自然循环蒸汽发生器运行原理及参数
自然循环原理及计算
这就是水循环计算的压差法。
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三、运动压头
也即，
Pyd=Ｈρxjｇ－Ｈρhug，Ｐa
Pyd＝△Ｐxj＋△Ｐss+ △Ｐfl 有效压头: Pe＝Ｐyd- (△Ｐss2+ △Ｐfl)
Pe＝ △Ｐxj 水循环计算的压头法。
四、影响循环推动力的因素
自然循环的实质是由重位压差造成的自然循环推动力 （即运动压头）克服了上升系统和下降系统的流动阻力， 推动工质在循环回路中流动。
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泡状流
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弹状流
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环 状 流（柱状流）
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二、蒸发管内汽水两相流的传热
1、蒸发管内的流型与传热的关系
在蒸发过程的各个阶段，蒸发管内的流型在不断变化。不 同的流型状态下，流体对管子壁面的热交换方式不同，冷却 能力也不同，即管内流体的放热系数在不断变化。放热系数 越大，管壁温度越接近工质温度。
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不同传热方式的传热系数
自然对流换热
空气 水
强制对流换热
气体 高压水蒸汽
水
相变换热
沸腾换热 凝结换热
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1～10 200～1000
20～100 500～3500 1000～15000
2500～35000 5000～25000
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亚临界压力自然循环锅炉，其水冷壁内工质的实际含汽 率接近临界含汽率xc,所以可能发生第二类传热恶化。 第二类传热恶化发生热负荷较低，发生时热负荷比第一 类传热恶化时低得多。
蒸汽发生器的工作原理
蒸汽发生器的工作原理
蒸汽发生器是一种用于产生蒸汽的设备，通常用于工业生产、发电和供暖等领域。
它的工作原理是利用燃料燃烧产生的热能，将水加热为蒸汽。
蒸汽发生器在许多行业中都起着至关重要的作用，下面将详细介绍蒸汽发生器的工作原理。
1. 燃料燃烧
蒸汽发生器通常使用煤、天然气、燃油或生物质等作为燃料。
燃料在燃烧室中燃烧，产生大量的热能。
燃烧过程中，燃料中的化学能转化为热能，使燃烧室内温度急剧上升。
2. 加热水
蒸汽发生器内部有一个水箱，燃烧室周围布置有许多管道。
燃烧室产生的高温烟气通过这些管道，将水箱内的水加热。
水在管道中流动，受到烟气的热量传递，温度逐渐升高。
3. 形成蒸汽
随着水温的升高，水分子的热运动加剧，水逐渐转化为蒸汽。
当水的温度达到一定程度时，水分子的蒸发速度将超过凝结速度，
水就会变成蒸汽。
这时，蒸汽就会在蒸汽发生器中产生并逐渐积聚。
4. 输送蒸汽
蒸汽发生器内部设有蒸汽输送管道，将产生的蒸汽输送至需要
的地方。
在工业生产中，蒸汽通常用于驱动涡轮机发电或提供动力，也可用于供暖、加热或其他用途。
蒸汽发生器的工作原理主要是通过燃料燃烧产生热能，将水加
热为蒸汽。
蒸汽发生器广泛应用于工业生产、发电、供暖等领域，
是许多行业中不可或缺的设备。
通过合理的设计和运行，蒸汽发生
器可以高效、稳定地产生蒸汽，为各行各业提供所需的能源。
蒸汽发生器353上册第3章
3.4 蒸汽发生器GNPS 蒸汽发生器是一个立式的、自然循环式的、产生饱和蒸汽的装置。
它由外壳、U 形传热管、汽水分离器和套筒等部件组成。
反应堆冷却剂在传热管内流动，把热量传递给管外的二回路水，二回路水在蒸汽发生器内自然循环，在它流经传热管外时有一部分水变成饱和蒸汽，供给主汽轮机和辅助设施。
作为反应堆的第二道屏障的组成部分，蒸汽发生器在有放射性的一回路系统和无放射性的二回路系统之间提供了屏障。
蒸汽发生器结构见图3.29。
3.4.1 蒸汽发生器稳态运行时热工流体力学3.4.1.1 两相流的流动型式和沸腾形式给水经倒J 形管向下流到下降通道并进入上升通道的底部。
在上升通道内，二回路水吸收一回路经U 形管传递的热量，其温度不断升高并产生沸腾。
沸腾过程从传热面某一点开始，这时的沸腾称为过冷沸腾(也称局部沸腾或欠热泡核沸腾)，即液体温度尚未达到饱和温度而传热面的壁温已高于相应压力下的流体饱和温度时，在边界层内发生的沸腾。
此时在传热面上汽泡的产生、长大和脱离强烈地扰动着液体边界层，提高了传热面与液体之间的热交换程度。
过冷沸腾中所形成的汽泡在主体液流中消失，液体流进空出的泡核区，又开始沸腾循环。
在传热面上形成汽泡时，蒸汽温度保持不变，传热表面温度因热量损失而暂时降低。
当流体继续沿传热管向上流动时，液体达到饱和温度，此时液体的沸腾称为饱和泡核沸腾。
它连续在主体液流中出现汽泡，故也称为整体沸腾。
它是蒸汽发生器主要的沸腾形式。
当传热面被汽膜覆盖以及发生在主体液流流道的汽泡多于传热面发生 的汽泡时，这种沸腾称为干壁沸腾。
对蒸汽发生器来说，干壁沸腾是一种不希望的沸腾图3.29 蒸汽发生器 1－蒸汽出口嘴管；2－蒸汽干燥器；3－旋叶式汽水分离器； 4－给水管嘴；5－水流；6－防振条；7－管束支撑板；8－管束围板；9－管束10－管板；11－隔板；12－主冷却剂出口；13－主冷却剂入口。
工况。
在给定的压力和流量的工况下，发生什么形式的沸腾取决于传热面和整体液流之间的温差。
蒸汽发生器的运行原理
蒸汽发生器的运行原理蒸汽发生器在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。
水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。
分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往蒸汽机过热器,继续吸热成为450℃的过热蒸汽，然后送往汽轮机。
在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。
在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。
燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。
燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，除去其中的飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。
蒸汽发生器的特点1、蒸汽发生器燃烧稳定;2、能在较低的运行压力下，获得较高的工作温度;3、供热温度稳定，能精确地进行调整，热效率高;4、蒸汽发生器运行控制和安全检测装置完备。
蒸汽发生器的安装调试1，检查水、气管道密封性是否良好。
2，检查电器线路，尤其是加热管上的连接线是否连接和接触良好。
3，检查水泵工作是否正常。
4，初次加热时要观察压力控制器的灵敏度(在控制范围之内)及压力表读数是否准确(指针是否零)。
5，必须接地保护。
蒸汽发生器的保养1，每次试用期要检查是否打开进水阀，严禁干烧!2，每次(天)使用后要排污(必须留1-2kg/c㎡压力后打开排污阀，把锅炉内污垢完全排出)。
3，每次排污完毕后建议开启所有阀门，关闭电源。
4 、每个月加次除垢剂及中和剂(按说明添加)。
5、定期检查线路，对老化的线路及电器进行更换。
6、定期打开加热管彻底清理一次发生器炉内水垢。
7、每年要对蒸汽发生器进行年检(送当地锅炉检验所)，安全阀、压力表必须校验。
蒸汽发生器使用注意事项1、必须及时排污，否则影响制气效果及机器寿命。
2、严禁在带汽压时紧固零部件，以免造成损伤。
蒸汽发生器概述
第2章蒸汽发生器概述2.1 蒸汽发生器的功能蒸汽发生器的主要功能是作为热交换设备将一回路冷却剂中的热量传给二回路给水，使其产生饱和蒸汽供给二回路动力装置。
同时，作为连接一回路与二回路的设备，蒸汽发生器在一、二回路之间构成防止放射性外泄的第二道防护屏障。
由于水受辐照后活化以及少量燃料包壳可能破损泄漏，流经堆芯的一回路冷却剂具有放射性，而压水堆核电站二回路设备不应受到放射性污染，因此蒸汽发生器的管板和倒置的U形管是反应堆冷却剂压力边界的组成部分，属于第二道放射性防护屏障之一[8]。
2.2 蒸汽发生器的分类蒸汽发生器可按工质流动方式、传热管形式、安放形式以及结构特点分类。
按二回路工质在蒸汽发生器中流动方式，可分为自然循环蒸汽发生器和直流（强迫循环）蒸汽发生器；按传热管形式，可分为U形管、直流、螺旋管蒸汽发生器；按设备的安放方式，可分为立式和卧式蒸汽发生器；按结构特点，还有带预热器和不带预热器的蒸汽发生器。
尽管在核电厂采用的蒸汽发生器的形式繁多，但是在压水堆核电厂中有3种使用较为广泛。
它们是立式U型管自然循环蒸汽发生器、卧式自然循环蒸汽发生器和立式直流蒸汽发生器，其中尤以立式U型管自然循环蒸汽发生器应用最为广泛。
本文将以大亚湾立式U型管自然循环蒸汽发生器为模型（以下所提蒸汽发生器均指立式U型管蒸汽发生器）进行研究分析，表2-1是大亚湾蒸汽发生器的基本参数。
表2-1 900 MW大型压水堆核电厂蒸汽发生器设计参数[8]2.3蒸汽发生器的结构蒸汽发生器由蒸发段（下筒体）和汽水分离段（上筒体）两大部分组成。
图2-1为蒸汽发生器结构图。
2.3.1蒸发段⑴下封头⑵管板⑶U形传热管共有4474根倒U形传热管以正方形排列成传热管束。
传热管是由因科镍690制造。
⑷管束套筒管束套筒包围传热管束，把二次侧水分隔成下降通道和上升通道。
管束套筒下端与管板上表面之间留有空隙，供下降通道的水通过，进入管束区。
⑸支撑隔板在沿管束直管段上共有9块支撑隔板。
30l蒸汽发生器工作原理
30l蒸汽发生器工作原理
蒸汽发生器是一种将正常水转化为高温蒸汽的设备，其工作原理如下：
1. 原水进入蒸汽发生器：通过管道将原水输入蒸汽发生器内部。
2. 加热器加热：蒸汽发生器内部有加热器，通过电力或燃烧器将能量传递给加热器，使其加热。
3. 水开始加热：热能传递到加热器壁上，使加热器中的水开始受热
4. 水逐渐升温：随着加热器的加热作用，水的温度逐渐升高。
5. 水变为蒸汽：当水温达到其饱和温度时，水开始转化为蒸汽。
蒸汽在发生器内部积聚。
6. 蒸汽排出：蒸汽通过管道从蒸汽发生器中排出，供应给其他需要蒸汽的设备使用。
7. 水回流：发生器中的剩余水经过冷凝器冷却，再次循环回到蒸汽发生器中，继续进行加热。
这样循环进行，蒸汽发生器就能持续产生高温蒸汽。
蒸汽发生器工作原理
蒸汽发生器工作原理蒸汽发生器是一种常见的热能设备，其工作原理是将液体转化为蒸汽。
在工业生产、能源转换和空调系统中广泛应用。
本文将详细介绍蒸汽发生器的工作原理及其主要组成部分。
一、蒸汽发生器的工作原理是怎样的？蒸汽发生器的工作原理基于热传导和相变两种物理现象。
当液体接触到高温表面时，热量从高温区域传导到液体中。
当液体吸收足够的热量时，它会达到沸点并转化为蒸汽。
这个过程中液体内部的分子会与周围环境相互碰撞，导致蒸汽分子的形成。
蒸汽发生器的工作原理可以简化为以下几个步骤：1.燃料燃烧产生高温热源。
蒸汽发生器通常使用燃气、燃油或固体燃料作为燃料。
燃料燃烧会产生高温的热源，用于加热蒸汽发生器内部的液体。
2.热量传导至液体。
高温热源通过热交换器传导热量给液体。
热交换器内部有许多细小的通道，用于接触和传导热量。
热量在传导的过程中，液体的温度逐渐升高。
3.液体达到沸点并产生蒸汽。
当液体的温度升高到沸点时，液体内部分子的动能增加，开始形成蒸汽。
蒸汽的形成是液体内部分子从液相向气相转变的过程。
4.蒸汽被抽出。
蒸汽通过蒸汽出口被抽出蒸汽发生器。
蒸汽可以用于推动涡轮机、驱动发电机产生电能，或者作为热源供给工业生产或建筑物的空调系统等。
二、蒸汽发生器的主要组成部分蒸汽发生器通常由以下主要组成部分构成：1.燃烧室：用于燃料的燃烧，产生高温热源。
2.热交换器：负责将燃烧产生的热量传导给液体，并将液体加热至沸点。
3.水箱：用于存储和补充液体，保证蒸汽发生器的稳定运行。
水箱通常位于蒸汽发生器的下部。
4.蒸汽出口：通过蒸汽出口将产生的蒸汽抽出。
5.控制系统：用于监测和控制蒸汽发生器的温度、压力和流量等参数，以确保安全运行和高效工作。
三、蒸汽发生器的应用领域蒸汽发生器在各个领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：1.能源转换：蒸汽发生器通常与涡轮机和发电机相结合，用于发电生产。
当蒸汽驱动涡轮机旋转时，涡轮机会带动发电机发电。
2.工业生产：蒸汽可作为热源用于工业过程，如纸张制造、化工生产和石油精炼等。
蒸汽发生器参数
蒸汽发生器参数蒸汽发生器是一种将水转化为蒸汽的设备，广泛应用于工业、能源和制造等领域。
蒸汽发生器的性能直接关系到生产效率和能源利用率，因此掌握蒸汽发生器的参数对于设备操作和维护至关重要。
本文将介绍蒸汽发生器的几个关键参数，包括蒸汽质量、蒸汽压力、蒸汽温度和蒸汽流量。
一、蒸汽质量蒸汽质量是指蒸汽中所含的水分含量，也是评价蒸汽发生器性能的重要指标之一。
蒸汽质量的高低直接影响到蒸汽的热能传递效果，进而影响到设备的工作效率和产品质量。
通常用干度来表示蒸汽质量，干度越高，蒸汽中所含的水分就越少，蒸汽质量就越好。
