1、蒸汽发生器核岛调试处目录1.概述概述2.蒸发器分类蒸发器分类3.蒸发器结构蒸发器结构4.自然循环循环倍率自然循环循环倍率5.蒸发器主要性能参数蒸发器主要性能参数1 概述 蒸发器是一回路与二回路蒸发器是一回路与二回路连接的枢纽，因此它既是连接的枢纽，因此它既是一回路一回路设备，也是二回路设备，也是二回路的设备。的设备。同时蒸发器也是一、二回同时蒸发器也是一、二回路的屏蔽，还具有防止带路的屏蔽，还具有防止带有放射性的流体进入二回有放射性的流体进入二回路，以保持常规岛设备不路，以保持常规岛设备不具有放射性。具有放射性。1 概述n实际运行表明，蒸发器的安全、可靠运行对于整个核实际运行表明，蒸发器的安全
2、、可靠运行对于整个核电厂的经济性与安全性具有着举足轻重的作用。在上电厂的经济性与安全性具有着举足轻重的作用。在上世纪世纪70年代末，仅年代末，仅1977年在全部年在全部79 座运行的压水堆座运行的压水堆电站中就有电站中就有34座发生了传热管破损。我们知道蒸发器座发生了传热管破损。我们知道蒸发器传热管破损只能进行堵管，而堵管数目超过传热管破损只能进行堵管，而堵管数目超过10%将导将导致蒸汽器需整体更换，如果更换，其经济损失严重。致蒸汽器需整体更换，如果更换，其经济损失严重。n对于核电厂而言，除去设计改进，更重要的是蒸发器对于核电厂而言，除去设计改进，更重要的是蒸发器从到达现场开始从到达现场开始,
3、安装阶段的保养、调试、运行与维修安装阶段的保养、调试、运行与维修各个阶段的活动都必须科学而严格地管理和操作，国各个阶段的活动都必须科学而严格地管理和操作，国内其它核电厂的经历与反馈值得我们警示与重视内其它核电厂的经历与反馈值得我们警示与重视2 蒸汽发生器的分类n蒸汽发生器主要按二回路介质在蒸汽发生器内蒸汽发生器主要按二回路介质在蒸汽发生器内的流动方式分为的流动方式分为自然循环、辅助循环自然循环、辅助循环和和强迫循强迫循环环三种。三种。 n蒸发器还可以有其它形式的分类，比如可按传蒸发器还可以有其它形式的分类，比如可按传热管形状分为热管形状分为U型管式、直管式、螺旋管式等多型管式、直管式、螺旋管式
4、等多种；按设备安装方式分为立式和卧式两种；按种；按设备安装方式分为立式和卧式两种；按结构特征分为带预热器和不带预热器两种。结构特征分为带预热器和不带预热器两种。 n大亚湾、岭澳一期采用的是法国结构的立式筒大亚湾、岭澳一期采用的是法国结构的立式筒体不带预热器体不带预热器倒置倒置U型传热管管板型自然循环式型传热管管板型自然循环式的蒸汽发生器的蒸汽发生器 2 蒸汽发生器的分类自然循环式自然循环式辅助循环式辅助循环式强迫循环式强迫循环式3 蒸汽发生器结构n这里我们只介绍大亚湾与岭澳使用的这里我们只介绍大亚湾与岭澳使用的倒倒U型传热管管板型自然循环式的蒸型传热管管板型自然循环式的蒸汽发生器蒸发器的结构。
5、汽发生器蒸发器的结构。n型号：型号：55/19 蒸发器外部支撑 n垂直支撑垂直支撑n下部横向支撑下部横向支撑n上部横向支撑上部横向支撑垂直支撑由四根独立的管式立柱组垂直支撑由四根独立的管式立柱组成支柱顶部用螺栓固定在蒸汽发生成支柱顶部用螺栓固定在蒸汽发生器下封头上，底部用螺栓固定于混器下封头上，底部用螺栓固定于混凝土基础上。为了允许主管道及蒸凝土基础上。为了允许主管道及蒸汽发生器膨胀自由位移，支柱采用汽发生器膨胀自由位移，支柱采用球形铰接或双端销接结构球形铰接或双端销接结构下部横向支撑由蒸汽发生器下封头下部横向支撑由蒸汽发生器下封头结构及用螺栓固定于设备墙上的梁、结构及用螺栓固定于设备墙上的梁
