蒸汽发生器

1 概述
实际运行表明，蒸发器的安全、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 世纪70年代末，仅1977年在全部79 座运行的压水堆 电站中就有34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10%将导 致蒸汽器需整体更换，如果更换，其经济损失严重。
蒸汽发生器
核岛调试处
目录
1. 概述 2. 蒸发器分类 3. 蒸发器结构 4. 自然循环循环倍率 5. 蒸发器主要性能参数
1 概述
蒸发器是一回路与二回路 连接的枢纽，因此它既是 一回路设备，也是二回路 的设备。
同时蒸发器也是一、二回 路的屏蔽，还具有防止带 有放射性的流体进入二回 路，以保持常规岛设备不 具有放射性。
蚀 管束支撑板用不锈钢，改为梅花孔，防止管子压
陷 改用胀管工艺和U性管弯曲段热处理，消除制造
过程中的残余应力 保证二回路水质 停堆维修期间，定期清洗以消除层积的污垢 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
泄漏监测
制造阶段
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 决于管板的锻造和钻孔所耗的时间
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 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
制造中LA2 管板
一重为恰其玛制造的管板
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
蒸汽发生器共有4474根传热管，呈正方形栅 格组成倒U形管束
传热管选用因科镍690合金管。 一回路冷却剂在管内流动，二回路给水在管外
汽化 传热管外径19.05 mm，厚1.09 mm 管束传热面积5429 m2 堵管余量～10 %。
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、 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 轴向止挡结构起限制位移的作用。
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 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 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
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5～6 mm厚 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。
下封头与管板焊成一体，并由焊接在管板 上的因科镍—600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 （或出口）接管和一个人孔。
人孔用来对蒸汽发生器管板、传热管进行 在役检查和检修。检查一般采用遥控无损 探伤技术。
一回路接管
利用涡流探伤设备检查传热管
正在制造中的LA2 SG下封头
正在制造中的LA2 SG下封头
3 蒸汽发生器结构－管板
管板厚555 mm，采用高强度（Mn—Mo—Ni）低合 金钢锻造而成
管板属于超厚锻件，因此要求具有优良的塑 韧性和淬 透性。管板上管孔多达8948个，用以与U形传热管连 接密封
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U型管式、直管式、螺旋管式等多 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。
大亚湾、岭澳一期采用的是法国结构的立式筒 体不带预热器倒置U型传热管管板型自然循环式 的蒸汽发生器
2 蒸汽发生器的分类
自然循环式
在间隔就位的蒸发器
蒸发器在倾翻机的帮助下起竖
蒸发器通过龙门架运进安全壳
3 蒸发器结构
内部总体结构大致分为 以下几个部分
蒸发器下封头 管板 蒸发器传热管束、 支撑板 给水环管 一次与二次汽水分离装
置 蒸发器上封头、 筒体组件
3 蒸汽发生器结构Βιβλιοθήκη 3 蒸汽发生器结构人孔
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。
潜在的在役破管危险 反应堆冷却剂漏进二回路
传热管的破损与监测
腐蚀机制与预防机制
传热管破损取决于三个因素：
传热管的材料、制造 运行过程中材料产生的应力 运行环境（温度和水化学）
SG最普遍的传热管降质类型
晶间腐蚀
传热管的破损与监测
腐蚀机制与预防机制
预防措施
管材选用因科镍690，增加抗晶间应力腐蚀性能 二次侧水处理改为全挥发处理，防止区域性的耗
3 蒸汽发生器结构
管束：正方形排列的倒U形管。 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。 支撑板（直管段）与防振条（弯
管段）：固定管束，提高自振频 率，防止流动诱发振动。
防振拉杆 管束套筒
支撑板
传热管的破损与监测
蒸汽发生器传热管占一回路承压边界总 面积的80％。
传热管的品质下降引起的安全性问题：
辅助循环式
强迫循环式
3 蒸汽发生器结构
这里我们只介绍大亚湾与岭澳使用的 倒U型传热管管板型自然循环式的蒸 汽发生器蒸发器的结构。
型号：55/19
蒸发器外部支撑
垂直支撑 下部横向支撑 上部横向支撑
蒸发器的支撑结构示意
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 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 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 限制其位移
3 蒸汽发生器结构
传热管材料需有耐腐蚀性能。 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 坏与蒸汽发生器的热工水力特性和运行水质密 切相关。 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。 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。
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,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 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
蒸汽发生器主要按二回路介质在蒸汽发生器内 的流动方式分为自然循环、辅助循环和强迫循 环三种。