[学习]二回路系统A核动力装置
电力系统二次回路和自动装置ppt课件
自动重合闸与继电保护的配合
✓“跳闸”（不松手）：SA6-7、SA10-11接通
+WC→SA6-7→KLB（I）→QF3-4→YR→-WC（QF跳闸）
+WC→SA10-11→HLG→R1→QF1-2→KO→-WC（绿灯亮）
✓松开手柄，SA自动回到“跳闸后”的位置，绿灯继续 发光。
+电W源F性→质SA：9-直10流→回HL路G和→交R1流→1回3Q-路F114（-2→交K流O电→流-W回C路（、绿交灯流闪电2）压回路）
3-4
（红灯闪） 利用速饱和变流器的接线方式 ：
降压变压器：对35～110kV/6～10kV的电力变压器，应装设电流表、有功功率表、无功功率表、有功电能表和无功电能表各一只。
红灯闪光表明该断路器准备跳闸，以提醒运行人 备用电源自动投入装置的基本形式
合闸操作顺序：预备合闸→合闸→合闸后
电压源取自变电所的所用变压器或电压互感器。
员核对操作的对象是否正确。 WL1断电→QF1跳闸→ QF11-2闭合，QF13-4断开→KT触点延时断开→KO通电动作→YC通电→QF2闭合→QF21-2断开，KO断电
6～10kV的变电所中。
➢断路器控制回路的基本要求： ✓既可由控制开关进行手动跳、合闸，又可由继电保护 和自动装置自动跳、合闸； ✓断路器跳闸或合闸完成后，应能自动切断跳闸或合闸 回路，防止因通电时间过长而烧坏线圈； ✓应有指示断路器状态的位置信号，而且能够区分自动 跳、合闸与手动跳、合闸的位置信号； ✓应有防止断路器多次连续跳、合闸的跳跃闭锁装置； ✓应有指示断路器控制回路完好性的监视信号； ✓在满足以上基本要求的前提下，应力求简单、可靠。
控制台上，绿灯在闪光，事故信号装置发出音响，
某船核动力装置二回路蒸汽排放系统设计
某船核动力装置二回路蒸汽排放系统设计贺 军1,2（1上海交通大学 机械与动力工程学院 上海200240；2.中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011）［摘 要］ 蒸汽排放系统是核动力装置的重要安全系统之一。
文中对蒸汽排放系统的功能、设计要素、排放类型、组成等内容进行简要分析，进而针对某船用核动力装置的蒸汽排放系统设计方案进行分析和验证，对船用核动力装置二回路系统设计技术具有一定的参考价值。
［关键词］核动力装置；蒸汽排放；减温减压器；冷凝器［中图分类号］ U664.15 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-9855（2017）03-0048-06Design of steam discharge system on nuclear-powered shipHE Jun1,2(1. School of Mechanical and Power Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China;2. Marine Design & Research Institute of China, Shanghai 200011, China)Abstract: Steam discharge system is one of the most important security system of the nuclear power unit. This research simply discusses the function, design factors, discharge types and component of the steam discharge system. Then, it analyzes and validates the design scheme of the steam discharge system of a marine nuclear power unit. It can provide reference for the design technology of the second-loop system on the marine nuclear power unit.Keywords:nuclear power unit; steam discharge; desuperheater and decompressor; condenser收稿日期：2016-11-02；修回日期：2016-12-18作者简介：贺 军（1984-），男，高级工程师。
核动力装置循环热力分析A-核动力装置
对蒸汽发生器、汽轮机、蒸汽管道及阀门的强度、耐温性
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《核动力装置》
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图6-7 蒸汽发生器一、二次侧工质温度分布
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《核动力装置》
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一、二回路参数的相互制约
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《核动力装置》
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（1）汽轮机内部膨胀过程的能量损失