6、、杆件、挡块等组成。支撑允许系统杆件、挡块等组成。支撑允许系统热膨胀自由位移，但在事故发生时热膨胀自由位移，但在事故发生时轴向止挡结构起限制位移的作用。轴向止挡结构起限制位移的作用。上部横向支撑位于蒸汽发生器重心上部横向支撑位于蒸汽发生器重心附近，由梁、减震框架、双向作用附近，由梁、减震框架、双向作用式液压阻尼器及拉杆等组成。对热式液压阻尼器及拉杆等组成。对热膨胀产生的慢速位移，阻尼器不起膨胀产生的慢速位移，阻尼器不起作用，但对于地震、管道破裂而引作用，但对于地震、管道破裂而引起的突加载荷，阻尼器将会有效地起的突加载荷，阻尼器将会有效地限制其位移限制其位移蒸发器的支撑结构示意蒸发器的支撑结构示
7、意蒸发器在倾翻机的帮助下起竖蒸发器在倾翻机的帮助下起竖在间隔就位的蒸发器在间隔就位的蒸发器蒸发器通过龙门架运进安全壳蒸发器通过龙门架运进安全壳3 蒸发器结构n内部总体结构大致分为内部总体结构大致分为以下几个部分以下几个部分n蒸发器下封头蒸发器下封头n管板管板n蒸发器传热管束、蒸发器传热管束、n支撑板支撑板n给水环管给水环管n一次与二次汽水分离装一次与二次汽水分离装置置n蒸发器上封头、蒸发器上封头、n筒体组件筒体组件3 蒸汽发生器结构3 蒸汽发生器结构n下封头是蒸汽发生器一回路侧承受冷却剂下封头是蒸汽发生器一回路侧承受冷却剂高压的部件，为一个半球形封头。高压的部件，为一个半球形封头。n下封头采用
8、低合金碳素钢铸造成型，下封下封头采用低合金碳素钢铸造成型，下封头内壁与冷却剂接触表面堆焊头内壁与冷却剂接触表面堆焊56 mm厚厚的不锈钢覆盖层，以降低腐蚀使冷却剂保的不锈钢覆盖层，以降低腐蚀使冷却剂保持良好的水质和较低的放射性水平。持良好的水质和较低的放射性水平。n下封头与管板焊成一体，并由焊接在管板下封头与管板焊成一体，并由焊接在管板上的因科镍上的因科镍600合金隔板将下封头空间合金隔板将下封头空间分隔成二个水室，每个水室开有一个进口分隔成二个水室，每个水室开有一个进口（或出口）接管和一个人孔。（或出口）接管和一个人孔。n人孔用来对蒸汽发生器管板、传热管进行人孔用来对蒸汽发生器管板、传热管进
9、行在役检查和检修。检查一般采用遥控无损在役检查和检修。检查一般采用遥控无损探伤技术。探伤技术。 一回路接管人孔正在制造中的正在制造中的LA2 SG下封头下封头利用涡流探伤设备检查传热管利用涡流探伤设备检查传热管正在制造中的正在制造中的LA2 SG下封头下封头3 蒸汽发生器结构管板n管板厚管板厚555 mm，采用高强度（，采用高强度（MnMoNi）低合）低合金钢锻造而成金钢锻造而成n管板属于超厚锻件，因此要求具有优良的塑管板属于超厚锻件，因此要求具有优良的塑 韧性和淬韧性和淬透性。管板上管孔多达透性。管板上管孔多达8948个，用以与个，用以与U形传热管连形传热管连接密封接密封n管板对孔径、节距、
10、形位公差及管孔壁光洁度都有很管板对孔径、节距、形位公差及管孔壁光洁度都有很高的要求。因此，整个蒸汽发生器的生产周期往往取高的要求。因此，整个蒸汽发生器的生产周期往往取决于管板的锻造和钻孔所耗的时间决于管板的锻造和钻孔所耗的时间n管板与一回路冷却剂接触表面堆焊有三层因科镍合金管板与一回路冷却剂接触表面堆焊有三层因科镍合金复覆层。传热管与管板连接采用管板全深度胀管工艺复覆层。传热管与管板连接采用管板全深度胀管工艺加端部密封焊接，消除管孔与传热管间隙，避免间隙加端部密封焊接，消除管孔与传热管间隙，避免间隙内沉积、浓缩化学物质内沉积、浓缩化学物质制造中制造中LA2 管板管板一重为恰其玛制造的管板一重为