二、蒸汽压力蒸汽压力是指蒸汽在蒸汽发生器中的压力大小。
蒸汽压力的选择应根据具体的工艺需求和设备要求来确定。
过低的蒸汽压力会导致设备无法正常运行，而过高的蒸汽压力则会增加设备的负荷和能源消耗。
因此，在设备运行前需要对蒸汽压力进行准确的调整和控制。
三、蒸汽温度蒸汽温度是指蒸汽发生器中蒸汽的温度大小。
蒸汽温度的选择应根据具体的工艺要求和设备特性来确定。
过低的蒸汽温度会导致设备无法达到预期的工作温度，而过高的蒸汽温度则会造成设备的过热和热损失。
因此，蒸汽温度的控制需要在设备运行过程中进行精确调整。
四、蒸汽流量蒸汽流量是指单位时间内通过蒸汽发生器的蒸汽量。
蒸汽流量的大小与设备的工作效率和能源消耗密切相关。
过大的蒸汽流量会造成能源的浪费，而过小的蒸汽流量则会影响设备的正常运行。
因此，在设备操作中需要根据实际需求合理控制蒸汽流量。
蒸汽发生器的参数包括蒸汽质量、蒸汽压力、蒸汽温度和蒸汽流量。
这些参数直接关系到设备的性能和能源利用效率，因此在设备操作和维护中需要进行精确的调整和控制。
只有合理选择和控制这些参数，才能保证蒸汽发生器的正常运行和高效工作，提高生产效率和产品质量。
蒸汽发生器工作原理
蒸汽发生器工作原理蒸汽发生器是一种能够将水转化为蒸汽的设备，它在许多工业和能源生产领域都起着至关重要的作用。
蒸汽发生器的工作原理是通过将水加热至沸点，使其转化为蒸汽，从而产生热能。
下面将详细介绍蒸汽发生器的工作原理。
首先，蒸汽发生器内部通常包含一个水箱和加热元件。
当加热元件开始工作时，它会向水箱中传递热能，使水温逐渐升高。
当水温达到100摄氏度时，水开始沸腾并产生蒸汽。
这一过程称为蒸发，它是蒸汽发生器工作的基本原理之一。
其次，蒸汽发生器内部还包含一个蒸汽排放口和一个水排放口。
当水转化为蒸汽后，蒸汽会通过排放口释放出来，并被输送到需要使用蒸汽的设备中。
而剩余的水则会通过水排放口排出蒸汽发生器，以保持水的新鲜度和清洁度。
此外，蒸汽发生器的工作原理还涉及到热传导和能量转化的过程。
加热元件向水传递热能的过程是通过热传导来实现的，而水转化为蒸汽的过程则是通过能量转化来实现的。
这些过程相互作用，共同完成了蒸汽发生器的工作。
总的来说，蒸汽发生器的工作原理是通过加热水，使其转化为蒸汽，从而产生热能。
这一过程涉及到蒸发、蒸汽排放和水排放等多个环节，同时也涉及到热传导和能量转化的物理过程。
了解蒸汽发生器的工作原理有助于我们更好地使用和维护蒸汽发生器，确保其正常高效地运行。
在工业生产和能源生产中，蒸汽发生器扮演着不可或缺的角色。
它广泛应用于发电厂、化工厂、食品加工厂等领域，为生产和生活提供了重要的热能支持。
因此，深入了解蒸汽发生器的工作原理对于提高生产效率、节约能源资源具有重要意义。
综上所述，蒸汽发生器的工作原理是通过加热水使其转化为蒸汽，从而产生热能。
这一过程涉及到蒸发、蒸汽排放和水排放等多个环节，同时也涉及到热传导和能量转化的物理过程。
了解蒸汽发生器的工作原理有助于我们更好地使用和维护蒸汽发生器，确保其正常高效地运行。
蒸汽循环系统工作原理
蒸汽循环系统工作原理引言蒸汽循环系统是一种常见的能量转换系统，广泛应用于发电厂以及工业生产中。
它通过将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
本文将详细介绍蒸汽循环系统的工作原理。
一、燃料燃烧产生热能蒸汽循环系统的工作原理首先涉及到燃料的燃烧。
在发电厂中，通常使用的燃料有煤炭、天然气和石油等。
燃料在燃烧室中与空气进行反应，产生高温高压的燃烧气体。
这些燃烧气体中的热能将用于加热工质（一般为水）。
二、蒸汽发生器中的热能传递燃烧产生的热能将通过烟气传递给蒸汽发生器中的工质。
蒸汽发生器是一个热交换器，它将热能从烟气传递给工质，使工质的温度升高。
这个过程中，烟气的温度下降，而工质的温度上升。
三、蒸汽的膨胀和冷凝经过蒸汽发生器后，工质变成了高温高压的蒸汽。
蒸汽将进入蒸汽涡轮机中膨胀。
蒸汽涡轮机是通过蒸汽的高速流动驱动叶轮旋转，从而产生机械能。
在膨胀过程中，蒸汽的温度和压力均下降。
随后，蒸汽将进入凝汽器中冷凝。
凝汽器是一个热交换器，它将蒸汽的热量传递给冷却介质（通常是冷凝水）。
在冷却介质的作用下，蒸汽冷凝成水，并释放出大量的热能。
这个过程中，冷凝水的温度升高。
四、再次加热和循环冷凝水将经过泵被再次加热。
再次加热器通过将冷凝水加热至饱和温度以上，使其变成高温高压的水蒸气。
再次加热后的水蒸气将进入蒸汽涡轮机中膨胀，驱动叶轮旋转，产生机械能。
蒸汽涡轮机产生的机械能通过联轴器传递给发电机，将机械能转换为电能。
而冷凝水则经过泵被再次加热，形成一个循环。
这样，蒸汽循环系统就实现了能量的转换和利用。
结语蒸汽循环系统通过将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，实现了能源的高效利用。
它是发电厂以及工业生产中常用的能量转换系统。
通过蒸汽循环系统的工作原理，我们可以更加深入地理解蒸汽发电的过程，并认识到其在能源领域的重要性。
自然循环原理及计算
第九章 自然循环原理及计算第一节 自然循环的基本原理一、自然循环概述由汽包、下降管、联箱、上升管等组成的循环回路中，上升管在炉内受热，管内的水被加热到饱和温度并产生部分蒸汽；而下降管在炉外不受热，管内为饱和水或未饱和水。
因此，上升管中汽水混合物的密度小于下降管中水的密度，在下联箱中心两侧将产生液柱的重位差，此压差推动汽水混合物沿上升管向上流动，水沿下降管向下流动。
工质在沿汽包、下降管、下联箱、上升管、上联箱、连接管道再到汽包这样的回路中的运动是由其密度差造成的，而没有任何外来推动力。
因此将这种工质的循环流动称为自然循环。
二、自然循环回路的总压差画出简单循环回路示意图。
下联箱中心截面A-A 两侧将受到不同的压力。
截面左侧管内工质作用在截面A-A 的静压为：gh P P xj ρ+=01 a P ( 9-1) 截面右侧管内汽水混合物作用在截面A-A 的静压为：gh P P ss ρ+=02 a P (9-2) 从式（9-1）和式（9-2）可以看出，由于ss xj ρρ〉，所以静压21P P 〉，表示截面A-A 两侧所受压力是不同的，此压力差将推动联箱内工质由左向右移动。
循环回路中，工质流动时要克服磨擦阻力和局部阻力。
