核動(dòng)力設(shè)備及裝置總復(fù)習(xí)

1、 水 水 壓水堆核電站工作過(guò)程 Pressurized Water Reactor (PWR) 壓力容器 穩(wěn)壓器 主泵 主管道 蒸汽發(fā)生器 汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī) 冷凝器 輸配電 二回路二回路一回路一回路 蒸汽 第二章 蒸汽發(fā)生器原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 作用 熱量傳遞產(chǎn)生蒸汽一、二回路樞紐 地位 分類 工質(zhì)流動(dòng)方式工質(zhì)流動(dòng)方式 自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器、直流蒸汽發(fā)生器 安放形式安放形式 臥式蒸汽發(fā)生器、立式蒸汽發(fā)生器 傳熱管形狀傳熱管形狀 U形管、直管、螺旋管、其他形狀蒸汽發(fā)生器 U型傳熱管 U-type tube bundle 汽水分離器 steam separator 給水入口 feedwater intake

2、 環(huán)形下 降通道 干燥器 dryer 立式蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu) 一次側(cè)冷卻劑流程一次側(cè)冷卻劑流程 二次側(cè)工質(zhì)流程二次側(cè)工質(zhì)流程 立式U形管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器 水容積大，蓄熱量大； 緩沖性好，對(duì)自動(dòng)控制要 求低； 可爐水處理和排污，對(duì)傳 熱管和二回路水要求低 需汽水分離，結(jié)構(gòu)復(fù)雜 汽機(jī)高低壓缸間需汽水分 離再熱器 靜態(tài)特性較差 濕飽和蒸汽；水循環(huán)不濕飽和蒸汽；水循環(huán)不 需外部動(dòng)力需外部動(dòng)力 臥式蒸汽發(fā)生器 臥式優(yōu)缺點(diǎn) 安全可靠性好安全可靠性好 立式聯(lián)箱，水平U形管根 部汽水流動(dòng)通暢，不會(huì)造 成泥渣沉積和腐蝕介質(zhì)的 濃縮，使傳熱管根部避免 腐蝕破裂； 蒸發(fā)面負(fù)荷較小，用簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單 的汽水分離裝置汽水分離裝

3、置即可保證 蒸汽品質(zhì)； 采用奧氏體不銹鋼傳熱管， 價(jià)格比較低廉價(jià)格比較低廉。 體積大，質(zhì)量大，金屬耗 量大； 單臺(tái)極限功率負(fù)荷受到限 制，一般不超過(guò)200- 300MW； 在安全殼內(nèi)布置不方便； 須嚴(yán)格控制二回路側(cè)水質(zhì) 指標(biāo)，特別是氯離子指標(biāo) 直流蒸汽發(fā)生器 強(qiáng)迫流動(dòng) 產(chǎn)生微過(guò)熱蒸汽 無(wú)內(nèi)部水循環(huán)，給水 一次性流過(guò)受熱面 特點(diǎn) 管外直流蒸汽發(fā)生器管外直流蒸汽發(fā)生器 二回路工質(zhì)在傳熱管外 一回路工質(zhì)在傳熱管內(nèi) 主要用于核電廠主要用于核電廠 管內(nèi)直流蒸汽發(fā)生器管內(nèi)直流蒸汽發(fā)生器 二回路工質(zhì)在傳熱管內(nèi) 一回路工質(zhì)在傳熱管外 主要用于艦船核動(dòng)力裝置主要用于艦船核動(dòng)力裝置 分類 直流式優(yōu)缺點(diǎn) 沒(méi)有汽水分