11、恰其玛制造的管板正在焊接传热管束（大亚湾）正在焊接传热管束（大亚湾）3 蒸汽发生器结构导热管与管束组件导热管与管束组件n蒸汽发生器共有蒸汽发生器共有4474根传热管，呈正方形栅根传热管，呈正方形栅格组成倒格组成倒U形管束形管束n传热管选用因科镍传热管选用因科镍690合金管。合金管。n一回路冷却剂在管内流动，二回路给水在管外一回路冷却剂在管内流动，二回路给水在管外汽化汽化n传热管外径传热管外径19.05 mm，厚，厚1.09 mmn管束传热面积管束传热面积5429 m2n堵管余量堵管余量10 %。 3 蒸汽发生器结构n传热管材料需有耐腐蚀性能。传热管材料需有耐腐蚀性能。n运行实践与研究表明，任何
12、材料只有在一定条运行实践与研究表明，任何材料只有在一定条件下才具有优良的抗腐蚀性能，而传热管的损件下才具有优良的抗腐蚀性能，而传热管的损坏与蒸汽发生器的热工水力特性和运行水质密坏与蒸汽发生器的热工水力特性和运行水质密切相关。切相关。n因此，优良的管材与合理的蒸汽发生器的结构因此，优良的管材与合理的蒸汽发生器的结构和适度的水质相结合，才能达到满意的结果。和适度的水质相结合，才能达到满意的结果。n另外，给予传热管适当的热处理和表面处理对另外，给予传热管适当的热处理和表面处理对提高传热管抗腐蚀性能也具有重大意义。提高传热管抗腐蚀性能也具有重大意义。3 蒸汽发生器结构n管束：正方形排列的倒管束：正方形
13、排列的倒U U形管。形管。n传热管四周的套筒：将汽水流道传热管四周的套筒：将汽水流道分隔成为上升通道与下降通道。分隔成为上升通道与下降通道。n支撑板（直管段）与防振条（弯支撑板（直管段）与防振条（弯管段）：固定管束，提高自振频管段）：固定管束，提高自振频率，防止流动诱发振动。率，防止流动诱发振动。管束套筒防振拉杆支撑板传热管的破损与监测n蒸汽发生器传热管占一回路承压边界总蒸汽发生器传热管占一回路承压边界总面积的面积的80。n传热管的品质下降引起的安全性问题：传热管的品质下降引起的安全性问题：n潜在的在役破管危险潜在的在役破管危险n反应堆冷却剂漏进二回路反应堆冷却剂漏进二回路传热管的破损与监测n
14、腐蚀机制与预防机制腐蚀机制与预防机制n传热管破损取决于三个因素：传热管破损取决于三个因素：n传热管的材料、制造传热管的材料、制造n运行过程中材料产生的应力运行过程中材料产生的应力n运行环境（温度和水化学）运行环境（温度和水化学）nSG最普遍的传热管降质类型最普遍的传热管降质类型n晶间腐蚀晶间腐蚀传热管的破损与监测n腐蚀机制与预防机制腐蚀机制与预防机制n预防措施预防措施n管材选用因科镍管材选用因科镍690，增加抗晶间应力腐蚀性能，增加抗晶间应力腐蚀性能n二次侧水处理改为全挥发处理，防止区域性的耗二次侧水处理改为全挥发处理，防止区域性的耗蚀蚀n管束支撑板用不锈钢，改为梅花孔，防止管子压管束支撑板用
15、不锈钢，改为梅花孔，防止管子压陷陷n改用胀管工艺和改用胀管工艺和U性管弯曲段热处理，消除制造性管弯曲段热处理，消除制造过程中的残余应力过程中的残余应力n保证二回路水质保证二回路水质n停堆维修期间，定期清洗以消除层积的污垢停堆维修期间，定期清洗以消除层积的污垢n运行过程中传热管两侧压差不得大于运行过程中传热管两侧压差不得大于11MPa传热管的破损与监测n泄漏监测泄漏监测n制造阶段制造阶段n胀管前，用氮气试验对管子与管板间的焊缝检漏胀管前，用氮气试验对管子与管板间的焊缝检漏n运行期间运行期间n16N放射性跟踪验证一二回路密封放射性跟踪验证一二回路密封nSG出口蒸汽：精确，快速出口蒸汽：精确，快速n
