[学习]二回路系统A核动力装置

吸收一回路系统核裂变产生的热能，加热二回路给水产生 一定温度与压力的蒸汽，提供船舶航行和船舶电站所需要 的动能
由于系统运行不可避免地会存在一定的介质泄漏，二回路 系统需要设置造水装置，生产满足系统运行品质要求的淡 水，补充一、二回路淡水消耗
借助安全与控制系统，确保系统运行使用安全
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反动度等于零（ρ=0）
新蒸汽所具有的可以被利用的绝热焓降全部在喷嘴通道内 转换为使汽流高速流动的动能，喷嘴出口的高速汽流进入 工作叶轮推动叶栅转动做功
工作叶栅内汽流不再膨胀 前后压力相同 工作叶片通道为近似等截面
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反动级
一部分在喷嘴叶片通道内进行膨胀转换为汽流的动能，而 另一部分
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2.设计要求 系统应具有尽可能高的生命力； 系统工作可靠性高；
散热损失小。
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（1）系统应具有尽可能高的生命力 系统中的备用设备分别单独供汽，相互没有影响 主蒸汽各管系彼此连通 在管路布置上应使受战争破损的可能性最小，不至于使装
置功率损失的可能性达到100%
图 “陆奥”号的蒸汽系统
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2 辅蒸汽系统的布置形式
•辅蒸汽系统 •布置方式
•单线布置
•环形布置 •独立式布置
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图4-13(a) 单线式辅汽管路
优点：布置简单，占用空间少； 缺点：供汽可靠性及生命力较差。
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图4-13 (b) 环形式辅汽管路
补偿的目的
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图4-14 自补偿作用
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图4-15 补偿器形式
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图4-16 单绞链式波形补偿器
定子：包括汽缸及其上所固定的零件（如喷嘴箱、隔板） 等所有静止部分的总称
转子：所有转动部分的总称，包括叶轮和机轴 两端部分：位于汽轮机轴的两端，包括汽封、推力轴承、
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低压缸
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工作叶片前后存在较大的压差 采用鼓筒式转子 采用较大的推力轴承 喷嘴叶片直接安装在汽缸内壁 启动时热惯性大，增加了暖机时间而影响到汽轮机的机动
反动级因工作叶片前后存在压差，不能采用局部进汽
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汽轮机的结构
通流部分：蒸汽在其中流过并实现能量转换的部分，由喷 嘴和动叶构成
齿轮减速器 冷凝器
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4.3 蒸汽系统
1.功用 2.设计要求 3.布置形式 4.管道变形补偿措施
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1.功用
•蒸汽系统
•主蒸汽系统
•辅蒸汽系统
•乏汽系统
•从蒸汽发生器向主 •汽轮机输送蒸汽
•供给辅机用汽及辅 •助换热设备用汽
•收集辅机乏(废)汽
核汽轮机的特点
新蒸汽参数在一定范围内变化 ——取决于核电厂的稳态运行特性
新蒸汽参数低，通常为饱和蒸汽 ——必须考虑湿度对汽轮机效率和安全性的影响
理想焓降小，容积流量大 ——同等功率下，比火电机组结构尺寸大
汽轮机及其附属设备中积聚的水份多，甩负荷时容易引起 主机超速 ——凝结水的再沸腾和汽化
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（3）管内流动阻力尽量小
使蒸汽管道尽可能短而直，弯头和阀门的数目尽可能少 合理选用蒸汽流速，以保证流阻小，且使管道尺寸和重量
达到满意的要求 蒸汽最大流速取决于许用的压力损失（从蒸汽发生器到汽
轮机的管道），在许用的压力损失下，尽量取较大的流速 对主蒸汽系统一般计算速度不应超过50～75m/s，饱和蒸
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图4-11 主蒸汽系统的双线布置
优点：供汽可靠性增大，生命力增强。 缺点：两台蒸汽发生器工作压力不等时，会使蒸汽发生器负荷不均。
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图4-12 主蒸汽系统的环形布置
主蒸汽系统的
优点：系统生命力强。 缺点：管道多，热应力复杂。
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汽取低值，过热蒸汽取高值 辅蒸汽管路中，蒸汽计算速度为30～50m/s
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（4）散热损失少 隔热设计，敷设足够厚度的隔热层 防止人员烫伤并最大限度的减小管道的散热损失 选用坚固而导热系数低、容重小的隔热材料 隔热层表面温度不应超过60℃