4、離設(shè)備，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，尺寸緊湊； 靜態(tài)性能好，蒸汽壓力穩(wěn) 定； 運(yùn)行的機(jī)動(dòng)性好，升降功 率速度快 產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，提高了裝 置的熱效率 功率重量比重高（約 1.5MW/t，自然循環(huán)約 0.94MW/t）單臺(tái)電功率可 達(dá)60-65萬(wàn)kW 無(wú)法進(jìn)行鍋內(nèi)水處理和排 污，對(duì)給水的品質(zhì)和傳熱 管管材的性能要求較高； 水容積小，蓄熱能力小， 對(duì)給水自動(dòng)控制要求高。 可能發(fā)生各種類型的兩相 流動(dòng)不穩(wěn)定性問(wèn)題 必須解決好管束和筒體間 熱膨脹差的補(bǔ)償問(wèn)題 第三章 蒸汽發(fā)生器傳熱管的腐蝕與防護(hù) 傳熱管破損的種類及其發(fā)生機(jī)理 應(yīng)力腐蝕應(yīng)力腐蝕 晶間腐蝕晶間腐蝕 耗蝕耗蝕 凹痕凹痕 微振磨損微振磨損 點(diǎn)蝕（或縫隙腐蝕）點(diǎn)

5、蝕（或縫隙腐蝕） 破損種類 定義定義 原因 特點(diǎn) 發(fā)生部位 影響因素 壓水堆蒸汽發(fā)生器傳熱管典型故障 防止傳熱管破損的主要措施 傳熱管材料 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 水質(zhì)控制 影響因素影響因素 第四章 蒸汽發(fā)生器的熱計(jì)算 傳熱面積：傳熱面積： 換熱量：換熱量： 4.1計(jì)算公式計(jì)算公式 傳熱溫差：傳熱溫差： 一般都是按對(duì)數(shù)平均溫差計(jì)算 傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)：按傳熱管外側(cè)表面為基準(zhǔn)的計(jì)算公式 一回路側(cè)流量：一回路側(cè)流量： ()() dlf QD rDDii 4.2蒸汽發(fā)生器的傳熱過(guò)程 一回路冷卻劑對(duì)管壁的強(qiáng)迫對(duì)流換熱 管壁和污垢層的導(dǎo)熱 傳熱面管壁對(duì)二回路工質(zhì)的沸騰換熱 一回路冷卻劑對(duì)管壁的 強(qiáng)迫對(duì)流換熱 主要取決于

6、流速 一般傳熱管內(nèi)水的流速 在5m/s左右 管壁和污垢層的導(dǎo)熱 管壁的導(dǎo)熱熱阻 l降低換熱系數(shù) l列出專項(xiàng)，采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) l計(jì)算k時(shí)不考慮污垢熱阻，確定 換熱面積時(shí)引入一個(gè)安全系數(shù)。 確定方法 污垢熱阻 常用方法 污垢熱阻 主要產(chǎn)生在二次側(cè)， 一次側(cè)污垢熱阻可以忽略不計(jì) 1.大容積沸騰換熱 C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的熱流密度稱為臨界熱負(fù)荷（CHF） 第一類傳熱惡化第一類傳熱惡化：由換熱偏離核態(tài)沸騰（DNB）而造成的傳熱惡化 對(duì)金屬材料損害大（管壁燒紅甚至燒毀） 壓水堆自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段的平均熱負(fù)荷遠(yuǎn)低于臨界熱負(fù)荷，不 會(huì)出現(xiàn)第一類沸騰傳熱惡化 二回路側(cè)的沸騰換熱二回路側(cè)的沸騰換熱 直流蒸汽發(fā)生器的熱力計(jì)

7、算 需分段進(jìn)行，以沸騰起始點(diǎn)沸騰起始點(diǎn) 和蒸干點(diǎn)蒸干點(diǎn)為分區(qū)點(diǎn)： 過(guò)冷水區(qū) 沸騰區(qū) 過(guò)熱蒸汽區(qū) 2.管內(nèi)流動(dòng)沸騰換熱 第二類傳熱惡化第二類傳熱惡化-由于液膜 蒸干而引起的傳熱惡化 壓水堆直流蒸汽發(fā)生器中不 可避免 熱負(fù)荷較低，蒸汽流速快， 又有液滴冷卻壁面，因而不 會(huì)對(duì)壁面造成嚴(yán)重破壞 沸騰起始點(diǎn)： 分別按熱平衡和單相對(duì)流換熱公式確定沸騰起始點(diǎn)的流體平均溫 度與對(duì)流換熱系數(shù)，通過(guò)試算最后確定沸騰起始點(diǎn)的位置。 蒸干點(diǎn)蒸干點(diǎn)：通過(guò)計(jì)算界限含氣率界限含氣率-流道中蒸干點(diǎn)處的含氣率來(lái)確定 第五章 自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器的水力計(jì)算 一次側(cè)單相流動(dòng)壓降計(jì)算 圓管內(nèi)等溫流體摩擦阻力Pf 局部阻力Pl 汽液兩相