16、冷凝器抽气泵处空气：快速冷凝器抽气泵处空气：快速n排污水：精确，较慢排污水：精确，较慢n停堆维修停堆维修n对传热管进行在役检查对传热管进行在役检查传热管的破损与监测n破损管子的维修破损管子的维修n堵管堵管n在管子的两端各焊一个管塞在管子的两端各焊一个管塞n便宜便宜n允许堵管率：允许堵管率：10n衬管衬管n采用机械胀管或焊接为传热管增加一个金属衬管采用机械胀管或焊接为传热管增加一个金属衬管n费用高费用高n衬管区仍是发生慢性降质机制的独特区域衬管区仍是发生慢性降质机制的独特区域传热管损坏，最好的办传热管损坏，最好的办法就是更换蒸汽发生器法就是更换蒸汽发生器AREVA已经更换过已经更换过79台蒸汽发
17、生器台蒸汽发生器3 蒸汽发生器结构n上筒体下端设有给水接上筒体下端设有给水接管，管，n管嘴与筒体内给水环管管嘴与筒体内给水环管相连。相连。n环管上设有许多并非均环管上设有许多并非均匀布置的倒置的匀布置的倒置的J形管嘴，形管嘴，其目的是防止产生汽锤其目的是防止产生汽锤n热侧有热侧有80的流量的流量n冷侧有冷侧有20的流量的流量给水接管给水接管倒倒J型管嘴型管嘴3 蒸汽发生器结构n汽水分离装置汽水分离装置n其功能是向汽轮发电机组提供干燥、清洁的蒸汽，使机组能其功能是向汽轮发电机组提供干燥、清洁的蒸汽，使机组能以预定的效率输出额定的电功率。合格的蒸汽品质是确保核以预定的效率输出额定的电功率。合格的蒸
18、汽品质是确保核电站经济、可靠地运行的重要条件。另外，自然循环式蒸汽电站经济、可靠地运行的重要条件。另外，自然循环式蒸汽发生器的尺寸在很大程度上取决于汽水分离组件的结构和工发生器的尺寸在很大程度上取决于汽水分离组件的结构和工作特性。高效而紧凑的汽水分离对于减小蒸汽发生器的尺寸、作特性。高效而紧凑的汽水分离对于减小蒸汽发生器的尺寸、重量具有重要意义。重量具有重要意义。n蒸汽发生器上部汽水分离段高度约为蒸汽发生器上部汽水分离段高度约为7.4 m。n共有两级汽水分离装置共有两级汽水分离装置:n第一级第一级:旋流叶片式分离器旋流叶片式分离器 n第二级第二级: 波纹板式细分离器波纹板式细分离器3 蒸汽发生
19、器结构n旋流叶片式分离器旋流叶片式分离器n共有共有16个旋流分离器设置于蒸汽发个旋流分离器设置于蒸汽发生器上筒体内，对传热管束出口的汽生器上筒体内，对传热管束出口的汽水混合物进行粗分离。水混合物进行粗分离。n旋流分离器结构紧凑，能充分利用上旋流分离器结构紧凑，能充分利用上筒体的横截面灵活布置，使蒸汽负荷筒体的横截面灵活布置，使蒸汽负荷均匀分配，其汽水分离效率可达均匀分配，其汽水分离效率可达90 %以上。以上。n旋流叶片分离器的缺点是分离阻力较旋流叶片分离器的缺点是分离阻力较高（汽水分离组件约占蒸汽发生器流高（汽水分离组件约占蒸汽发生器流体总阻力的体总阻力的40 %）。）。 3 蒸汽发生器结构n
20、分离筒内装有一组固定的螺旋叶片。当来自传热管束顶部分离筒内装有一组固定的螺旋叶片。当来自传热管束顶部的汽水混合物通过分离器导管进入并经过螺旋叶片后，由的汽水混合物通过分离器导管进入并经过螺旋叶片后，由直线运动变成旋转上升运动。由于离心力的不同使汽水分直线运动变成旋转上升运动。由于离心力的不同使汽水分离，在分离筒中心形成蒸汽柱，在筒壁形成环状水层。离，在分离筒中心形成蒸汽柱，在筒壁形成环状水层。n汽水两相上升至一定高度，达到充分分离后，大量疏水经汽水两相上升至一定高度，达到充分分离后，大量疏水经由位于外套筒上部的二只方向与汽水旋转流动方向一致的由位于外套筒上部的二只方向与汽水旋转流动方向一致的矩