蒸汽在汽轮机通流部分流 动、膨胀，存在着摩擦、 泄漏、余速等各种损失
使蒸汽在汽轮机内部的焓 降减小
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汽轮机相对内效率
oi
汽轮机内焓降 绝热焓降
Hi Ha
用汽轮机相对内效率表征蒸汽在汽轮机内部膨胀过程的能 量损失
过程1-2-3：定压吸热过程 过程4-5：定压放热过程
过程3-4：绝热膨胀过程 过程5-1：绝热压缩过程
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《核动力装置》
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朗肯循环与蒸汽卡诺循环的区别
乏汽的凝结是完全的，完全凝结使循环中多了一段不饱和 水的加热过程4-5，减小了循环的平均温差，使热效率降低， 但压缩水较压缩汽水混合物方便得多，因而有利于简化设 备；
水的加热不在定温下进行，如果采用过热蒸汽，在过热区 加热也不是定温条件，因此，朗肯循环的热效率低于相同 温限间工作的卡诺循环。
朗肯循环是各种复杂的蒸汽动力装置的基本循环。
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《核动力装置》
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朗肯循环效率
图6-3 理想朗肯循环
q1 h3 h1
wt h3 h4
q2 h4 h5
图6-1 饱和蒸汽的卡诺循环
核动力装置的设备
蒸汽发生器 稳压器
压水堆本体结构主要由压力容器、堆芯、堆内构件及控制棒驱动机构等部件组成 。
堆芯是进行链式核裂变反应的区域。压力容器是放置堆芯及堆内构件、防止放射性物质外逸的承压设备。冷 却剂由反应堆压力容器进口接管进入，沿压力容器内侧向下，在吊篮底部向上通过流量分配装置，然后继续向上 进入堆芯，将燃料棒释出的热量导出，被加热的反应堆冷却剂经吊篮出口、反应堆压力容器出口接管流出。
核动力装置的设备
使核反应堆产生动力的设备
目录
01 反应堆冷却剂系统 （一回路）设备
02 二回路系统设备
核动力装置的设备是指使核反应堆产生动力的设备，如核蒸汽供应系统和核电站汽轮机等，以及为保证设备 正常运行、人员健康和安全所需要
反应堆本体结构 反应堆冷却剂泵
冷却剂泵又称为主泵，它的作用是为反应堆冷却剂提供驱动压头，保证足够的强迫循环流量通过堆芯，把反 应堆产生的热量送至蒸汽发生器。分为2大类：屏蔽电机泵和轴封泵。
蒸汽发生器是压水堆一回路、二回路的枢纽，它将反应堆产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧的给水，产生 蒸汽推动汽轮机做功。按照二回路工质在蒸汽发生器流动方式，可分为自然循环蒸汽发生器和直流（强迫循环） 蒸汽发生器；按传热管形状，可分为U形管，直管、螺旋管等。在压水堆中以U形管自然循环蒸汽发生器应用最为 广泛。
下图为大亚湾核电站汽轮机组。
谢谢观看
稳压器基本功能是建立并维持一回路系统的压力，避免冷却剂系统在反应堆内发生容积沸腾。稳压器在电厂 稳态运行时，将一回路维持在恒定压力下；在瞬态时，将压力变化限制在允许值内；在事故时，防止一回路系统 超压，维护一回路完整性。
二回路系统设备
二回路系统主要功能是将蒸汽发生器产生的饱和蒸汽供汽轮机发电机组做功，同时也提供蒸汽，为电站其他 辅助设备使用。做完功的蒸汽在冷凝器中凝结成水，由凝结水系统将水打入蒸汽发生器。主要由蒸汽轮机、发电 机、冷凝器、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器、中间气水分离再热器，和相应的仪表、阀 门、管道等设备组成 。
核动力装置
核动力装置自从1953年6月，美国第一艘核潜艇的S1W陆上模式堆达到满功率运行以来，潜艇反应堆装置已经过40多年的发展，在各核大国得到广泛应用，积累了丰富的设计、建造与使用经验，技术水平得到了迅速的发展。
目前，美、俄、英、法四国共有155艘核潜艇在役，装备了193台反应堆装置，均为压水堆装置。
前苏联曾发展过液态金属反应堆装置，并装备“阿尔法”级潜艇，但现已全部退役。
压水堆技术十分成熟，深得各国海军的信任。
美国从1948年开始研究潜艇核动力技术，起步最早，技术水平最先进。
至今，已生产250台以上的舰艇堆。
目前，有75艘核潜艇在役，装备了75台反应堆。
美国的潜艇堆，共有三大系列。
SC系列曾有S2C反应堆装艇，现已退役。
SG系列有S2G、S4G、S5G、S6G、S8C.及S9G反应堆装艇，其中，S2G、S4G反应堆已退役。
SW系列有S2W、S3W、S4W、S5W、S6W反应堆装艇。
其中，SSW、S6W 反应堆在役美国发展潜艇堆，采取多试少制，标准化推广的政策。
40多年来共发展了12型潜艇堆，只推广了3型，还有2型仍在发展中。
美国发展新型潜艇堆，注重技术可行性和装置的可靠性，先后建造了7台模式堆，在取得实际经验后再建造艇用堆。
注重反应堆技术的基础研究，尤其强调发展新材料和新概念堆芯，包括轻水增殖堆芯，以及重视对失水事故等核安全技术的研究。
美国潜艇堆单堆功率增长迅速，由60MW增至250MW，堆芯寿命长，由最初的2年增至现在的30年，在整个服役期内堆芯不换料，可以与艇同寿命。
一回路自然循环能力高，动力装置噪声低，操作简单，维修方便，造价昂贵。