8、流動(dòng)阻力計(jì)算 質(zhì)量含氣率x 截面含氣率 體積含氣率 折算速度 循環(huán)速度u0 循環(huán)倍率 兩相流動(dòng)特性參數(shù)兩相流動(dòng)特性參數(shù) 汽液兩相流動(dòng)摩擦阻力計(jì)算 汽液兩相流動(dòng)局部阻力計(jì)算汽液兩相流動(dòng)局部阻力計(jì)算 公式適用條件 汽液兩相流動(dòng)加速度阻力計(jì)算汽液兩相流動(dòng)加速度阻力計(jì)算 汽液兩相流動(dòng)重位壓降計(jì)算汽液兩相流動(dòng)重位壓降計(jì)算 循環(huán)運(yùn)動(dòng)壓頭 有效壓頭 循環(huán)倍率和循環(huán)速度 影響因素 如何確定 沸騰欠熱焓公式推導(dǎo) 改善水循環(huán)措施改善水循環(huán)措施 傳熱管排列采用正方形布置傳熱管排列采用正方形布置 減少支撐板數(shù)目減少支撐板數(shù)目 降低支撐板阻力降低支撐板阻力 改善汽水分離器改善汽水分離器 以縱向流動(dòng)為主的結(jié)構(gòu)形式以縱向流

9、動(dòng)為主的結(jié)構(gòu)形式 增加開(kāi)孔面積增加開(kāi)孔面積 柵格支撐，增大流通面積柵格支撐，增大流通面積 第六章 自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行特性 蒸汽發(fā)生器的靜態(tài)特性： 由蒸汽發(fā)生器負(fù)荷變化而引起一回路冷卻劑的平均溫 度和二回路工質(zhì)壓力變化的規(guī)律 蒸汽發(fā)生器的負(fù)荷調(diào)節(jié) 改變傳熱系數(shù)k調(diào)節(jié)2 輔助調(diào)節(jié)方法 改變傳熱溫差tln 主要調(diào)節(jié)方法 蒸汽發(fā)生器的靜態(tài)特性與tav和ts之差的大小有密切關(guān)系。 限制某一參數(shù)的預(yù)定方案，稱為裝置運(yùn)行方案 3. 組合運(yùn)行方案 低功率區(qū)tav恒定 高功率區(qū)ps恒定 低功率區(qū)ps 恒定 高功率區(qū)tav恒定 對(duì)帶基本負(fù)荷核電廠有利現(xiàn)已很少采用 蒸汽發(fā)生器的水循環(huán)特性 在功率較低時(shí)，隨著功

10、率的增加，更多的熱量經(jīng)u形管傳導(dǎo)出來(lái)，發(fā)生沸騰換 熱的傳熱面范圍越來(lái)越大，使上升空間水的密度降低，從而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)壓頭相對(duì) 于功率有一個(gè)明顯的增加。 與此同時(shí)，蒸汽發(fā)生器二次側(cè)流體的流動(dòng)阻力也因流速的增加而不斷增大。 運(yùn)動(dòng)壓頭和流動(dòng)阻力都是隨功率的增加而以拋物線形增加，但兩者對(duì)流動(dòng)的作 用一個(gè)為動(dòng)力 一個(gè)為阻力。兩者綜合作用結(jié)果使循環(huán)水流量在低功率區(qū)時(shí)隨 功率的增加而增大，在40%-80%功率之間，循環(huán)水流量不變 運(yùn)行中影響再循環(huán)流量的因素是流入汽水分離器的蒸汽夾帶的水滴 開(kāi)始時(shí)再循環(huán)流量隨功率增加而增加直到功率達(dá)到約40%。功率超過(guò) 40%時(shí)，由于深度飽和沸騰使摩擦阻力以拋物線形急劇增加，從而減