21、形切向疏水口流出。矩形切向疏水口流出。n部分疏水折返向下沿分离筒与外套筒间环形通道，经疏水部分疏水折返向下沿分离筒与外套筒间环形通道，经疏水孔流出，二者会合后一起进入再循环。孔流出，二者会合后一起进入再循环。n蒸汽则经蒸汽出口管向上通过一根位于上筒体中心轴的管蒸汽则经蒸汽出口管向上通过一根位于上筒体中心轴的管子进入蒸汽干燥器。子进入蒸汽干燥器。n这种旋流分离器分离出的饱和水中夹带的蒸汽量（称为蒸这种旋流分离器分离出的饱和水中夹带的蒸汽量（称为蒸汽下携带量）仅在汽下携带量）仅在1 %以下，克服了过多蒸汽夹带入下以下，克服了过多蒸汽夹带入下降通道，使循环水流不稳定，水位波动，流动阻力增加，降通道，
22、使循环水流不稳定，水位波动，流动阻力增加，影响流动循环。影响流动循环。3 蒸汽发生器结构n波纹板式分离器波纹板式分离器n干燥器也称细分离器，它用来把汽水分离器出口的蒸汽所携带的干燥器也称细分离器，它用来把汽水分离器出口的蒸汽所携带的细水滴和雾滴作进一步分离，从而达到蒸汽发生器出口蒸汽湿度细水滴和雾滴作进一步分离，从而达到蒸汽发生器出口蒸汽湿度小于小于0.25 %的要求。的要求。n它是一种人字形带钩的波纹板细分离组件，由波纹板片，挡水钩、它是一种人字形带钩的波纹板细分离组件，由波纹板片，挡水钩、尾钩、支承架和疏水槽等组成。尾钩、支承架和疏水槽等组成。n当蒸汽在波纹板构成的通道内不断改变流向作曲线
23、运动时与板表当蒸汽在波纹板构成的通道内不断改变流向作曲线运动时与板表面接触，受离心力作用蒸汽中夹带的水滴附着于板面并形成液膜。面接触，受离心力作用蒸汽中夹带的水滴附着于板面并形成液膜。液膜依靠重力向下流动通过疏水结构而离开干燥器。液膜依靠重力向下流动通过疏水结构而离开干燥器。n波纹板具有很大的接触表面可以获得良好的细分离效果。为防止波纹板具有很大的接触表面可以获得良好的细分离效果。为防止蒸汽流量过大击碎附着于板壁的液膜使水滴重新进入汽流（二次蒸汽流量过大击碎附着于板壁的液膜使水滴重新进入汽流（二次润湿），波纹板上的档水钩则迎向水膜，收集板面水膜并捕集蒸润湿），波纹板上的档水钩则迎向水膜，收集板
24、面水膜并捕集蒸汽流中的水滴，汇集后沿凹槽流入疏水装置。这种结构即使入口汽流中的水滴，汇集后沿凹槽流入疏水装置。这种结构即使入口蒸汽湿度较大，蒸汽流速较高，也能获得很好的分离效果。人字蒸汽湿度较大，蒸汽流速较高，也能获得很好的分离效果。人字型波纹板高型波纹板高1000 mm，蒸汽负荷达，蒸汽负荷达40 kg/s.m2。波形板分离器的改进型带钩波形板分波形板分离器的改进型带钩波形板分离器：离器：它是在立式波形板基础上发展而来。它是在立式波形板基础上发展而来。一般由波形板片、挡水钩、尾钩、支一般由波形板片、挡水钩、尾钩、支承架与疏水槽等组成。承架与疏水槽等组成。 带钩波形板分离器的工作原理：带钩波形
25、板分离器的工作原理：蒸汽在弯曲通道中多次改变流向，蒸蒸汽在弯曲通道中多次改变流向，蒸汽携带的小水滴被分离出来。波形板汽携带的小水滴被分离出来。波形板上的多道挡水钩收集板面水膜并捕集上的多道挡水钩收集板面水膜并捕集蒸汽流中的水滴，汇集后沿凹槽流入蒸汽流中的水滴，汇集后沿凹槽流入疏水装置，从而避免一般立式波形板疏水装置，从而避免一般立式波形板分离器因水膜越积越厚而易被蒸汽吹分离器因水膜越积越厚而易被蒸汽吹破的缺点。因而带钩波形板比一般的破的缺点。因而带钩波形板比一般的立式波形板有更高的流速以及允许更立式波形板有更高的流速以及允许更大高度。大高度。 3 蒸汽发生器结构n上封头上封头n上封头为标准椭球