前苏联从20世纪50年代初期开始发展潜艇堆，虽然起步比美国稍晚，但发展速度很快。
由于建造核潜艇数量多，而且80％的核潜艇都配置两台反应堆，所以建造反应堆的数量最多。
俄罗斯现有54艘核潜艇在役，装备了94台反应堆。
前苏联和俄罗斯发展的潜艇堆有压水堆和液态金属堆。
压水堆装置的发展和西方有很大不同，主要是以核动力破冰船反应堆为母型发展了三代潜艇堆，装备了241艘核潜艇，装艇445台压水堆。
核电厂二回路热力系统.pdf
低压给水加热系统的功能是利用汽轮机低压缸抽汽加热凝 结水，以提高循环热效率，共有四级低加。
高压加热器利用高压缸抽汽加热给水，以提高循环热 效率。
共有两级高加。 回热系统中的热交换设备主要是给水加热器和除氧器。给
水加热器一般为表面式热交换设备。 蒸汽进入加热器壳体流经换热管束外表面，加热在管束里 流动的水，其本身凝结成疏水经疏水管线排出加热器。 凝结水经进口水室流入换热管束被蒸汽加热，经出口水室 流出完成加热过程。 加热器传热效率与加热器的传热面积、传热管子的清洁度、 给水流速、加热蒸汽和给水的温度等因素有关。 一般把位 于凝结水泵以后和除氧器以前的给水加热器处于凝结水泵出 口压力下工作，称为低压给水加热器；位于主给水泵出口以 后的给水加热器处于给水泵高压力下工作，称为高压给水加 热器。
对一个全部采用逐级自流的疏 水系统，高压加热器逐级自流疏 水至除氧器；对于除氧器前面几 级低加加热器，疏水最终导入凝 汽器。
这种自流疏水系统，不增添任何设备，系统简单，但经济 性差。这是由于从较高压力的加热器的疏水流到较低压力的加 热器时，部分闪蒸蒸汽就排挤了一部分低压加热蒸汽，即减少 了汽轮机的较低压力抽汽量。若保持汽轮机功率不变，势必增 加凝汽循环发电量，最后增加了在凝汽器中的热损失。同时， 疏水经过最后一级加热器排入凝汽器，热量被循环水带走，从 而又引起额外的热损失。若逐级自流的疏水，最后不排到凝汽 器，而是送入热阱或凝结水泵入口，则经济性会有所改善。
采用疏水泵使得系统复杂，投资增 加，耗厂用电，维修运行费用提高。因 此，一般在低压的热器末级或次末级使 用。例如，我国大亚湾核电厂，二回路 系统第3、4级低压加热器的疏水经疏水 泵送入第3、4级低压加热器之间的凝结 水管道中。
核动力二回路系统优化设计
核动力二回路系统优化设计刘成洋;阎昌琪;王建军;刘振海【摘要】Secondary circuit system is important part of marine nuclear power plant whose weight and dimension are key factors to influence the rational arrangement of nuclear power plant. The trend of using high power and rapid propelling speed of marine nuclear power plant has resulted in that the weight and volume of secondary circuit system increase further, which causes difficulties to the design and arrangement of the nuclear power equipment, and that the marine maneuverability is seriously influenced. The mathematic model of secondary circuit system was established, and the corresponding codes were also developed. The sensitivity of design parameters influencing the secondary circuit system weight was analyzed. Taking the weight minimization as the objective, the design optimization of the secondary circuit system was carried out with the hybrid particle swarm optimization (HPSO) algorithm under the restriction conditions. Study results show that the secondary circuit system weight is reduced by 7% with the optimization scheme. Finally, the optimization results were analyzed, and the direction to guide design optimization of the secondary circuit system was indicated.%二回路系统是船舶核动力装置的重要组成部分,其重量和尺寸是影响核动力装置合理布置的重要因素.随着船用核动力装置大功率、高推进速度的发展趋势,二回路系统重量和体积进一步增加,对核动力设备的设计安装带来困难,并严重影响船舶的机动性.本工作建立了二回路系统的数学模型,开发了相应的计算程序,并对影响二回路重量的设计参数进行了敏感性分析.