现根据流体流动的基本原理分析，流动状态下联箱中心处的压力：1、下降管系统作用在联箱中心处的压力在流动时，下降管系统有流动阻力损失xj P ∆，水向下流动时在联箱中心处的实际压力1P 要比静压小xj P ∆，即xj xj P gh P P ∆-+=ρ01 a P （9-3）2、上升管系统作用在联箱中心处的压力由于上升管内工质流动是由下向上流动，联箱中心处的压力P 2应能克服上升管系统的总流动阻力ss P 和重位压差，才能使工质进入汽包，因此ss ss P gh P P ∆++=ρ02 a P （9-4）3、总压差（1）下降管系统的总压差为：xj xj xj P gh P P P ∆-=-=∆ρ01* a P （9-5）（2）上升管系统的总压差为：ss ss ss P gh P P P ∆-=-=∆ρ02* a P （9-6） 在稳定流动时，联箱中流体只有一个压差值（与汽包压力的差值），所以这两个压差值必须相等，即**ssxj P P =∆ （9-7） 式（9-7）是用来计算锅炉水循环的主要依据，这种方法称为水循环计算中的压差法。
自然循环原理及计算
2
式：
Pm
l0
1
0 (1
)
Pa
d2
0
（ 9-42 ）
考虑到两相流结构对 的影响，在计算中加入一修正系数
。
当管段中汽水混合物含汽率沿管长不变时，摩擦阻力损失按下式计算：
2
Pm
l 0 1 X(
1)
Pa
d2
（ 9-43 ）
式中的修正系数 由附录Ⅰ－3（ b）查取。
当管段中汽水混合物的含汽率沿管长变化时，按下式计算摩擦阻力损失：
管系统的总流动阻力 Pss 和重位压差，才能使工质进入汽包，因此
1 / 15
P2 P0
ss gh Pss
Pa
3 、总压差
（9-4 ）
（1）下降管系统的总压差为：
Px*j P1 P0
xj gh Pxj
Pa
（2）上升管系统的总压差为：
Ps*s P2 P0
ssgh Pss
Pa
在稳定流动时，联箱中流体只有一个压差值（与汽包压力的差值）
降管向下流动。工质在沿汽包、下降管、下联箱、上升管、上联箱、连接管道再到
汽包这样的回路中的运动是由其密度差造成的，而没有任何外来推动力。因此将这
种工质的循环流动称为 自然循环 。
二、自然循环回路的总压差
画出简单循环回路示意图。下联箱中心截面
A-A 两侧将受到不同的压力。截面
左侧管内工质作用在截面 A-A 的静压为：
P P1 Pz
Plz
Pjs
Pzw
1、流体加速压降
(9-35)
某一管段中工质的加速压降等于管段出口截面的动量与管段进口截面动量之
差：
P js
( 2 1)
蒸汽发生器的工作原理
蒸汽发生器的工作原理
蒸汽发生器是一种用于产生高温高压蒸汽的设备，主要应用于工业生产、发电和加热等领域。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 蒸汽发生器的工作开始于给水系统，给水通过给水泵进入蒸汽发生器，供应给发生器中的蒸汽产生部分。
2. 经过进水阀的控制，给水进入蒸汽发生器的锅炉筒体内部。
进入筒体的给水将通过下部的燃烧室。
3. 燃烧室中的燃料（可以是煤、油或天然气等）在点火系统的作用下燃烧。
燃料燃烧产生的高温气体通过锅炉的加热面将水加热，在加热的过程中，水逐渐转化为蒸汽。
4. 系统中的排烟管道将燃烧后的废气排出，以保持锅炉的正常工作环境。
5. 锅炉内壁上覆盖着许多加热面，这些面积较大的金属管材能够更好地吸收燃料燃烧产生的热量。
热量的传递使得加热面的温度升高，将水中的热量逐渐传导到水中。
6. 经过加热的水在锅炉内部升温，当温度足够高时，水开始沸腾并逐渐转化为蒸汽。
蒸汽通过锅炉筒体的蒸汽出口进入下一个使用环节，如涡轮机或加热设备等。
7. 蒸汽发生器设备中还配备了安全阀和水位控制系统等安全保
护措施，以保证设备的安全运行。
综上所述，蒸汽发生器的工作原理主要依靠燃料燃烧产生的高温气体传递热量给水，在锅炉内部将水加热转化为蒸汽，实现对应用领域的蒸汽供应需求。
蒸汽发生器和汽包的给水自然循环计算
蒸汽发生器和汽包的给水自然循环计算一、引言在工程领域中，蒸汽发生器和汽包是非常重要的设备。
蒸汽发生器是一种将水加热出蒸汽的设备，应用于各种工业生产与热能转换过程，如发电、供热、化工等。
汽包则是一种用于调节蒸汽压力和水位的设备，常用于蒸汽发生器与蒸汽机组之间。
在蒸汽发生器和汽包的使用过程中，给水自然循环计算是必不可少的一部分，也是影响设备稳定运行的一个重要因素。
本文将详细介绍蒸汽发生器和汽包的给水自然循环计算，包括流程、公式、参数等。
二、蒸汽发生器和汽包的给水自然循环计算2.1 给水自然循环概述给水自然循环是指在蒸汽发生器的加热面积内，水依靠自己的重力分布，自然地形成对流流动的过程。
在这个过程中，水从下部的供水箱经过蒸发器的加热面，被加热变成蒸汽，蒸汽从上部的汽包排出，水又被吸入下部的供水箱。
整个过程是循环的，也就是说，蒸汽发生器的加热面上的液体始终处于静压力平衡的状态中。
2.2 给水自然循环条件在给水自然循环中，需要满足以下条件：（1）蒸汽发生器内的升温率要小于水的自然循环速度，否则循环将会被破坏。
（2）低水位不能暴露在加热面上，否则将会导致加热面过热或损坏。
（3）给水管道的内径、长度、角度、水流等参数必须要满足自然循环条件，以保证自然对流。
2.3 给水自然循环公式在给水自然循环计算中，需要用到一些基本公式和参数，如下：（1）蒸汽发生器内水的静压力：P=ρgh其中，ρ为水的密度，g为重力加速度，h为水面到计算点的垂直高度。
（2）蒸汽发生器内水的压力差：ΔP=P2-P1其中，P1为低位侧的压力，P2为高位侧的压力。
（3）给水管内水的流速：v=Q/(πr²)其中，Q为给水管内水的流量，r为给水管内径的一半。
（4）给水管水头损失：h=L×f×v²/(2g)其中，L为给水管的长度，f为阻力系数，v为流速，g为重力加速度。
（5）对数平均温差：ΔT=ln(Δt1/Δt2)其中，Δt1和Δt2分别是给水和加热面的温度差。
蒸汽发生器工作原理
蒸汽发生器工作原理
蒸汽发生器是利用热能转化为蒸汽的一种设备，主要用于锅炉、工业窑炉、压力容器和锅炉等。
蒸汽发生器的工作原理是：利用空气作为加热介质，使气体膨胀，在压缩过程中获得高温高压蒸汽。
其结构由工作管（通常称为管子）和空气入口接头（通常称为气阀）组成，该设备的工作过程如下：根据所使用的管道材料及连接方式不同，可分为以下几种类型：
（1）采用不锈钢作为加热介质，具有耐腐蚀、使用寿命长等优点，是理想的蒸汽发生器；
（2）用碳钢或不锈钢制作成套管式或非套管式安装连接管道，与空气入口接头形成闭式连接；
（3）将管子插入水中并用水作为加热介质进行蒸汽发生；
（4）以水作为流动介质将管内气体流动进行加热。
蒸汽发生器的工作原理
蒸汽发生器的工作原理
蒸汽发生器是一种用于产生蒸汽的设备，它的工作原理是将液体转化为蒸气。
通常情况下，蒸汽发生器是通过加热液体来生成蒸汽的。
蒸汽发生器包含一个热源，它可以是燃气、燃油或电力。
当热源启动时，它会加热蒸汽发生器中的液体。
这种液体可以是水，也可以是其他液体，如燃料油或溶剂。
当液体开始加热时，它的温度逐渐升高。
一旦液体达到其沸点温度，它会开始蒸发，并释放出蒸汽。
蒸汽发生器内部通常有一个导流系统，它有助于将液体和蒸汽分离。
当液体蒸发时，蒸汽会向上升腾，并通过导流系统进入蒸汽管道。