26、形状，顶上封头为标准椭球形状，顶部蒸汽出口接管管嘴内有七部蒸汽出口接管管嘴内有七个小直径文丘里管，组成流个小直径文丘里管，组成流量限制器，用于主蒸汽管道量限制器，用于主蒸汽管道破裂时限制蒸汽流量过大，破裂时限制蒸汽流量过大，从而减缓一回路冷却剂的降从而减缓一回路冷却剂的降温速率和蒸汽发生器构件的温速率和蒸汽发生器构件的热变应力。热变应力。n限流器也为蒸汽流量测量提限流器也为蒸汽流量测量提供了方便供了方便3 蒸汽发生器结构n筒体组件筒体组件n蒸汽发生器筒体由蒸汽发生器筒体由上封头、上筒体、上封头、上筒体、锥形连接段及下筒体锥形连接段及下筒体组成，用厚组成，用厚75100 mm的锰的锰钼钼镍低合金
27、钢板加镍低合金钢板加工焊接成一个整体。工焊接成一个整体。n下筒体外径下筒体外径3.5 m，锥形段以上被扩大，锥形段以上被扩大到到4.5 m。n筒体组件下端与管板、下封头焊接成筒体组件下端与管板、下封头焊接成一个整体。一个整体。n蒸汽发生器总高约蒸汽发生器总高约20.8 m。 3 蒸汽发生器结构n位于管板上表面位于管板上表面350 mm、490 mm和和625 mm处下筒体壳壁上分别开有处下筒体壳壁上分别开有4个检查孔、个检查孔、2个个手孔和手孔和2个检查孔，用以检查管板二次侧表面、个检查孔，用以检查管板二次侧表面、流量分配档板以及传热管端部的淤泥沉积情况，流量分配档板以及传热管端部的淤泥沉积情
28、况，必要时可用高压水冲刷排除该处沉积的淤泥，必要时可用高压水冲刷排除该处沉积的淤泥，以及用来检查相应高度的部件状况。以及用来检查相应高度的部件状况。n位于上筒体汽水分离器与蒸汽干燥器之间高度位于上筒体汽水分离器与蒸汽干燥器之间高度位置的壳壁上也开有两个能进入干燥器进行检位置的壳壁上也开有两个能进入干燥器进行检修的人孔。这些检查孔、手孔和人孔均用盖板修的人孔。这些检查孔、手孔和人孔均用盖板螺栓密封。螺栓密封。 4 自然循环倍率 l自然循环倍率是描述蒸汽发生器自然循环的一个重要参数，它是表征通自然循环倍率是描述蒸汽发生器自然循环的一个重要参数，它是表征通过管束二次侧的循环流量是否充分的一种粗糙的度
29、量。自然循环倍率被过管束二次侧的循环流量是否充分的一种粗糙的度量。自然循环倍率被定义为定义为: : 自然循环倍率自然循环倍率= =上升通道汽水混合物流量上升通道汽水混合物流量/ /蒸汽流量蒸汽流量 亦即是蒸汽发生器中每产生单位质量蒸汽所需的循环水质量。亦即是蒸汽发生器中每产生单位质量蒸汽所需的循环水质量。l自然循环倍率也可写成循环水流量与蒸汽流量的比值或循环水流量与给自然循环倍率也可写成循环水流量与蒸汽流量的比值或循环水流量与给水流量的比值。循环水流量是给水流量与再循环流量之和，因此水流量的比值。循环水流量是给水流量与再循环流量之和，因此 自然循环倍率自然循环倍率=1+=1+再循环流量再循环流
30、量/ /给水流量给水流量 或或 自然循环倍率自然循环倍率= 1+= 1+再循环流量再循环流量/ /蒸汽流量蒸汽流量l再循环流量与给水流量的比值称为再循环流量率。再循环流量与给水流量的比值称为再循环流量率。l这里再引入一个含汽量（或称干度）的概念：这里再引入一个含汽量（或称干度）的概念： 含汽量含汽量= =蒸汽流量蒸汽流量/ /上升通道汽水混合物流量上升通道汽水混合物流量 因此实际含汽量与循环倍率互为倒数关系。因此实际含汽量与循环倍率互为倒数关系。 4 自然循环倍率 n循环倍率实际体现在再循环流量和蒸汽流量两个参数循环倍率实际体现在再循环流量和蒸汽流量两个参数上，是这两个流量之间相互关系的评估尺