以二回路重量最小为目标和在给定的约束条件下,采用混合粒子群算法对二回路系统进行了优化设计.研究结果显示,采用优化方案后,二回路系统重量减小了7％.最后对计算结果进行了分析,指明了二回路系统优化设计的方向.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2013(047)003【总页数】6页(P421-426)【关键词】二回路系统;重量;混合粒子群算法;优化设计【作者】刘成洋;阎昌琪;王建军;刘振海【作者单位】哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001;哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TL353二回路系统的主要功能是将反应堆及一回路系统产生并传递来的热量转化为船舶航行所需要的机械能，并生产动力装置及全船所需的电能和淡水［1］。
压水堆核电厂二回路系统与设备介绍PPT课件( 31页)
4.2 核电厂汽轮机工作原理及结构
4.2.1பைடு நூலகம்汽轮机工作原理
蒸汽的能量转换过程： 蒸汽热能蒸汽动能叶轮旋转的机械能
级：完成由热能到机械能转换的汽轮机基本工作单元， 在结构上由喷管（静叶栅）和其后的动叶栅所组成。 分为冲动级和反动级。
1－主轴 2－叶轮
转子 3－动叶栅
4－喷嘴（静叶栅） 5－汽缸 6－排汽口
• 附属设备：主汽阀、调节阀、调节系统、主油泵、辅 助油泵及润滑装置。
现代压水堆核电厂汽轮机典型结构： • 冲动式四缸双流中间再热凝汽式饱和蒸汽汽轮机 • 一个高压缸，四个低压缸，均为双流式 • 四个高、低压缸转子通过刚性联轴器联接成一个轴系 • 高压缸每个流道有5个压力级 • 低压缸每个流道有5个压力级
主蒸汽系统与主给水系统和辅助给水系统配合，用 于在电站正常运行工况、事故工况下排出一回路产生的 热量。
向反应堆保护系统、安全注射系统和蒸汽管路隔离 动作提供主蒸汽压力和流量信号。
4.3.2 系统描述
• 核岛部分 三条主蒸汽管道，每条管道上有以下设备： 7个安全阀 三个动力操作安全阀，整定压力8.3MPa 四个常规弹簧加载安全阀，整定压力8.7MPa 向大气排放的接头 主蒸汽隔离阀 主蒸汽隔离阀旁路管线
4.4.3 系统主要设备
• 减压阀 15个排放控制阀，分别位于凝汽器蒸汽排放系统和除氧器蒸汽排 放系统，实现排放名义蒸汽流量的85％。
• 气动蒸汽排放控制阀 装于三根主蒸汽管道上，用于大气蒸汽排放控制系统。排放容量 为10％～15％额定容量。
• 消音器 安装气动蒸汽排放控制阀的管线上都配备一个消音器，以减小排 汽噪音。
• 半速机组与全速机组
4.3 主蒸汽系统
[学习]二回路系统D-核动力装置
![[学习]二回路系统D-核动力装置](https://img.taocdn.com/s3/m/b955573f854769eae009581b6bd97f192279bfeb.png)
横管喷淋膜式蒸发器：传热管束为水平布置，海水泵将海 水送至管束上面的喷嘴，从上向下喷淋的海水在传热管外 表面形成薄膜状态向下流动，加热蒸汽在传热管内冷凝放 热，使传热管外侧的海水蒸发产生蒸汽。这种蒸发器的传
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《核动力装置》
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（1）多级闪蒸
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《核动力装置》
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图4-50 多级闪发造水装置的温度分布
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《核动力装置》
造水比＝？
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图4-51 闪发型造水装置
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《核动力装置》
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薄膜蒸发式造水装置
海水在传热管间呈薄膜状流动，传热系数较高，因此传热 面积小、造水装置结构紧凑；
立管降膜式 海水用泵从上部喷入加热管内，在管内成膜，蒸汽在管外 加热。
➢ 为了获得必要的淡化速率，实际操作压力大于5.5MPa， 操作压力与海水渗透压力之差，即为过程的推动力
➢ 反渗透过程必须具备两个条件
➢ 高选择性和高渗透性的半透膜； ➢ 运行压力高于海水的渗透压。
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图4-42 反渗透原理
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图4-43 反渗透原理示意图
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复习
循环水系统的功用是什么? 自流式循环水系统有什么特点? 循环水系统的流量调节方式有哪些? 润滑油系统的功用是什么? 润滑油系统的设计要求是什么?