导流系统还有助于防止液体被带入蒸汽管道，从而保持蒸汽的纯净性。
在蒸汽管道中，蒸汽被输送到需要蒸汽的设备或系统中，如汽轮机、加热系统或工业生产过程中的其他设备。
在这些设备中，蒸汽的能量可以被利用，以产生动力、供暖或执行其他工艺操作。
同时，蒸汽发生器通常还配有安全装置，以确保在出现异常情况时能够保持安全运行。
这些安全装置可以包括压力控制阀、温度传感器和紧急停机装置等，它们可以监测和控制蒸汽发生器的压力和温度，并在需要时自动停机或释放过多的蒸汽，以保护设备和操作人员的安全。
总的来说，蒸汽发生器的工作原理是通过加热液体来产生蒸汽，并将蒸汽输送到需要蒸汽的设备或系统中。
通过合理的控制和安全装置，蒸汽发生器可以稳定、高效地工作，满足不同的工业和商业需求。
全自动蒸汽发生器原理
全自动蒸汽发生器原理
蒸汽发生器是将液体转变为蒸汽的设备，而全自动蒸汽发生器则是能够自动进行操作的蒸汽发生器。
全自动蒸汽发生器的原理如下:
1. 液体供给：全自动蒸汽发生器会有一个液体供给系统，将液体（一般为水）通过管道输送到蒸汽发生器的水箱中。
2. 加热：蒸汽发生器内部有一个加热器，通过电加热或者燃烧加热器将水加热到沸腾的温度。
加热器的选择取决于蒸汽发生器的具体类型和应用场景。
3. 液体转化为蒸汽：在加热的过程中，水开始变热，其中一部分水将会转化为蒸汽。
由于蒸汽的体积膨胀特性，不断有蒸汽从液体中升腾出来。
4. 蒸汽排出：蒸汽通过发生器的出口排出，并连接到需要使用蒸汽的设备或系统，如发电机、加热系统等。
蒸汽的流向、压力和温度会根据具体的应用需求进行调节和控制。
5. 液位控制：全自动蒸汽发生器通常还配备了液位控制系统。
当水箱内液位过低时，液位控制系统会自动启动水泵将水供给到水箱中，保证发生器的正常运行。
总的来说，全自动蒸汽发生器通过液体供给、加热、液体转化为蒸汽、蒸汽排出和液位控制等步骤，实现了自动化的蒸汽发生过程。
它具有操作简单、效率高等优点，广泛应用于工业领域，如发电、汽车制造、食品加工等。
蒸汽发生器的工作原理
正是因许多的生产企业或者居民生活需要通过热水或蒸汽来提供热能，因此使用蒸汽发生器就十分必要了，用户在采购设备时不仅要了解设备的使用效果，也清楚其运行的方式。
由于发生器是蒸汽动力装置的核心部分，主要采用间接的动力装置把堆芯获得的热能传给二回路工质并不断循环，使其成为一个热交换系统，热量通过热载体进入蒸汽发生器的管束内,管内热载体通过管壁将热量传递给管外的炉水，水吸收了炉膛辐射热形成水蒸气。
燃烧后的烟气经炉膛、省煤器和空气预热器以及除尘装置之后再排到外面。
蒸汽发生器的工作系统为您简单分析一下：
水汽系统：水在加热器中加热到一定温度，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒。
水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。
燃烧和烟风系统：送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。
在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。
燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。
蒸汽发生器的循环方式是指系统内水汽的流动方式，可分为自然循环、辅助循环、直流和复合循环。
该设备使用天然气，液化气、煤气等作为燃料，具有节能环保，不易结水垢，可以连续工作提供蒸汽，自动控制无需专人值守，检修方便等优点。
相信对于该设备您一定有更多的认识了，更多专业信息请及时关注我们。
蒸汽发生器二次侧的水循环与分析
２００２ 年第 ８ 期
- 1-
专论与译文
蒸汽发生器二次侧的水循环与分析
丁训慎 核动力运行研究所
１． 前言 由于压水堆核电站一回路冷却剂进 出口温度的限制 蒸汽发生器传热管不会 发生温度过高的危险 另外 蒸汽发生器二次侧汽水混合物不是在管内 而是在 管束间上升流动 汽水混合物在管束间是相互沟通的 不可能造成水循环的停滞 和倒流 研究核电站立式蒸汽发生器水循环的目的 是要在循环回路中有一个足 够的循环倍率 保证运行中流动稳定 防止传热管腐蚀 提高蒸汽发生器的可靠 性 循环倍率和流动阻力是否合理 是衡量蒸汽发生器热工水力设计最重要的参 数之一 在设计时 要适当增大二次侧的水容量 尽可能提高循环倍率来保证其 可靠性 使设计寿命到达 ６０ 年 而不更换蒸汽发生器 美国西屋公司 ５１Ａ 型和 ５１Ｍ 型蒸汽发生器在全负荷时的循环倍率分别为 ４．２ 和 ４．１ Ｆ 型蒸汽发生器的循环倍率为 ４ 大亚湾核电站引进法马通公司的 ５５／１９ Ｂ 型蒸汽发生器在全负荷时的循环倍率为 ３．１ 坎杜堆蒸汽发生器的循环倍率比压水 堆蒸汽发生器的循环倍率高 在设计技术规格书的几何尺寸和热工参数下 尽可 能设计成大于 ５ 为了达到高循环倍率 蒸汽发生器内阻碍循环流动的部件要设计 成具有较小的流动阻力 本文将介绍美国 Ｃａｔａｗｂａ １ 核电站新更换蒸汽发生器 采 用坎杜堆蒸汽发生器的设计 和大亚湾核电站蒸汽发生器二次侧的循环倍率和流 动阻力 着重说明高循环倍率的优点 并对二次侧水循环的有关性能进行了分析 ２． 蒸汽发生器的自然循环 ２．１ 自然循环 立式蒸汽发生器二次侧的循环回路如图 １ 所示 下降通道中的流体密度大于上 升通道中的流体密度 两者形成的压差在回路中建立起运行压头 形成自然循环 运行压头∆ＰＤ 可按下式计算 ∆ＰＤ＝ ñ d gH − (ñ 1 gH 1 + ñ 2 gH 2 + ñ 3 gH 3 ) １ 式中 Ｈ 为管板上表面到水位的总高度 Ｈ １ 为预热段高度 Ｈ ２ 为沸腾段高度 Ｈ ３ 为管束顶部到水位的高度 ñ1 ñ 2 和 ñ3 分别为上述三个高度范围内的流体平均 密度 ñ d 为下降通道内欠热水的密度 流动阻力Σ∆Ｐ 按下式计算 Σ∆Ｐ＝∆Ｐｄ＋∆Ｐｒ＋∆Ｐｓ ２ 式中∆Ｐｄ 为下降通道阻力 ∆Ｐｒ 为上升通道阻力 ∆Ｐｓ 为汽水分离器阻力 在自然循环中 运动压头克服流动阻力 为了确定自然循环流量 可以把运动 流动阻力和循环倍率
蒸汽发生器的工作原理
蒸汽发生器的工作原理蒸汽发生器是一种将液体（通常是水）转化为蒸汽的装置，常用于工业生产和能源发电等领域。
它的工作原理是利用能量将液体加热至沸点并产生蒸汽。
下面将详细介绍蒸汽发生器的工作原理及其运行过程。
首先，蒸汽发生器通常由一个加热元件、一个蒸汽发生室和一个排放装置组成。
加热元件可以是电阻加热器、燃烧室或核反应堆等，它们向蒸汽发生室提供能量以加热液体。
蒸汽发生室是一个密封的容器，其内部有液体和蒸汽两个相态共存的情况。
排放装置用于将产生的蒸汽传送到需要的地方。
当蒸汽发生器开始工作时，加热元件开始提供能量给蒸汽发生室。