11、小了汽 水混合物的質(zhì)量流速，再循環(huán)流量逐漸減小 蒸汽發(fā)生器的蒸汽品質(zhì)控制 蒸汽的帶鹽機(jī)理蒸汽的帶鹽機(jī)理 帶鹽形式：機(jī)械攜帶帶鹽形式：機(jī)械攜帶 + 選擇性攜帶選擇性攜帶 （水滴狀帶鹽）（水滴狀帶鹽） （分子狀帶鹽）（分子狀帶鹽） 與蒸汽濕度和爐 水含鹽量成正比 蒸汽壓力越高 含鹽量越高 蒸汽發(fā)生器為中低壓參數(shù)設(shè)備，以蒸汽帶鹽為主。 以后提到蒸汽品質(zhì)，主要是指蒸汽濕度。 汽水分離設(shè)備： 粗分離器 + 細(xì)分離器 旋風(fēng)式分離器立式旋葉式分離器 蒸汽品質(zhì) 影響因素 蒸發(fā)負(fù)荷蒸汽空間高度爐水含鹽量 波形板分離器 放置方式：水平式+立式 結(jié)構(gòu)形式：帶鉤式+不帶鉤式 為了保證蒸汽發(fā)生器的蒸汽品質(zhì)，一般需要進(jìn)行

12、二次分離： 第一次粗分離將蒸汽中較大的水滴分離出來(lái)；第二級(jí)細(xì)分 離將蒸汽中剩余的較小水滴分離出來(lái)。 在第一級(jí)和第二級(jí)分離之間應(yīng)留有一定的空間作為重力分 離，使第一次分離時(shí)沒(méi)有被分離出來(lái)的大水滴進(jìn)一步分離， 同時(shí)這部分空間還起到均勻氣流的作用。經(jīng)過(guò)第二次分離 后的蒸汽應(yīng)達(dá)到最終要求的干度。 第一次分離一般采用一級(jí)粗分離器來(lái)完成，有時(shí)也采用二 級(jí)分離器，并將這二級(jí)分離器連為一體，分離的水量約占 蒸汽中總水量的80-90。 第二次分離一般采用一級(jí)細(xì)分離器來(lái)完成，通常采用波形 板分離器、絲網(wǎng)分離器或帶鉤波形板分離器等。 第七章 壓力安全系統(tǒng) 功功 能能 啟堆時(shí)提供部分熱源，并控制系統(tǒng)壓力 正常停堆時(shí)，

13、控制壓力程序降低 臨時(shí)停堆時(shí)維持一回路壓力 儲(chǔ)有一定水量，用與補(bǔ)償泄漏 去除冷卻劑系統(tǒng)裂變氣體和有害氣體 7.2主要類型與工作原理 氣罐式穩(wěn)壓器 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輔助設(shè)備少、 維護(hù)管理方便、壓力調(diào) 節(jié)程序方法簡(jiǎn)便易行 缺點(diǎn)： 容積大、瞬態(tài)體積品質(zhì) 低、空氣易溶于水 一般用于生產(chǎn)堆、研究 堆、高溫高壓試驗(yàn)臺(tái)架 適合于大型核動(dòng)力裝置系統(tǒng)， 電廠核系統(tǒng)和大型艦船核動(dòng) 力裝置中 電加熱式穩(wěn)壓器 電加熱式穩(wěn)壓器特性 作用 補(bǔ)償一回路冷卻水溫度變化引起的回路水容積的變化 調(diào)節(jié)和控制一回路系統(tǒng)冷卻劑的工作壓力 結(jié)構(gòu) 直立式電加熱穩(wěn)壓器 結(jié)構(gòu)呈圓柱形筒體 容器頂部設(shè)置有抑制壓力升高的噴霧器（噴淋）spray