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一、反渗透法
➢ 在压力驱动下，淡水通过半透膜进入膜的低压侧，水中的 其他组分被阻挡在膜的高压侧并随浓缩水排出，从而达到 有效分离的作用
核电厂二回路主要知识点复习总结
20. 汽动给水泵所配小汽轮机的驱动汽源
刚启动时使用新蒸汽，正常时使用来自汽水分离再热器的再热蒸汽
21. 辅助冷却水系统的功能
为常规岛闭路冷却水系统（SRI）的冷却器和冷凝器真空系统（CVI）的冷却器提供过滤的冷却水
快速开启是指收到快开信号时，阀门快速全开，这是为适应在瞬态工况下蒸汽排放的需求而设置的。四组阀都具有快开功能，而且快开信号优于调制开启信号
总结下来即，调制开，按调压，测温要求开到一定方式；快开，事故触发全开
排放顺序
1、 0-18% ，排凝汽器1组3阀依次开
2、 18-36% ，排凝汽器2组3阀同时开
24. 循环水处理系统的功能
通过电解水产生次氯酸钠溶液，用于保护与海水接触的系统设备不受氯化物和海洋生物污染
25. 汽分离再热器的功能
除去高压缸排气中约98%的水分；提高进入低压缸的蒸气温度，使之成为过热蒸气
26. 汽水分离再热器的疏水
A 汽水分离器分离出来的水汇集在MSR壳体底部，通过疏水泵送往除氧器或冷凝器（故障时）
二回路主要知识点复习
一、最重要知识点
1. 简述汽轮机保护系统的基本工作原理（描述机械脱扣信号和电气脱扣信号，这两类跳闸信号实现阀门关闭的路径）。
答：汽轮机保护系统通过两个并联的紧急脱扣阀和安装在阀门操作装置顶部的卸压电磁阀实现在事故工况下切断供向汽轮机蒸气阀门操作机构的动力油，从而达到保护功能。
B 压力控制模式，以蒸气母管压力作偏差信号，该模式用于低负荷且反应堆处于手动控制状态（稳定气压）
每天学习一点点——二次回路基础知识（纯文字）
每天学习一点点——二次回路基础知识（纯文字）一、二次回路及其作用发电厂和变电所的电气设备可分为一次设备、二次设备。
（经常还将远动或测控设备称为三次设备，通讯设备称为四次设备）一次设备：也称主设备，是构成电力系统的主体。
它是直接生产、输送与分配电能的设备，包括如：发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆与输电线路等。
二次设备：是对一次设备及系统进行控制、调节、保护和监测的设备。
它包括：控制设备、继电保护和安全自动装置、测量仪表、信号设备等。
二次回路：二次设备按照一定规则连接起来以实现某种技术要求的电气回路。
二、二次回路的范围控制回路：由控制开关与控制对象（如断路器、隔离开关）的传递机构、执行（或操作）机构组成。
其作用是对一次设备进行“合”、“分”操作。
调节回路：是指调节型自动装置。
如由VQC系统对主变进行有载调压、对电容器进行投切的装置，发电机的励磁调节装置。
它是由测量机构、传送机构、调节器和执行机构组成。
其作用是根据一次设备运行参数的变化，实时在线调节一次设备的工作状态，以满足运行要求。
继电保护和自动装置回路：是由测量回路、比较部分、逻辑部分和执行部分等组成。
其作用是根据一次设备和系统的运行状态，判断其发生故障或异常时，自动发出跳闸命令有选择性地切除故障，并发出相应地信号，当故障或异常消失后，快速投入有关断路器（重合闸及备用电源自动投入装置），恢复系统的正常运行。
以上主要是指常规的电磁型继电器等构成的保护与自动装置测量回路：由各种测量仪表及其相关回路组成。
其作用是指示或记录一次设备和系统的运行参数，以便运行人员掌握一次系统的运行情况，同时也是分析电能质量、计算经济指标、了解系统潮流和主设备运行工况的主要依据。
综合自动化已使该回路与三次回路的分界点越来越模糊信号回路：由信号发送机构和信号继电器等构成。
其作用是反映一、二次设备的工作状态。
操作电源系统：由电源设备和供电网络组成，它常包括直流电源系统和交流电源系统。
核动力装置二回路给水系统水锤动态计算分析
动态计算
水 力 分 析
Ａ
文献标识码
Ｄｙ ｍ ｉ ｎａｙｓｓ ｏ ｔ ｒ ｈ ｍ ｍ ｅ Ｏ ｆ ｅ ｎａ ｃ ａ ｌ ｉ ｆｗａ ｅ ａ ｒｔ ｅ ｄ
ｗａ ｅ ｙ ｔ ｍ ｆｔ ｅ ｎ ｃｅ ｒ ｐ ｗｅ ｌ ｎ ｔ ｒｓ ｓｅ ｏ ｈ ｕ ｌａ ｏ ｒｐ ａ ｔ
给水 系统 是核 动力 装置 二 回路 的重要 组成 部 分， 管路 十分 复杂 ， 常的流 量调 节 和事故 工况 下 正
体 网 特性 时 ， 必须 将 复 杂 的 网络 简化 分 割 为 相
对 简单 的计 算单 元 ， 根 据 一 定 的原 则 将管 路 分 再
解 为便 于进行 数 学 建 模 和 计 算 机计 算 的子 网络 。 这些 单 元 由 最 基 本 的节 点 和 流 线 构 成 。在 建 模 时 ， 各个节 点 和流 线建 立模 型方 程 ， 过联 立求 对 通 解 得 到计算 结 果 ； 了将 各 单 元 连 成 一个 完整 的 为 流体 网络 ， 在各 单元设 置 了相 互 的边界 ， 通过 边界 传 递计 算参 数 。 参照某 核 动力 装 置 给 水 系统 的设 计 ， 给水 对 系统 管 网 进 行 了建 模 。在 管 网模 型 的 建 立 过 程