加热方式根据不同的蒸汽发生器而有所不同，可以是向液体中传导热能，也可以是通过辐射或对流的方式将热能传递给液体。
加热温度一般会超过液体的沸点以确保产生蒸汽。
当液体温度达到沸点时，液体内部的分子开始增加热运动，液体表面会出现气泡并逐渐蒸发。
这些气泡会从液体底部升到液体表面并从蒸汽发生室的顶部释放出来。
这个过程被称为沸腾，是蒸汽发生器工作的主要过程。
沸腾的过程中，液体的沸点保持不变，蒸汽发生室内的温度也保持稳定。
当液体温度下降时，因为加热元件不断提供能量，液体温度会回升并继续产生蒸汽。
这种恒温的状态可以保持一段时间，直到蒸汽发生器停止加热或液体消耗殆尽。
值得注意的是，蒸汽发生器内部的压力也会随着加热和蒸汽产生而增加。
压力的变化取决于液体种类、加热温度和蒸汽发生室的尺寸等因素。
为了保证蒸汽发生器的安全运行，通常会安装压力控制装置，一旦压力达到预定值就会打开排放装置以释放过多的蒸汽。
总体来说，蒸汽发生器的工作原理可以概括为液体的加热和沸腾过程。
通过加热元件提供能量，蒸汽发生室内的液体达到沸点并逐渐产生蒸汽。
蒸汽可用于驱动机械设备、发电或供暖等用途。
蒸汽发生器在很多领域中都有广泛的应用，例如发电厂、化工工厂和食品加工厂等。
它们的设计和运行需要考虑许多因素，包括加热元件的选择、液体的特性以及系统的安全性等。
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然循环蒸汽发生器的运行原理和运行参数作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2008-9-23 17:00:00摘要蒸汽发生器是连接一、二回路的枢纽,因此,其运行对整个核电站安全稳定运行十分重要.充分理解蒸汽发生器的运行原理和运行参数,有利于核电站的运行.本文以大亚湾核电站蒸汽发生器为例,介绍了自然循环蒸汽发生器的运行原理和运行参数.关键词蒸汽发生器运行原理运行参数Abstract The steam generator join a hub of primary loop and secondary loop, so the operation is of fully significance for the safe and stable operation of NPP. This paper describes the operating principle and operating parameters of natural circulation steam generator by quoating the steam generator of Daya Bay NPP as an example.Key words Steam generator Operating principle Operating parameter1 运行原理1.1 反应堆控制方式为了匹配反应堆与汽轮机的功率,必须同时兼顾一、二回路的压力、温度等热工参数的相对稳定性和反应堆的安全性,如:一回路平均温度变化范围不能过大(避免一回路水容积波动过大),蒸汽发生器出口蒸汽压力不能太低(会影响汽轮机效率)等.正常运行时流经反应堆的一回路流量基本保持不变,反应堆功率的输出与反应堆冷却剂进出口温度密切相关.图1为大亚湾核电站一回路平均温度控制图,采用了漂移一回路平均温度的方式,通过同时改变一回路平均温度和蒸汽发生器出口蒸汽压力来匹配汽轮机功率的变化.反应堆冷却剂进口温度基本不变,一回路平均温度随着功率的上升而上升,蒸汽发生器出口蒸汽压力随功率的上升而下降.1.2 一回路系统运行一回路系统的正常运行相当于核电站的功率运行,最佳稳态运行相当于核电站的基本负荷运行,正常瞬态相当于负荷跟踪过程中的功率变化.大亚湾核电站一回路系统稳态运行时参数如下:(1) 一回路系统压力维持在15.5 MPa;(2) 根据不同的负荷,一回路平均温度如图1所示,在291.4~310.0℃之间变化;(3) 根据不同的负荷,稳压器水位在20%~64%相对水位之间变化.稳态运行时,3台主泵都处于运行状态,传送必需的一回路流量,将反应堆所产生的热量通过3台蒸汽发生器传递到二回路系统.正常瞬态运行时,反应堆的功率需要随负荷变化而变化,这就造成一回路水温度的变化,从而引起一回路水的收缩或膨胀.稳压器用来调节一回路水的温度和容积的变化.1.3 自然循环自然循环蒸汽发生器下降通道中的流体为给水与分离器疏水的混合物,基本上不含蒸汽,而上升通道中的流体为汽水两相混合物.下降通道中的流体密度大于上升通道中的流体密度,两者形成的压差在回路中建立起运动压头,形成自然循环.蒸汽发生器自然循环时,运动压头与流动阻力平衡,依靠自身改变循环流量(即改变循环倍率)来调节.当负荷下降时,在同一传热面上传热量下降,蒸汽量减小,即上升通道中汽水两相混合物中的蒸汽含量减小.而循环倍率的变化与蒸汽含量的变化成反比,即负荷下降,循环倍率增大.1.4 蒸汽发生器的水位蒸汽发生器内的水位是指下降通道中通过测量得到的水位.水位要调节到一个已知的整定值(一般为旋叶式分离器的中部).如果水位过低,将会发生:①蒸汽进入给水环,在给水管道中会产生水锤的危险;②会使循环倍率降低,上升通道管束中蒸汽含量过高,会在管壁上产生蒸汽膜和杂质沉积,有可能发生传热管腐蚀的危险.如果水位过高,会淹没或局部淹没干燥器,使出口蒸汽湿度增加,引起汽轮机叶片的腐蚀.蒸汽发生器水位控制是通过控制调节阀的开度来改变给水流量,一般有下列3种方式.(1)大小流量分开控制:为了改善控制系统在小流量时的性能,采取了大小流量分开控制的方式.小流量时由旁路调节阀调节.大流量时,旁路调节阀全开,主给水调节阀起作用.这就要求在调试过程中,正确地选择切换点和重叠度,保证大小流量的无扰动切换.(2)主从控制通道串级控制:见图2所示,子通道为流量控制通道,主通道为水位控制通道.采取串级控制方式,有利于改善控制系统的线性度,提高响应速度.图2 水位串级控制简图(3)前馈控制:影响蒸汽发生器水位变化的主要因素是负荷,即蒸汽流量.为了提高整个控制系统的响应速度,引入主要扰动量——蒸汽流量作开环控制,即前馈控制.一旦蒸汽流量变化,给水流量相应地作出调整,避免水位发生大的变化.前馈控制对抑制虚假水位对控制通道的影响有非常重要的作用.但前馈控制要求对起前馈作用的扰动量的测量要非常准确.1.5 蒸汽发生器的给水蒸汽发生器的给水是蒸汽在凝汽器中冷凝后的水,经给水加热器加热后,由汽动给水泵增压,并将给水分配到每台蒸汽发生器的给水管路.给水量由以下两个设备互为补充进行调节:①用汽动给水泵的转速进行调节,对3台蒸汽发生器共同调节,速度较快;②用给水大流量和小流量的调节阀开启度进行调节,对蒸汽发生器个别调节,速度较慢.给水流量控制系统是核电站最重要的系统之一,会直接影响机组安全与满负荷运行.