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4.管道变形补偿
采用管道补偿措施的必要性 管道受热膨胀，刚性固定的直管道会产生内应力，导致管 道自身损伤或者破坏连接的紧密性。
管道热膨胀的补偿原则 利用补偿装置的变形，吸收管道的部分或全部的热膨胀量
管道变形补偿措施 补偿器：采用专门的补偿装置 自补偿：利用管道布置以自身的弯曲和扭转变形来达到自
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4 二回路系统
4.1 概述 4.2 主汽轮机组 4.3 蒸汽系统 4.4 蒸汽排放系统 4.5 凝水-给水系统 4.6 循环水系统 4.7 润滑系统 4.8 造水系统 4.9 电力系统
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4.1 概述
1.作用和地位 2.主要任务 3.系统组成
4.2.1主汽轮机
工作原理
wenku.baidu.com 汽轮机由汽缸、转轴以及构成蒸汽流动通道的动、静叶栅组成。 级是汽轮机最基本的工作单元，汽轮机的热功转换就是在各个级内进行的
。
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按照级内蒸汽能量转换的特点
汽轮机级可分为冲动级和反动级
划分的依据：反动度ρ的大小。
级的反动度:指蒸汽在动叶栅中的理想焓降与该级的理想焓 降之比，用来表示级内静叶栅与动叶栅之间的焓降分配情况 。
3布置形式 1 主蒸汽系统的布置形式 2 辅蒸汽系统的布置方式 3 乏汽系统的布置方式
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1 主蒸汽系统的布置形式
•主蒸汽系统 •布置方式
•单线布置
•双线布置
•环形布置
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图4-10 主蒸汽系统的单线布置
优点：布置简单，管道和阀件较少，流动阻力小且重量轻、尺寸小 缺点：工作可靠性低，生命力差
3.系统组成
蒸汽系统 蒸汽排放系统 密封抽气系统 滑油系统 凝水-给水系统 高低压疏水及泄放水系统 循环（冷却）水系统 造水系统
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“奥托·哈恩”二回路系统的组成
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蒸汽动力循环
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二回路系统主要设备
为船舶航行提供主动力的主汽轮齿轮机组 为保证全船正常供电的汽轮发电机组 凝水泵-给水泵组 滑油泵组 制造与补充淡水的海水蒸发装置
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4.2 主汽轮机组
汽轮机特点 单机功率大 连续回转工作平稳 可靠性好 目前汽轮机主要用于核动力舰船以及部分常规动力大型水面舰船
组成 主汽轮机 冷凝器 齿轮减速器
配置方式 单机双缸 单缸双机
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主汽轮机组配置方案
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优点：供汽可靠性好，生命力强； 缺点：布置复杂、占用空间较多。
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图4-13(c) 独立式辅汽管路
优点：安全可靠、管路集中； 缺点：使用管道较多。
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3 乏汽系统的布置形式 通常为一根贯穿机舱的总管 收集并分配背压式辅机的排汽
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冲动级:反动度小于0.25，冲动级由一排喷嘴与一排动叶构成
高压气轮机或小汽轮机
反动级:反动度为0.4~0.6，反动级由一排静叶与一排动叶构 成，静叶与动叶的叶型大致相同。
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冲动原理
•动叶叶型近似对称弯曲
•蒸汽只在喷嘴中膨胀，压 力降低，速度增加，热能 转变为动能。高速汽流流 经动叶片时，汽流方向改 变，产生了对叶片的冲动 力，推动叶轮旋转作功， 将蒸汽的动能变成转子旋 转的机械能。在动叶通道 中，汽流只改变方向，压 力和温度都不变。
生命力指在不同时出现两种以上事故时，不使装置失效的
能力。
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（2）系统工作可靠性高
选择符合强度要求的材料 管路布置尽可能简单 有支持管路并防止变形、摇摆、振动的支架 设置必要的热膨胀补偿装置 设置必须的吹除或疏水支管 采用高质量的连接件和密封垫片以保证管路的紧密性
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1.作用和地位 是核动力装置的重要组成部分 通过热力循环，将一回路系统的热能转换为电能和机械能 提供核动力装置正常运行所需要的电能、热能和淡水 使用的工质没有放射性，不需要屏蔽
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2.主要任务
利用一回路系统蒸汽发生器产生的蒸汽，将热能转变为推 进船舶运动的动力、生产全船用电以及制造淡水。