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第３卷 ６
第 ３ 期
船 海 工 程
ＳＨＩ Ｌ Ｐ８ ＯＣＥＡＮ ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＮＧ ＲＩ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３ １３ ．
２０ ０ ７年 ６月
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ ．０ ７
文章 编 号
１７ —９ ３ ２ ０ ） ３０ ９ —４ ６ １７ ５ （０ ７ ０ —０ ００
ａ ｏｄ Ｓｐｒ ｓ ｕｒ ａ ｉ ｕ ａ ｅ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌｙ ｂｙ ｕ ｉ ｈａ ａ ｔ ｒｌｎｅｍ ｅ ｈ ｎｄ ｎ ｅ’ ｅ ｓ ｅｗ ｓｓｍ ｌ ｔ ｄ ｓ ｃ ｅ ｓ ｕ ｌ ｓｎｇ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔ ｏｄ，Ｓ ｓ ｔ ｅ ｌｚ ｈｅｄｙ ｍ ｉ ａ — Ｏ ａ ｏ ｒ ａｉｅ ｔ ｎａ ｃｃ ｌ ｃ ａ ｉ ｎ ｎａ ｙ ｉ ｏｒｔ ａ ｅ ａｍｍ ｅｒｐ ｎ ｕｌｔｏｎ ａ ｄ ａ ｌ ｓｓ ｆ ｈｅｗ ｔ ｒｈ ｈｅ ｏｍ ｅ ｏｎ ｏ ｈｅｆ ｅ ａ ｅ ｙ ｔ ｍ ． Ｔｈｅｎｕ ｅ ｉａ ｅ ｌｓｃ ｎ ｆｔ ｅ ｄ ｗ ｔ ｒｓ ｓ ｅ ｍ ｒｅ ｌｒ ｓｕ ｔ ａｎ ｂｅ ｕ ｅ Ｏ ｍ ａ ｅ ａ ｐ ｉ ａ ｙ ｓ ｃ ｒｔ ｎａ ｙ ｉ Ｏ ｔ ｙｓ ｅ ． ｓ ｄ ｔ ｋ ｒｍ ｒ ｅ ｕ ｉｙ ａ ｌ ｓｓ ｔ ｈｅｓ ｔｍ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｃ ｎｄ ｒ ｉｃ ｉ ｅ ｄ ｗ ａ ｅ ｙ ｔ ｍ ｄｙ ｍ ｉ ａｃ ａｔｏ ｈｙ ａ ｉ ａ ｙ ｉ ｄｓ ｅ ｏ ａ ｙ ｃ ｒ ｕ ｔｆ ｅ ｔ ｒｓ ｓ ｅ ｎａ ｃ ｃ ｌｕｌ ｉｎ ｄｒ ｕｌｃａｎ ｌ ｓｓ
大亚湾核电站二回路系统和设备
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4.4.3 系统主要设备
• 减压阀 15个排放控制阀，分别位于凝汽器蒸汽排放系统和除氧器蒸汽排 放系统，实现排放名义蒸汽流量的85％。
• 气动蒸汽排放控制阀 装于三根主蒸汽管道上，用于大气蒸汽排放控制系统。排放容量 为10％～15％额定容量。
• 消音器 安装气动蒸汽排放控制阀的管线上都配备一个消音器，以减小排 汽噪音。
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4.3.3 系统流程图
➢ 在机组启动时，与RCP配合，导出反应堆多余的热量 ，以维持一回路的温度和压力。
➢ 在热停堆和停堆冷却的最初阶段，排出主泵运转和裂 变产物衰变所产生的热量，直至余热排出系统投入运 行。
➢ 汽轮发电机组突然降负荷或汽轮机脱扣时，排走蒸汽 发生器内产生的过量蒸汽，避免蒸汽发生器超压。
• 半速机组与全速机组
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4.3 主蒸汽系统
4.3.1 系统功能 • 将蒸汽发生器产生的蒸汽输送到下列设备和系统：
➢ 主汽轮机 ➢ 汽水分离再热器（GSS） ➢ 除氧器（ADG） ➢ 给水泵汽轮机（APP） ➢ 蒸汽旁路系统（GCT） ➢ 汽轮机轴封系统（CET） ➢ 其他辅助蒸汽用汽单元（STR）
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4.5.2 系统结构
• 汽水分离器、第一级再热器和第二级再热器都安装在一个圆筒形 的压力容器内；
• 第一级再热器使用高压缸抽汽加热； • 第二级再热器使用新蒸汽加热。
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6
4.6 汽轮机轴封系统
4.6.1 系统功能
➢ 对主汽轮机、给水泵汽轮机和蒸汽阀杆提供密封，用以防止 空气进入和蒸汽外漏。 阻止空气自负压轴封处漏入汽轮机和给水泵汽轮机； 防止高压缸内高湿度排汽自低压轴封漏出，磨损轴封； 防止给水泵汽轮机高压侧和主要阀门内的蒸汽从轴封处外漏 。
核电站动力装置
二回路系统
二回路系统
核电站中将蒸汽的热能转化为电能的装置。它由汽轮发电机组、凝汽器、凝结水泵、给水泵、低压加热器、 高压加热器、除氧器、汽水分离再热器和相应的管道阀门等组成。二回路的给水在蒸汽发生器中吸收了一回路的 热量后变成蒸汽，然后进入汽轮机作功，带动发电机发电。作功后的乏汽排入凝汽器，凝结成水，再由凝结水泵 送入加热器，加热后重新返回蒸汽发生器，构成二回路的密闭循环。核电站的二回路系统与普通火电站的动力回 路相似。一回路系统相当于火电厂的锅炉系统，一般称做核蒸汽供应系统。但由于核反应堆是强放射源，流经反 应堆的冷却剂带有一定的放射性，特别是在核燃料元件破损时放射性剂量更高。因此，从反应堆流出的冷却剂一 般不宜直接进入汽轮机，所以，压水堆核电站比普通火电厂多一套动力回路。
