選擇原則：若則則若第46頁(yè)/共72頁(yè)第四十七頁(yè)，共73頁(yè)。第十章第十章 冷凝器及其典型冷凝器及其典型(dinxng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)第47頁(yè)/共72頁(yè)第四十八頁(yè)，共73頁(yè)。第48頁(yè)/共72頁(yè)第四十九頁(yè)，共73頁(yè)。第49頁(yè)/共72頁(yè)第五十頁(yè)，共73頁(yè)。第50頁(yè)/共72頁(yè)第五十一頁(yè)，共73頁(yè)。第51頁(yè)/共72頁(yè)第五十二頁(yè)，共73頁(yè)。

13、秦山核電站冷凝器典型(dinxng)結(jié)構(gòu)第52頁(yè)/共72頁(yè)第五十三頁(yè)，共73頁(yè)。第53頁(yè)/共72頁(yè)第五十四頁(yè)，共73頁(yè)。第54頁(yè)/共72頁(yè)第五十五頁(yè)，共73頁(yè)。第55頁(yè)/共72頁(yè)第五十六頁(yè)，共73頁(yè)。進(jìn)口沖擊(chngj)腐蝕在冷卻管冷卻水進(jìn)口端的一小段上，由于冷卻水流通截面的突然改變，引起強(qiáng)烈的紊流、渦流不穩(wěn)定流動(dòng)，以至該段冷卻管內(nèi)表面剪切應(yīng)力大大增加，使保護(hù)膜發(fā)生剝離、脫落，由此引起的腐蝕第56頁(yè)/共72頁(yè)第五十七頁(yè)，共73頁(yè)。砂蝕由于冷卻水中含有懸浮沙粒，在水流流動(dòng)時(shí)沖刷管壁形成的腐蝕實(shí)驗(yàn)表明(biomng)，當(dāng)水中的含砂量小于30mg/L時(shí)不會(huì)發(fā)生砂蝕第57頁(yè)/共72頁(yè)第五十八頁(yè)，共7

14、3頁(yè)。第58頁(yè)/共72頁(yè)第五十九頁(yè)，共73頁(yè)。第59頁(yè)/共72頁(yè)第六十頁(yè)，共73頁(yè)。第60頁(yè)/共72頁(yè)第六十一頁(yè)，共73頁(yè)。n排列也較稀疏，氣阻較小。被廣泛地采用，特別在氣流向心式冷凝器及氣流向側(cè)式冷凝器的排氣進(jìn)口處用得最多。第61頁(yè)/共72頁(yè)第六十二頁(yè)，共73頁(yè)。第62頁(yè)/共72頁(yè)第六十三頁(yè)，共73頁(yè)。第63頁(yè)/共72頁(yè)第六十四頁(yè)，共73頁(yè)。豎直壁面上層流膜狀凝結(jié)換熱平均換熱系數(shù)的理論計(jì)算公式第64頁(yè)/共72頁(yè)第六十五頁(yè)，共73頁(yè)。冷凝器中傳熱冷凝器中傳熱(chun r)的強(qiáng)化的強(qiáng)化減小冷卻水側(cè)熱阻減小冷卻水側(cè)熱阻減小污垢減小污垢(wgu)熱熱阻阻減小蒸汽減小蒸汽(zhn q)側(cè)熱阻側(cè)熱阻保