14、er 底部設(shè)有升高壓力的電加熱元件heater elements 工作狀態(tài) 正常運(yùn)行時(shí)，穩(wěn)壓器內(nèi)一半容積為水，另一半為保持一定壓力的蒸汽 開(kāi)啟電加熱元件可使熱水汽化，從而提高壓力 上部噴霧冷水，可使蒸汽凝結(jié)降低壓力 電加熱式工作原理：相平衡和蒸汽的可壓縮性+噴霧器 + 電加熱器 電熱式除氣功能：原理同熱力除氧 熱力除氣 氧氣 、氫氣和惰性氣體 穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 主要設(shè)備部件的結(jié)構(gòu) 穩(wěn)壓器的事故分析 原因 噴霧器長(zhǎng)期未清洗，流道 堵塞 工作人員誤操作，未能及 時(shí)打開(kāi)噴霧器，使壓力迅 速上升，直接引起蒸汽卸 壓 安全措施 周期性檢查噴霧器，定期 試驗(yàn)，檢查是否流道堵塞 或磨損 定期檢查噴霧閥遠(yuǎn)距

15、離操 作是否有效，以免長(zhǎng)期不 工作而卡死 噴霧效應(yīng) 原因 安全措施 定期測(cè)量元件的絕緣電阻 及功率 定期檢查元件接線端的密 封性 發(fā)現(xiàn)燒毀或性能損壞的元 件，要及時(shí)切斷或更換 2.電加熱器元件破裂 氧化鎂粉干 燥不充分 水分蒸發(fā) 形成氣泡 電阻絲局部 散熱不均 元件通電 氣泡與氧化 鎂粉導(dǎo)熱性 不同 氣泡膨脹 影響電阻絲壽命 電阻絲熔斷 元件內(nèi) 壓力高 元件管破裂 放射性水噴入安全 殼，使穩(wěn)壓器卸壓 原因安全措施 在安全閥和卸壓閥 排放管上安裝溫度 計(jì) 定期進(jìn)行安全閥人 為啟跳試驗(yàn) 安全閥啟跳2-3次后， 必須隔離檢修 3.卸壓閥或安全閥故障 高溫溫度場(chǎng) 卸壓閥電磁驅(qū)動(dòng)部 件線圈過(guò)熱 部分溫度

16、過(guò)高 線圈卡死或 控制失靈 卸壓閥失去保護(hù)作 用 系統(tǒng)超壓 增加安全閥動(dòng)作次數(shù) 第八章 穩(wěn)壓器的容積和電加熱功率計(jì)算 壓水堆一回路系統(tǒng)冷卻劑體積波動(dòng)的原因 穩(wěn)態(tài)功率水平不同引起的冷卻劑體積波動(dòng) 過(guò)渡過(guò)程引起的冷卻劑體積波動(dòng) 控制與測(cè)量誤差引起的冷卻劑體積波動(dòng) 概念： 控制死區(qū) 穩(wěn)壓器容積的劃分與計(jì)算 穩(wěn)壓器內(nèi)部的容積: 蒸汽空間體積和水空間體積兩大部分。 水空間體積: 回路水的變化體積 穩(wěn)壓器自身結(jié)構(gòu)所必須具有的水體積 穩(wěn)壓器內(nèi)自身蒸發(fā)體積 共8塊。 最小蒸汽空間體積 4.總電加熱功率的確定 電功率消耗最大的工況是啟動(dòng)工況和功率發(fā)生負(fù)瞬 變化工況，這兩種工況相繼發(fā)生。 總功率應(yīng)取其最大值，并考

17、慮一定的備用量。 選擇原則： 若則 則 若 冷凝器的主要任務(wù) 凝汽設(shè)備包括冷凝器、冷卻 水 泵、凝結(jié)水泵及抽氣器 (又稱空氣 泵)，其中冷凝 器是凝汽設(shè)備中最主要的組 成部分。 冷凝器的主要作用： 在汽輪機(jī)的排氣口建立并保 持真空，增大蒸汽的可用焓降， 提高裝置的循環(huán)熱效率； 接受動(dòng)力裝置的排氣(主要是 汽輪機(jī)的全部乏汽)，并將其 全部冷凝成水，為蒸汽發(fā)生器 或鍋爐提供潔凈的給水； 對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行除氧，減輕系統(tǒng) 和設(shè)備的腐蝕 第十章第十章 冷凝器及其典型結(jié)構(gòu)冷凝器及其典型結(jié)構(gòu) 真空度真空度 高真空形成原因高真空形成原因 真空的保持真空的保持 端差端差 冷凝器真空的選擇 實(shí)際的裝置不是真空度越高越