汽轮机
汽轮机
压水堆核电站的汽轮机与火电厂的汽轮机在原理上没有什么差别，只是由于反应堆冷却剂温度的限制，在蒸 汽发生器中只能产生压力较低的饱和蒸汽或微过热蒸汽。与火电厂的高参数汽轮机相比，核电站的饱和汽轮机汽 耗约大一倍，排汽容积流量约大60～70％，它的转轮叶片也较长，主要部件的尺寸和重量也相应增大。
饱和蒸汽汽轮机是在湿蒸汽区工作，蒸汽在汽轮机各级膨胀过程中产生大量水分。为了防止水蚀，除对在水 蚀区工作的部件喷镀或堆焊一层13％的铬钢保护层外，一般在高压缸与低压缸之间装有汽水分离再热器，以提高 循环效率并减少叶片水蚀。核电站的饱和蒸汽汽轮机，在事故条件下，超速较大，要采取措施加以防止。
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蒸汽发生器与主循环泵
蒸汽发生器与主循环泵
蒸汽发生器是核电站一回路、二回路之间的热交换装置。分卧式和立式两种，以立式最为普遍。立式蒸汽发 生器由U型传热管、管板、管道支撑板、汽水分离器和容器等组成。U型管多用因科镍或因科铬依等镍基合金制作； 管板一般用高强度低合金钢制造。在一回路冷却剂侧有不锈钢堆焊层。与蒸汽发生器相连的汽水分离器用于提高 饱和蒸汽的干度，其工作好坏直接影响蒸汽的品质。汽水分离器通常做成二级或三级。第一级为筒状的旋风式分 离器，第二、三级为波纹板分离器。
复试
1．金属腐蚀的类型和机理
2．压水堆核动力装置的腐蚀特点
五、核动力装置热力分析
1、压水堆核动力装置的热力循环，蒸汽初、终参数对循环效率的影响
2．废汽回热循环与抽汽回热循环
3．核动力装置的能量平衡计算方法
4．的概念， 分析方法，核动力装置分析
六、核动力装置运行与控制
1．核动力装置运行工况
考试内容范围:
一、流体的定义和特征
1．了解流体作为连续介质的假设
2．掌握流体的定义和特征
3．掌握作用在流体上的力
4．掌握流体粘性
二、流体静力学
1．掌握流体静压强及其特性
2．熟悉流体平衡微分方程式
3．掌握流体静力学基本方程
4．掌握绝对压强，相对压强
3.掌握探测器的探测效率的概念。
三．核辐射测量方法
1.掌握影响活度测量的几个因素。
2.掌握低水平活度样品测量的一般问题。
四．中子探测
1.掌握中子探测的基本方法。
2.掌握中子探测器的工作原理。
五．辐射防护
1.掌握辐射效应分类。
2.掌握照射量、有效剂量当量、待积剂量当量及集体剂量的概念。
3.掌握辐射防护三原则。
十三干燥
要求考生熟练掌握干燥过程的原理、干燥设备的主要组成及特性等，并能够进行间歇工作过程的干燥时间、连续干燥过程的物料及热量衡算等计算。
十四 其它传质分离过程
要求考生熟练掌握超临界流体萃取、吸附、膜分离等传质分离过程的基本原理及基本概念。
考试总分：150分 考试时间：3小时 考试方式：笔试
考试题型： 填空题（15分）、选择题（15分）、判断题（20分）简答题（30分）、计算题（50分）、设计题（20分）
二回路系统C_核动力装置
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图4-38 进水管无因次压头特性
12-Jan-19
《核动力装置》
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图4-39 排出管无因次压头特性
12-Jan-19
《核动力装置》
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4.7 润滑系统
1.功用
2.设计要求
3.系统流程
4.润滑油的特性
12-Jan-19
《核动力装置》
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1.功用
润滑及冷却主、辅设备的摩擦部件（如主、辅汽轮机轴承、 减速器轴承、减速器齿轮等） ［作为润滑油使用］ 供给主机遥控系统及安全设备用的压力油
MNPP-L10-CWS
船舶核动力装置
Marine Nuclear Power Plants
核科学与技术学院
（V2009.04.04）
复习
1.凝水-给水系统的功用是什么?
2.简述凝水-给水系统的设计要求。
3.凝水被污染的主要原因是什么? 4.对给水进行除氧的目的是什么? 5.热力除氧遵循的基本原理有哪些?其基本含义是什 么? 6.热力除氧应满足哪些基本条件?
滑油冷却器
滑油冷却器使用海水作为冷却水，压力一般低于润滑油的压
力。 对于潜艇核动力装置，由于舷外海水压力较大，为避免海水
漏入润滑油中，滑油冷却器的管板一般采用双隔板结构。
滑油冷却器通常有两个出油口，第一级出口和第二级出口的 润滑油温度各不相同，以便向不同设备供应不同粘度的润滑
油。
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5.润滑油系统的设计要求是什么?
6.反映滑油特性的几个基本参数的含义?