31、寸。上，是这两个流量之间相互关系的评估尺寸。n循环倍率的大小对于传热管腐蚀、流动振荡、传热特循环倍率的大小对于传热管腐蚀、流动振荡、传热特性、汽水分离等具有重要影响。性、汽水分离等具有重要影响。循环倍率一般选在循环倍率一般选在4左左右，不宜过大也不宜过小右，不宜过大也不宜过小n循环倍率过大，使再循环流量相对于蒸汽流量的比例循环倍率过大，使再循环流量相对于蒸汽流量的比例过大，当再循环流量超过汽水分离组件分离水份的能过大，当再循环流量超过汽水分离组件分离水份的能力时，水滴会随蒸汽一起进入汽轮机高压缸而因水蚀、力时，水滴会随蒸汽一起进入汽轮机高压缸而因水蚀、水击危及汽轮机叶片。水击危及汽轮机叶片。n
32、循环倍率过低，与蒸汽流量相比，再循环流量过小，循环倍率过低，与蒸汽流量相比，再循环流量过小，意味着管束出口空泡份额过高，局部区域出现缺液、意味着管束出口空泡份额过高，局部区域出现缺液、干涸，不能确保管壁润湿，传热效果变差。干涸，不能确保管壁润湿，传热效果变差。 4 自然循环倍率 n循环倍率过低，过量的蒸汽还会导致介质流动不稳定，循环倍率过低，过量的蒸汽还会导致介质流动不稳定，产生剧烈的流动振荡，使传热管束部分壁面周期性露产生剧烈的流动振荡，使传热管束部分壁面周期性露出，传热效率下降。流动振荡大到一定幅度，会引起出，传热效率下降。流动振荡大到一定幅度，会引起蒸汽发生器水位和蒸汽流量的大幅度波动。
33、蒸汽发生器水位和蒸汽流量的大幅度波动。n传热管腐蚀与二次侧介质流动状态同样有密切关系，传热管腐蚀与二次侧介质流动状态同样有密切关系，在局部滞流或低流速区段，往往会导致污垢沉积浓缩，在局部滞流或低流速区段，往往会导致污垢沉积浓缩，因此也希望适当提高循环倍率，以便提高管板上表面因此也希望适当提高循环倍率，以便提高管板上表面及管束弯管段的冲刷流速。适当提高再循环流量，可及管束弯管段的冲刷流速。适当提高再循环流量，可以增加下降通道的水位，增加自然循环驱动压头。足以增加下降通道的水位，增加自然循环驱动压头。足够大的驱动压头使流体的流速加快，从而有效地把水够大的驱动压头使流体的流速加快，从而有效地把水中的
34、污垢淤泥驱赶到排污管，稳定水质，保证蒸汽发中的污垢淤泥驱赶到排污管，稳定水质，保证蒸汽发生器良好的热传导。生器良好的热传导。 4 自然循环倍率 n再循环水在下降通道与给水混合，这种高温饱再循环水在下降通道与给水混合，这种高温饱和水一方面被冷却，使夹带过来的少量蒸汽液和水一方面被冷却，使夹带过来的少量蒸汽液化，避免流道阻力增加化，避免流道阻力增加n另一方面反过来预热了给水。结合上升通道高另一方面反过来预热了给水。结合上升通道高温介质通过管束套筒向给水传热，使给水在进温介质通过管束套筒向给水传热，使给水在进入上升通道时已接近饱和温度。入上升通道时已接近饱和温度。n这样就缩小了给水与传热管壁的温差，
35、使蒸汽这样就缩小了给水与传热管壁的温差，使蒸汽发生器的热应力大大降低，且提高了蒸汽发生发生器的热应力大大降低，且提高了蒸汽发生器的传热效率。器的传热效率。 4 自然循环倍率 n但是，提高蒸汽发生器的自然循环倍率，是要付出一但是，提高蒸汽发生器的自然循环倍率，是要付出一定代价的。首先，为提高介质流动速度降低流道阻力，定代价的。首先，为提高介质流动速度降低流道阻力，需要增加通道面积，就要增大蒸汽发生器壳体的尺寸。需要增加通道面积，就要增大蒸汽发生器壳体的尺寸。这对于大容量蒸汽发生器来说是不希望的。另外，循这对于大容量蒸汽发生器来说是不希望的。另外，循环倍率的提高意味着汽水分离的负荷增加，因此能否环