18、好。 運(yùn)行機(jī)組主要靠增大冷卻水流量來(lái)提高 真空度，而循環(huán)冷卻水泵耗電量占機(jī)組 發(fā)電量的1%-4%，過(guò)分增大冷卻水流量， 會(huì)使汽輪機(jī)真空度提高而多發(fā)的電反而 少于冷卻水泵多耗的電，得不償失 曲線1是背壓降低時(shí)機(jī)組電功率增量變化 曲線； 曲線2是背壓降 低時(shí)冷卻水泵所耗功率增 量的變化曲線。 實(shí)際上運(yùn)行的冷卻水泵可能有幾臺(tái)，冷 卻水流量也許不能 連續(xù)調(diào)節(jié)，故應(yīng)通過(guò) 試驗(yàn)才能定出不同負(fù)荷下的最佳真空度。 混合式冷凝器 表面式冷凝器 表面式冷凝器 汽輪機(jī)的排氣在冷卻 管的外表面上進(jìn)行凝 結(jié)，與管內(nèi)的冷卻水 彼此互不接觸， 冷凝器的外殼通常呈 圓柱形、橢圓柱形或 矩形 外殼兩端連接著端蓋， 并在兩側(cè)形成

19、水室， 端蓋和外殼之間裝有 管板，冷卻管即裝在 管板上 10.4 冷凝器的典型結(jié)構(gòu) 秦山核電站冷凝器典型結(jié)構(gòu) 結(jié)論 冷卻水入口溫度tf1越高，溫差t越大。當(dāng)冷卻水 入口溫度超過(guò)某一臨界值時(shí)， ts為正，于是雙 壓冷凝器壓力低于單壓，熱效率高 在多壓冷凝器內(nèi)，沿冷卻管長(zhǎng)度方向吸熱均勻， 但在單壓冷凝器中，沿管束長(zhǎng)度方向上蒸汽負(fù)荷 是不均勻的 在相同條件下，多壓冷凝器具有更大傳熱溫差， 換熱能力更強(qiáng)，從而提高了裝置的循環(huán)熱效率 第十一章 冷凝器的主要部件結(jié)構(gòu) 冷凝器殼體就是冷凝器的外殼，用于接收汽輪機(jī)的排氣和 其他各種輔助排氣、疏水和補(bǔ)水等，包容全部冷卻管束以 實(shí)現(xiàn)真空條件下的蒸汽凝結(jié)、收集，并轉(zhuǎn)

20、送凝結(jié)水 水室是冷凝器管側(cè)的重要組成部分，是冷凝器殼體兩端用 于冷卻水進(jìn)出冷卻管束的空間。 管板是冷凝器的核心部件，其形狀主要隨冷卻管束的形狀 而定。 支撐隔板，用于支撐冷卻管，防止冷卻管產(chǎn)生過(guò)大的靜撓 度，提高冷卻管的固有振動(dòng)頻率，預(yù)防冷卻管振動(dòng)破壞。 冷卻管是表面式冷凝器最重要的零件,蒸汽與冷卻水間的熱 量交換需要通過(guò)冷卻管來(lái)傳遞。 冷卻管的材料 適合用做冷凝器冷卻管的材料主要有黃銅管、銅 鎳合金管、不銹鋼管和鈦管。 實(shí)際采用哪種材料主要與冷卻水的性質(zhì)有關(guān)，同 時(shí)還應(yīng)當(dāng)滿足： 為了滿足冷卻管在管板上脹接的需要，冷卻管材料要比 管板材料軟； 管板和冷卻管兩種材料在冷卻水導(dǎo)電介質(zhì)中的電極電位