大亚湾核电站二回路有3个同样的蒸汽发生器给水管路,每个给水管路具有1个主给水调节阀、1个旁路给水调节阀以及隔离阀和仪表控制回路.此外,3台蒸汽发生共用2台汽动给水泵、1台电动给水泵.给水流量控制系统分为给水泵速度控制和水位控制两个回路.泵的转速和阀门的开启度都会影响给水流量.为了使两个控制回路都能正常工作,必须使它们相互独立,互不影响.为此,将泵速控制设计成由给水母管和蒸汽母管之间的压差来控制,最终控制给水调节阀两端的压差为规定值.蒸汽发生器的辅助给水是在不能实现正常给水(由给水流量控制系统给水)时,为蒸汽发生器给水.这样可以排出堆芯的余热和保持设备的完整性.辅助给水在下列情况下被使用:①在启动和一回路温度上升阶段,给水加热器不能使用;②在热停堆阶段,不再允许使用给水流量控制系统时;③为了向冷停堆过渡并达到余热排出系统投入运行.每台机组有1个贮水箱、1套唧送装置和1组带有流量调节的向蒸汽发生器注水的管路.水泵将贮存在贮水箱中的水,通过1个流量调节阀送入蒸汽发生器.当正常给水系统中的1个失效时,辅助给水成为应急手段用以排出堆芯余热直至达到余热排出系统投运.在这种情况下,一回路放出的热量通过蒸汽发生器(由辅助给水)传输给二回路,向凝汽器或大气排放.1.6 蒸汽发生器的主蒸汽蒸汽发生器的主蒸汽是具有一定压力、温度和流量的饱和蒸汽,饱和蒸汽的湿度应低于规定的指标. 主蒸汽流量是用于反应堆控制和保护的一个重要参数,它与相应的给水流量之差来调节主给水阀以控制蒸汽发生器的水位,当两者之差超过设定值时,向反应堆保护系统发出停堆信号.另外,还用主蒸汽流量和其它信号共同作用,向反应堆保护系统发出主蒸汽隔离信号.出口蒸汽压力如图1所示,它与一回路平均温度一起来匹配功率的变化,随着功率的上升而下降.在蒸汽发生器的主蒸汽管线上安装有7台安全阀,它们的功能是:①通过排除蒸汽来防止一回路系统的超压和过热;②通过限制蒸汽流量和速率来防止堆芯过冷.出口蒸汽湿度对汽轮机的效率和可靠性影响很大.蒸汽湿度主要取决于蒸汽发生器汽水分离装置的分离效果.为考核蒸汽发生器的性能、正确评估汽轮机叶片的冲刷和腐蚀、计算蒸汽发生器的热功率输出,要求精确地测量蒸汽湿度.1.7 蒸汽发生器的排污蒸汽发生器排污系统的功能是清除给水中的杂质(此杂质在锅水中被浓缩),使锅水的化学品质保持在规定的限值内.排污水通过排污冷却器后,在正常运行工况下放射性水平小于55.5 Bq/kg,排污水可输送到凝汽器热阱(凝结水除盐装置运行时),或直接向外排放.当放射性水平大于55.5 Bq/kg时,排污水应送到排污净化器进行净化处理.根据蒸汽发生器的水化学要求,排污率为蒸汽量的1%~1.5%.排污水从蒸汽发生器、排污扩容器输出,通过排污冷却器、排污预过滤器、排污混床净化器以及排污后过滤器,然后到凝汽器热阱或向外排放.对排污水进行定期取样和分析以确定:①排污率是否需要调整以保持锅水水化学指标在规定限度内;②是否存在一回路向二回路的泄漏,需要采取纠正措施;③是否应改变排污水的处理方法.2 运行参数2.1 一回路运行参数2.1.1 一回路水进、出口温度一回路水进、出口温度的测量对反应堆的保护和控制都是十分重要的.大亚湾核电站每台蒸汽发生器的热端和冷端各装有4个温度传感器,其中1个为热电偶温度传感器,宽量程范围为0~350℃,主要用于监视堆芯冷却情况.另3个为热电阻式温度传感器,1个用于保护通道,1个用于控制通道,1个留作备用.温度传感器的分布见图3.对热电阻式温度传感器,其热端温度取自蒸汽发生器的旁道管线,为减小温度分布不均匀对温度测量造成的影响,同热端相连的旁通管与一特制的取样收集器相连,该收集器在主管道同一截面上分三支以120°角向管道中心延伸,上面均布若干取样孔,以获取具有代表性温度的流体样品.冷端温度取自主泵的旁通管线,由于主泵的混和作用,认为温度分布比较均匀,故只在主泵出口处设一个取样管.这两个旁通管线在蒸汽发生器与主泵之间共用一段带有流量计的回流管线.为均衡冷热端的旁通流量,在冷端旁路上装有限流孔板,这样能保证温度传感器的响应时间,对反应堆的保护和控制十分重要.宽量程的温度传感器则直接插入各环路的冷热端.表1为大亚湾核电站蒸汽发生器在设计条件下不同负荷时的一回路水进、出口温度.图3 一回路水进、出口温度和流量传感器以及给水、主蒸汽、排污水流量传感器布置示意图表1 大亚湾核电站蒸汽发生器在设计条件下不同负荷的一回路水进、出口温度负荷总传热系数W/m2℃ 二回路饱和温度℃ 一回路进口温度℃ 一回路出口温度℃% MW10 96.83 5562.47 289.62 295.13 291.2830 290.50 7120.75 288.02 302.62 291.2350 484.16 7659.37 286.61 309.98 291.3270 677.83 7952.02 285.34 317.18 291.56100 968.33 8218.22 283.66 327.63 292.292.1.2 一回路水流量一回路水在泵的驱动下流经反应堆堆芯,将核燃料组件在裂变过程中产生的热量及时带走.为保护堆芯的安全,流经堆芯的一回路水必须具有一定的流量.若流量低于额定值的88.8%,则反应堆停堆保护系统动作,使反应堆紧急停堆.若流量过大,则流致振动增大,严重时会导致堆内部件的损坏.大亚湾核电站一回路水的流量测定采用了主泵电功率法和弯管流量计法,并利用热平衡对一回路水流量进行了验证.主泵电功率法:通过测量每一环路主泵单独运行时的电功率W1、弯管流量计压差ΔP1和3台主泵同时运行时该环路主泵的电功率W3和弯管流量计压差ΔP3,就可以计算出3台主泵同时运行时该环路的流量Q3.三个环路的一回路水流量之和即为流过反应堆的总流量.测量结果见表2.弯管流量计法:在蒸汽发生器一回路主管道出口的第一个弯头17.5°处,管道的外侧和内侧分别设有一个和三个取压孔.由于一回路水流经该弯头处时产生的离心力的作用,使在弯头内、外侧间产生一压差ΔP.流量与压差存在一定的关系,由此可以得到一回路水流量与弯管流量计压差值的关系式.测量结果见表2.弯管流量计测量大口径管道的大流量具有很高的精度,被用于测量核电站一回路水流量.表2 电功率法和弯管流量计法的测量结果环路流量,m3/h 总流量m3/h环路1 环路2 环路3电功率法 26347 25241 26454 78042弯管流量计法 24813 24543 25184 745402.1.3 一回路水压力大亚湾核电站在三个环路中的一个环路上,装有一台稳压器,用以保持一回路中的运行压力为15.5 MPa,以防止压力过高导致设备或管道的破损,或者压力过低导致一回路水的汽化,影响导出热量.稳压器上部蒸汽空间设有喷淋装置,当系统压力升高时,能自动喷淋来冷凝蒸汽降压.稳压器下部水室空间设有电加热元件,当系统压力降低时,能自动加热产生蒸汽以增大压力.此外,在稳压器顶部还装有安全阀、卸压阀,以保证运行安全.2.1.4 一次侧压力损失一次侧压力损失包括摩擦阻力和局部阻力两部分.