秦山核电站蒸汽发生器系统.docx

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秦山核电站蒸汽发生器系统

秦山核电站蒸汽发生器系统.

一、作用及设计考虑

蒸汽发生器（SG）的主要作用是将一回路中水的热量传给二回路的水，使其汽化。

由于一回路水流经堆芯而带有放射性，因而蒸汽发生器与压力容器和一回路管道共同构成防止放射性外溢的第二道屏障。

在压水堆核电厂正常运行时，二回路应不受到一回路水的污染，是不具有放射性的。

压水堆核电厂蒸汽发生器是按自然循环原理运行的（图1-13）。

在这类蒸汽发生器中，保证流体的原动力是冷水柱和热水柱之间的密度差，产生的蒸汽是饱和蒸汽。

每一台饱和式蒸汽发生器按照满负荷运行时传递三分之一的反应堆热功率设计。

二、设备描述

压水堆核电厂的蒸汽发生器由带有内置式汽水分离设备的立式筒体和倒置式U形管束组成，如图14。

一回路的每一个环路有一台蒸汽发生器，它是垂直布置的、自然循环的管式汽化装置。

整个装置可分为：

1.给水蒸发段

蒸汽发生器蒸发段的下部是由倒置的4640根倒U形管束构成。

一回路水在管内流动，二回路水在管外汽化。

这些管子焊接在585mm厚的锰-钼-镍（Mn-Mo-Ni）管板上，管板和管束承受一回路压力。

一回路水侧封头是由铸钢半球形封头构成的，在其内表面覆盖了不锈钢层，并通过焊在管板上的因科镍隔板分成两个水室（入口水室、出口水室）。

每个水室都有一个连到一回路的接管和人孔。

图1-13自然循环原理

整个汽化装置安置在圆筒状的金属筒体内，筒体下部与管板衔接，其上部通过一个中间过渡锥体而与一个包含干燥装置的更大的金属筒体相连。

给水的入口位于该筒体的上部。

给水分配由一个环形孔管完成。

给水与干燥设备排出的水相混合，然后在由下部筒体与包围管束的圆柱形薄钢板包壳所形成的环形空间内向下流动。

在包壳下部与管板上表面之间有一个空间，在这里水加热到接近饱和温度，然后进入到管束中间，向上流动。

借助于蒸汽发生器U形管束的隔板来保持管束的间距，而在隔板之间又通过拉杆固定。

在8个抗震隔板上开有一些孔以让管子及水--蒸汽混合物通过。

此外，隔板通过一些防止管束整体振动的楔子固定在管束围板上。

同样，在管束的弧形段也设置了防振定位杆。

2.汽水混合物---机械干燥段

从管束出来的蒸汽—水混合物首先通过18个旋流叶片式分离器，在分离器中用离心法除掉混合物中大部分水。

然后，蒸汽在离开蒸汽发生器之前通过一根位于上封头轴线处的管子而穿过人字型干燥器。

在其上部还设计了能进入干燥器的两个人孔。

来自人字型干燥器和旋流叶片式分离器的水与给水混合并使给水局部加热。

循环倍率定义为流过管束的总流量与蒸汽发生器出口蒸汽流量之比，在蒸汽发生器满负荷运行时该值大约是3.4。

这个值是一个折衷值，它介于尽可能的蒸汽干度与蒸汽发生器稳定运行之间。

用于蒸汽发生器排空和连续排污的两根管子布置在管束的下部。

用于检查管板上表面的两个二次侧手孔也位于这个高度。

图14压水堆蒸汽发生器

三、蒸汽发生器水位调节

1．保持水位的必要性（图1-15）

蒸汽发生器的水位，是指蒸汽发生器筒体和管束套筒之间的部分中测得的水位，即冷柱的水位。

核电厂正常运行时蒸汽发生器必须保持正常的水位，若水位过低，蒸汽发生器二次侧水量过少，会引起一回路冷却不充分，U形管束的温度升高将有破裂的危险，如果蒸汽进入给水环，就有可能在给水管道中产生汽锤，另外，蒸汽发生器的管板还将受到热冲击。

若水位过高，将有加速汽轮机腐蚀的危险。

水位调节，可通过控制给水流量调节系统的给水流量调节阀来实现（图1-16）。

运行时，监测蒸汽集管的压力与给水进口的压力，二者的压差值⊿P与根据蒸汽流量Q通过函数发生器产生的参考压差定值相比较，以调节电动给水泵的转速。

图1-15蒸汽发生器水位保持的必要性

图1-16蒸汽发生器水位调节

2.蒸汽发生器的给水

正常工况下由给水流量控制系统（ARE）给水。

冷凝器冷凝乏蒸汽而得到凝结水，经凝结水抽取泵抽出，送到低压加热器、除氧器、及高压加热器重新加热后，送到蒸汽发生器内投入再循环。

蒸汽回路上装有安全阀，当蒸汽压力达到一定阈值时，能使蒸汽卸压。

当正常给水发生故障时，由辅助给水系统（ASG）提供紧急给水。

辅助给水系统还担负机组启动时蒸汽发生器的长时间充水热备用时蒸汽发生器的给水。

3.蒸汽发生器的排污

运行时，由于一回路和二回路间可能的泄漏，蒸汽发生器有遭受腐蚀的危险，尤其在U形管与管板的连接处，由于非挥发性产物的积累，更可能产生腐蚀。

为抑制腐蚀，要严格

进行二回路的水质处理，并在管板标高处连续地进行排污。

为此，设有蒸汽发生器排污系统（APG），见图1-17。

APG系统可保证连续不断地排污，排污流量为7-46.7t/h（两台）,被排出的污水经冷却和净化处理后，根据情况可重新利用，或排放。

图1-17蒸汽发生器的排污

四、蒸汽发生器的主要参数（主编陈建新）

表4蒸汽发生器主要参数