21、接近。 當(dāng)用淡水冷卻時(shí)，冷凝器可選用黃銅管； 當(dāng)用腐蝕性較強(qiáng)的海水冷卻時(shí)，冷凝器可銅鎳合 金管、不銹鋼管和鈦管 冷卻管的腐蝕與防護(hù) 磨損腐蝕是冷卻管最常 見(jiàn)、最普遍的一種腐蝕 類型，通常是在腐蝕介 質(zhì)與金屬表面之間相對(duì) 速度達(dá)到紊流程度時(shí)發(fā) 生。 常見(jiàn)的磨損腐蝕主要有 進(jìn)口沖擊腐蝕、外來(lái)物進(jìn)口沖擊腐蝕、外來(lái)物 堵塞引起的沖擊腐蝕和堵塞引起的沖擊腐蝕和 砂蝕砂蝕。 進(jìn)口沖擊腐蝕 在冷卻管冷卻水進(jìn)口端的一小 段上，由于冷卻水流通截面的 突然改變，引起強(qiáng)烈的紊流、 渦流不穩(wěn)定流動(dòng)，以至該段冷 卻管內(nèi)表面剪切應(yīng)力大大增加， 使保護(hù)膜發(fā)生剝離、脫落，由 此引起的腐蝕 外來(lái)物堵塞引起的沖擊腐蝕 砂蝕 腐蝕

22、防護(hù) 形成各種磨損腐蝕的前因都是保護(hù)膜的破壞，因 此降低冷卻水流速，或采用表面鍍膜技術(shù)，都可 以有效地阻止磨損腐蝕的發(fā)生。 當(dāng)冷卻水流速過(guò)低時(shí)，流動(dòng)性差的物質(zhì)會(huì)沉積在 冷卻管內(nèi)壁而形成沉積腐蝕。為防止這種腐蝕的 發(fā)生，冷卻水流速一般要求不低于1m/s。 對(duì)冷卻水加強(qiáng)過(guò)濾冷卻水加強(qiáng)過(guò)濾，防止異物進(jìn)入；對(duì)冷卻水進(jìn)對(duì)冷卻水進(jìn) 行加氯處理行加氯處理，防止海生物繁殖以及定期清洗定期清洗等都 是防止沉積腐蝕的有效措施 冷卻管的固定及其應(yīng)力補(bǔ)償 脹接、焊接或脹、焊結(jié)合和雙管板結(jié)構(gòu)等固定方式。 脹接方法：脹接方法：機(jī)械脹接、爆炸脹接、液壓脹接、電液脈 沖脹接、橡膠脹接等 冷卻管熱應(yīng)力補(bǔ)償 冷卻管熱應(yīng)力的產(chǎn)生

23、冷凝器工作時(shí)的溫度與安裝時(shí)的溫度不同，殼體 與冷凝管的材料也不同，致使工作時(shí)產(chǎn)生溫差熱膨 脹，冷凝管受到軸向熱應(yīng)力，這種熱應(yīng)力有反復(fù)作 用的性質(zhì)。 冷卻管熱應(yīng)力的危害 在幅值并不很大的熱應(yīng)力反復(fù)作用下，使冷卻管與管板 間的連接密封性遭到破壞 直接造成冷卻管的應(yīng)力破壞 顯著地改變冷卻管的固有頻率，從而可能降低避振裕量。 應(yīng)力補(bǔ)償常用的方法在結(jié)構(gòu)上補(bǔ)償這部分熱膨 脹差 在冷凝器殼體上加裝波形膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)和端部加裝撓性補(bǔ)償板結(jié)構(gòu) 冷卻管束的布置 三角形排列特點(diǎn)： 冷卻管密集程度大。一般應(yīng)用在希望蒸汽空氣混合物 有較高流速的地方。在同樣的排列形式下，氣流方向與菱 形的短對(duì)角線方向一致時(shí)，蒸汽流速和阻力較