具体为:管束中的摩擦阻力和水室进口、管束进口、管束出口、水室出口的局部阻力.一次侧进、出口压差测点一般安装在一次侧进、出口接管上,一次仪表为差压变送器.大亚湾核电站蒸汽发生器在额定负荷下一次侧压力损失为307.8 kPa.2.2 二回路运行参数2.2.1 给水流量如图3所示,在每台蒸汽发生器的给水管线上安装有经过标定的文丘里管,用来测量主给水的流量,通过文丘里管的引压管装有3个流量传感器.其中一个为窄量程,主要用于在额定流量为5%时起动辅助给水系统并发出停堆信号.两个为宽量程,用于与相应的蒸汽流量之差来调节主给水阀以控制蒸汽发生器水位并向反应堆保护系统发出信号.由于文丘里管在出厂前已进行标定,测量误差应在允许范围内.若误差过大,则需对文丘里管重新标定.2.2.2 主蒸汽流量在每台蒸汽发生器的蒸汽出口管道的口内装有一未经标定的限流器,通过测量主蒸汽流经限流器及部分管道的压降来计算主蒸汽流量.由于安装条件对测量结果影响较大,因而在升功率过程中要进行重新标定,以满足验收标准.2.2.3 给水温度主给水由高压加热器加热,汽动给水泵增压后进入蒸汽发生器.在蒸汽发生器给水入口处装有温度指示器和温度控制器来测量和控制给水温度.表3为大亚湾核电站蒸汽发生器在设计条件下不同负荷时的给水温度.表3 大亚湾核电站蒸汽发生器在不同负荷下的给水温度负荷% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100℃ 130.6 143.9 165 176.7 186.8 196.6 205.2 212.8 220 2262.2.4 饱和蒸汽压力和饱和蒸汽温度饱和蒸汽压力和饱和蒸汽温度是根据一回路水在蒸汽发生器内放出的热量等于通过传热管束传递给二回路的热量用热工水力分析程序计算而得出的.在蒸汽发生器运行中,如果蒸汽产生量大于需要量,汽机不能耗用过多的蒸汽,而使二回路饱和蒸汽压力和饱和蒸汽温度升高,降低了传热温差,接着蒸汽产生量下降.所以蒸汽发生器中的传热由改变二回路饱和蒸汽压力和饱和蒸汽温度来进行自动调整.表1表示了不同负荷下的二回路饱和蒸汽温度.2.2.5 出口蒸汽压力蒸汽发生器出口蒸汽压力等于饱和蒸汽压力减去下列几项压力损失:(1) 通过旋叶式分离器的压力损失;(2) 在旋叶式分离器与干燥器之间的压力损失;(3) 通过干燥器的压力损失;(4) 在上封头内与蒸汽出口管内(包括限流器)的压力损失.2.2.6 入口给水压力蒸汽发生器入口处的给水压力等于饱和蒸汽压力加上水位与给水环底部之间的水柱重量和给水环内(包括J 形管和T字形接头)的压力损失.2.2.7 出口蒸汽湿度借助于一种易溶于水而不挥发的示踪剂,通过测定蒸汽发生器内锅水示踪剂浓度和给水中示踪剂浓度,就可以确定出口蒸汽湿度.如果在凝结水泵入口注入示踪剂,由于示踪剂的不挥发性,干蒸汽不带走示踪剂,经过一段时间后,示踪剂将全部积聚在蒸汽发生器内.实际上,出口的是湿蒸汽,水滴要带走部分溶于锅水中的示踪剂并通过给水系统返回蒸汽发生器.测量时,关闭排污系统下泄流及凝汽器排污,维持二回路系统各水箱水位不变,在稳定功率运行工况下,注入碳酸铯并经过一段时间运行后,使蒸汽发生器内和给水中的示踪剂建立平衡关系.为了提高测量精度,要求对蒸汽发生器内的示踪剂浓度测量具有一定的代表性,一般取蒸汽发生器上部水样.给水中示踪剂浓度,在给水母管上通过给水流量控制系统取样.在取样后用原子光谱仪分析样品中碳酸铯的浓度,得到蒸汽湿度测量值. 为了得到出口蒸汽湿度值,必须对测量值进行换算.例如大亚湾核电站1号机组蒸汽湿度测量值为0.015%,经换算后的出口蒸汽湿度为0.09%.2.2.8 热功率蒸汽发生器额定热功率输出测量是通过出口蒸汽压力和蒸汽湿度,给水压力、温度和流量,根据蒸汽发生器进、出口热平衡原理而得到的.为保证试验结果的准确性,要求机组稳定运行并关闭蒸汽发生器的排污.每台蒸汽发生器的额定热功率为:W =〔XHes +(1–X)Hvs–He〕Qe(MWt)式中:X为蒸汽湿度;Hes为饱和水焓,kJ/kg;Hvs为饱和蒸汽焓,kJ/kg;He为给水焓,kJ/kg;Qe为给水流量.2.2.9 总传热系数蒸汽发生器总传热系数等于传热管束各热阻总和的倒数,这些热阻为:一次侧热阻、管壁热阻、污垢热阻和二次侧热阻.一回路水对管壁的传热属管内紊流传热,可按迪图斯(Dittus)贝尔特(Boelter)公式计算.管壁热阻与管材的导热系数和管壁厚度有关,大亚湾核电站蒸汽发生器传热计算中管壁热阻占总传热热阻的50%左右,传热面积的大小主要决定于管壁热阻.污垢热阻一般对一回路不考虑,认为污垢主要集中在二回路,污垢热阻可取为0.088×10-4,m2℃/W.管壁对二回路工质的传热属于饱和水在管间的核态沸腾传热,可采用罗逊诺(Roshenow)大空间沸腾公式.表1中示出了大亚湾核电站蒸汽发生器在不同负荷下的总传热系数.2.2.10 水位大亚湾核电站每台蒸汽发生器设置4只水位传感器.1只宽量程传感器适用于从管板至旋叶式分离器之间所有可能的水位变化.3只窄量程传感器提供控制和保护通道的信号.所有4只传感器的水位信号都传至主控室,在记录仪上记录.而窄量程传感器的水位除在记录仪上记录外,还在水位指示器上显示.下面为宽量程和窄量程传感器上、下接头距管板上表面的距离:宽量程传感器上、下接头为16.329 m和0.429 m;窄量程传感器上、下接头为14.871 m和11.271 m.一般,蒸汽发生器的水位距管板上表面的距离为13.071 m.2.2.11 循环倍率与循环回路内的压力损失循环倍率的定义为通过管束的汽水混合物质量流量相对于出口主蒸汽流量的比率.通过管束的汽水混合物质量流量,与进入上升通道的自然循环流量相等.在自然循环时,运动压头克服流动阻力.为了确定自然循环流量,可以把运动压头随流量的变化和流动阻力随流量的变化分别画成曲线,二条曲线交点处对应的自然循环流量下,运动压头与流动阻力相等.这样,循环倍率就可以确定了.一般认为,在全负荷时循环倍率应大于3.大亚湾核电站蒸汽发生器在全负荷时循环倍率为3.3.循环回路中的压力损失如下:单相:下降通道进口;下降通道摩擦阻力;管束进口(包括套筒窗口阻力、管束进口阻力和横向流动阻力).两相:所有支撑板阻力、管束摩擦阻力、U形弯头阻力、断面缩口阻力和分离器阻力.参考文献[1] 丁训慎．蒸汽发生器二次侧的水循环与分析．核电站,2002,8:19．[2] 丁训慎．蒸汽发生器传热计算与分析．核电站,2002,10:30．[3] 夏林泉等．大亚湾核电站一、二号机组蒸汽湿度测量．核电工程与技术,1995,8(3):13．[4] 张利强等．大亚湾核电厂热功率测量试验．核电工程与技术,1995,8(4):22．[5] 戴忠华．核岛性能测试综述．大亚湾核电站建设经验汇编．[6] 李晓学．给水流量控制系统的调试．大亚湾核电站建设经验汇编。