36、倍率的提高意味着汽水分离的负荷增加，因此能否进一步改善汽水分离组件的结构性能，提高分离效率进一步改善汽水分离组件的结构性能，提高分离效率对于蒸汽发生器设计来说是个技术难题。对于蒸汽发生器设计来说是个技术难题。n大亚湾电站压水堆蒸汽发生器在额定功率，蒸汽工作大亚湾电站压水堆蒸汽发生器在额定功率，蒸汽工作压力为压力为67.1 bar（abs）时的循环倍率约为）时的循环倍率约为3.73.8。在瞬态工况，循环倍率将随负荷变化而改变。在瞬态工况，循环倍率将随负荷变化而改变。 5 蒸发器主要性能参数管侧参数管侧参数:5 蒸发器主要性能参数壳侧参数壳侧参数:5 蒸发器主要性能参数6蒸汽发生器及其相关系统每台
37、机组有三个环路，每个每台机组有三个环路，每个环路上各有一台蒸汽发生器环路上各有一台蒸汽发生器主给水系统主给水系统 辅助给水系统辅助给水系统主蒸汽系统主蒸汽系统 蒸发器排污系统蒸发器排污系统7蒸汽发生器水位控制的意义如果蒸汽发生器中水位太高如果蒸汽发生器中水位太高:则蒸则蒸汽中带的水份过多，要对汽轮机汽中带的水份过多，要对汽轮机叶片造成损坏。叶片造成损坏。如果蒸汽发生器中水位过低，使如果蒸汽发生器中水位过低，使给水环管露出水面，将产生水锤给水环管露出水面，将产生水锤效应，对蒸汽发生器造成损坏效应，对蒸汽发生器造成损坏引起管束传热恶化引起管束传热恶化引起蒸汽发生器管板的热冲击引起蒸汽发生器管板的热
38、冲击7给水母管给水来源7水流向一回路的水从回路进入一回路的水从回路进入SG，经，经U形管向上，在顶端折返向下，出形管向上，在顶端折返向下，出SG，返回一回路的过渡段，返回一回路的过渡段ARE给水经给水管进入给水经给水管进入SG，经给，经给水环管，进入水环管，进入SG外壳和管束套筒外壳和管束套筒向下，在管板处折返向上，在上向下，在管板处折返向上，在上升通道产生蒸汽升通道产生蒸汽7影响水位的原因n蒸汽发生器水位受很多因素的影响蒸汽发生器水位受很多因素的影响n蒸汽流量蒸汽流量n给水流量给水流量n一回路平均温度一回路平均温度n给水温度给水温度7.1蒸汽流量蒸汽流量增加蒸汽流量增加-压力下降压力下降-S
39、G中汽水中汽水混合物膨胀混合物膨胀-水位上升水位上升长期来，蒸汽质量流量长期来，蒸汽质量流量给水质量流量给水质量流量汽水适配的积分作用汽水适配的积分作用-水位下降水位下降7.1蒸汽流量蒸汽流量减少蒸汽流量减少-压力上升压力上升-SG中汽水中汽水混合物收缩混合物收缩-水位下降水位下降长期以来，蒸汽质量流量长期以来，蒸汽质量流量水位上升水位上升7.2给水流量给水流量增加给水流量增加-蒸汽冷凝蒸汽冷凝-SG中汽水中汽水混合物收缩混合物收缩-水位下降水位下降长期以来，给水质量流量长期以来，给水质量流量蒸汽质量流蒸汽质量流量，汽水适配的积分作用量，汽水适配的积分作用-水位上升水位上升7.3一回路平均温度
40、和给水温度平均温度上升平均温度上升-传到二回路传到二回路热量增加热量增加-产生更多汽泡产生更多汽泡-水位虚假上升水位虚假上升长期作用的结果：将产生更长期作用的结果：将产生更多的蒸汽，汽水质量适配的多的蒸汽，汽水质量适配的积分作用积分作用-水位下降水位下降给水温度降低给水温度降低-下降通道过下降通道过冷度增加冷度增加-上升通道沸腾减上升通道沸腾减弱弱-含汽量减少含汽量减少-体积收缩体积收缩-水位下降水位下降7.4水位整定值程序水位的目的：就是减少程序水位的目的：就是减少SG中水装量，防止蒸汽管道中水装量，防止蒸汽管道断裂对安全壳压力瞬态断裂对安全壳压力瞬态20负荷以下，水位定值随负负荷以下，水位定值随负荷增加而提高（荷增加而提高（3450）20负荷以上，水位定值维持负荷以上，水位定值维持在在50谢谢大家