24、大。三角形 排列被廣泛地用于主凝結(jié)區(qū)下部及空氣冷卻區(qū)。 正方形排列特點(diǎn) 需要較大的管板面積，在管節(jié)距相等的條件下，正方形排 列比正三角形排列流通面積增加約15。由于這種排列較 稀疏，因而氣阻較小，主要用在冷凝器進(jìn)口。 輻向排列特點(diǎn)輻向排列特點(diǎn) 排列也較稀疏，氣阻較小。被廣泛地采用，特別在氣流向 心式冷凝器及氣流向側(cè)式冷凝器的排氣進(jìn)口處用得最多。 冷凝器的真空除氧 不凝性氣體對(duì)回路系統(tǒng)及其設(shè)備有腐蝕危害作用，氧 腐蝕性最強(qiáng)，是各種類型腐蝕的根源。 回?zé)崾嚼淠鳒p少空氣在凝結(jié)水中的溶解度除氧 除氧裝置 噴淋式除氧和鼓泡除氧 第十二章 冷凝器的熱力特性 蒸汽對(duì)管壁的凝結(jié)換熱 管壁的導(dǎo)熱 冷卻水對(duì)管壁

25、的強(qiáng)迫對(duì)流換熱 豎直壁面上層流膜狀凝結(jié)換熱平均換熱系數(shù)的理論計(jì)算公式 冷凝器中傳熱的強(qiáng)化冷凝器中傳熱的強(qiáng)化 減小冷卻水側(cè)熱阻減小冷卻水側(cè)熱阻 減小污垢熱阻減小污垢熱阻 減小蒸汽側(cè)熱阻減小蒸汽側(cè)熱阻 保證管內(nèi)具有足夠高的冷卻水保證管內(nèi)具有足夠高的冷卻水 流速流速 從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，無(wú)論采用從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，無(wú)論采用 什么管材，其管內(nèi)流速都不會(huì)什么管材，其管內(nèi)流速都不會(huì) 超過(guò)超過(guò)35ms。 冷卻管采用錯(cuò)排或輻向排列冷卻管采用錯(cuò)排或輻向排列 保證有一定的蒸汽流速保證有一定的蒸汽流速 合理設(shè)置凝結(jié)水擋板合理設(shè)置凝結(jié)水擋板 保證冷凝器有良好的密封性及保證冷凝器有良好的密封性及 抽氣器正常工作抽氣器正常工

26、作 在主凝結(jié)區(qū)管束內(nèi)部留出一些在主凝結(jié)區(qū)管束內(nèi)部留出一些 蒸汽通道，選取合適的冷卻管蒸汽通道，選取合適的冷卻管 長(zhǎng)與管板直徑之比，保證局部長(zhǎng)與管板直徑之比，保證局部 熱負(fù)荷的分配比較均勻熱負(fù)荷的分配比較均勻 在冷卻水中加入化學(xué)藥劑在冷卻水中加入化學(xué)藥劑 采用膠球清洗或熱烘法采用膠球清洗或熱烘法 對(duì)冷凝器進(jìn)行反沖洗對(duì)冷凝器進(jìn)行反沖洗 研制和開(kāi)發(fā)高效換研制和開(kāi)發(fā)高效換 熱表面熱表面 珠狀凝結(jié)現(xiàn)無(wú)工程應(yīng)用珠狀凝結(jié)現(xiàn)無(wú)工程應(yīng)用 膜狀凝結(jié)：多種高效冷卻管膜狀凝結(jié)：多種高效冷卻管 二維低肋管、三維低肋管、螺紋二維低肋管、三維低肋管、螺紋 槽管、橫紋槽管、波紋管等槽管、橫紋槽管、波紋管等 冷凝器換熱量Q和冷卻水出口溫度tf2計(jì)算公式 冷凝器的工程熱力計(jì)算冷凝器的工程熱力計(jì)算 n美國(guó)傳熱學(xué)會(huì)美國(guó)傳熱學(xué)會(huì)(HEl)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 冷凝器的水阻力計(jì)算 由三部分組成：由三部分組成： 冷卻水在冷凝器冷卻管中的沿程摩擦阻力 冷卻水從水室空間流入冷卻管和從冷卻管流入水室空間 時(shí)產(chǎn)生的局部阻力(簡(jiǎn)稱管端阻力)； 冷卻水從進(jìn)水接管流入水室空間和從水室空間流入出水 接管時(shí)