15、證管內(nèi)具有足夠高的冷卻水流速保證管內(nèi)具有足夠高的冷卻水流速?gòu)慕?jīng)濟(jì)性方面考慮，無(wú)論采用什么管從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，無(wú)論采用什么管材，其管內(nèi)流速都不會(huì)超過(guò)材，其管內(nèi)流速都不會(huì)超過(guò)35ms。冷卻管采用錯(cuò)排或輻向排列冷卻管采用錯(cuò)排或輻向排列保證有一定的蒸汽流速保證有一定的蒸汽流速合理設(shè)置凝結(jié)水擋板合理設(shè)置凝結(jié)水擋板保證冷凝器有良好的密封性及抽保證冷凝器有良好的密封性及抽氣器正常工作氣器正常工作在主凝結(jié)區(qū)管束內(nèi)部留出一些蒸汽在主凝結(jié)區(qū)管束內(nèi)部留出一些蒸汽通道，選取合適的冷卻管長(zhǎng)與管板通道，選取合適的冷卻管長(zhǎng)與管板直徑之比，保證局部熱負(fù)荷的分配直徑之比，保證局部熱負(fù)荷的分配比較均勻比較均勻在冷卻水中加入化學(xué)藥

16、劑在冷卻水中加入化學(xué)藥劑采用膠球清洗或熱烘法采用膠球清洗或熱烘法對(duì)冷凝器進(jìn)行反沖洗對(duì)冷凝器進(jìn)行反沖洗研制和開發(fā)高效換研制和開發(fā)高效換熱表面熱表面珠狀凝結(jié)現(xiàn)無(wú)工程應(yīng)用珠狀凝結(jié)現(xiàn)無(wú)工程應(yīng)用膜狀凝結(jié)：多種高效冷卻管膜狀凝結(jié)：多種高效冷卻管 二維低肋管、三維低肋管、螺紋二維低肋管、三維低肋管、螺紋槽管、橫紋槽管、波紋管等槽管、橫紋槽管、波紋管等第65頁(yè)/共72頁(yè)第六十六頁(yè)，共73頁(yè)。冷凝器的工程熱力計(jì)算冷凝器的工程熱力計(jì)算n美國(guó)傳熱學(xué)會(huì)美國(guó)傳熱學(xué)會(huì)(HEl)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)第66頁(yè)/共72頁(yè)第六十七頁(yè)，共73頁(yè)。HEI水阻力(zl)計(jì)算前蘇聯(lián)水阻力(zl)計(jì)算區(qū)別應(yīng)用條件第67頁(yè)/共72頁(yè)第六十八頁(yè)，共73頁(yè)

17、。ts與tf1、t 和t有關(guān)，而t 和t變化又會(huì)影響到t的大小。因此t的變化直接(zhji)反映了冷凝器的運(yùn)行工況，是冷凝器運(yùn)行過(guò)程中需要嚴(yán)密監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要參數(shù)。第68頁(yè)/共72頁(yè)第六十九頁(yè)，共73頁(yè)。第69頁(yè)/共72頁(yè)第七十頁(yè)，共73頁(yè)。第70頁(yè)/共72頁(yè)第七十一頁(yè)，共73頁(yè)。凝結(jié)水過(guò)冷凝結(jié)水過(guò)冷原因原因(yunyn)凝結(jié)液膜中存在凝結(jié)液膜中存在(cnzi)溫差溫差冷凝器中存在冷凝器中存在(cnzi)氣阻氣阻冷凝器中存在空氣冷凝器中存在空氣冷卻表面對(duì)落于其上的凝結(jié)水的再冷卻表面對(duì)落于其上的凝結(jié)水的再冷卻冷卻汽輪機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水汽輪機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水的過(guò)冷度會(huì)增加的過(guò)冷度會(huì)增加冷卻水進(jìn)口溫度降低時(shí)，冷卻水進(jìn)口溫度降低時(shí)，冷凝器的換熱能力增強(qiáng)，冷凝器的換熱能力增強(qiáng)，凝結(jié)液膜的平均溫度降低凝結(jié)液膜的平均溫度降低冷凝器熱井中的凝結(jié)水位過(guò)高，以冷凝器熱井中的凝結(jié)水位過(guò)高，以至冷凝器底部的冷卻管浸沒(méi)在凝結(jié)至冷凝器底部的冷卻管浸沒(méi)在凝結(jié)水中對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行再冷卻，使凝結(jié)水中對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行再冷卻，使凝結(jié)水