12-Jan-19
《核动力装置》
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图4-32 循环水系统流程图
事故情况下使用
胡志华压水堆二回路系统与设备简介
压水堆二回路系统与设备简介
胡志华
2011年10月21日
概述
压水堆核电站工作原理及二回路系统
大亚湾核电站二回路热力系统
（中间两级再热、七级回热、饱和蒸汽朗肯循环）
由于工质处于汽水混合物状态，饱和蒸汽卡诺循环有以下几个缺点，因而实际上采用的是朗肯蒸汽循环：
核电站厂房总体布置
的蒸汽与大气
、（隔板套）等静止部件。
汽缸
（缸
两部分组成（为便于安装），水平法兰由螺栓紧固。
汽缸的高、中压段或高、中压汽缸在
，同
；汽缸的低压段或低压汽缸的尾部在运行中内部的蒸汽压
焊接转子与组合转子。
套装转子的叶轮、轴封套、联轴节等部件是分别加工套装在阶梯形主轴上，各部件与轴之间采用过盈配合，并用键传递力矩。
中、低压汽轮机的转子和高压汽轮机的低压转子常采用套装结构。
因转子各段的工作条件不同，可以在高温段采用整锻结构，而在中、低温段采用套装结构组成组合转子，以减小锻件尺寸。
z高压缸立体局部剖图
（2）所有动叶片均为叉型叶根，其中1～4级叶片是三叉型叶根固定，第五级叶片是四叉型叶根固定；（3）叶片顶部装有围带。
高压缸端部轴封。
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工作原理
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 。
[学习]二回路系统A核动力 装置
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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
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
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。
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
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
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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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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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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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。
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
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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（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
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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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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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
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
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
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
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
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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%