核電蒸汽發(fā)生器

1、 蒸汽發(fā)生器作用：作用：1、作為熱交換設(shè)備，、作為熱交換設(shè)備，產(chǎn)生蒸汽；產(chǎn)生蒸汽；2、作為連接設(shè)備，、作為連接設(shè)備，隔離一、二回路。隔離一、二回路。 類(lèi)型 按照工質(zhì)流動(dòng)方式： 自然循環(huán)式、強(qiáng)迫循環(huán)式； 按傳熱管形狀： U型管、直管、螺旋管等； 按設(shè)備安裝方式：立式、臥式。 在壓水堆核電廠中廣泛使用的蒸汽發(fā)生器有兩種類(lèi)型：一種是帶汽水分離器的飽和蒸汽發(fā)生器；一種是立式直管強(qiáng)迫循環(huán)型蒸汽發(fā)生器。在近代核電廠中，以前者應(yīng)用較廣。類(lèi)別類(lèi)別放置放置傳熱管傳熱管蒸汽蒸汽生產(chǎn)廠家或國(guó)家生產(chǎn)廠家或國(guó)家自然循環(huán)自然循環(huán)立式立式U型管型管飽和汽飽和汽美國(guó)西屋公司、燃燒美國(guó)西屋公司、燃燒公司、法國(guó)、西德公司、法國(guó)、

2、西德臥式臥式U型管型管飽和汽飽和汽俄羅斯俄羅斯強(qiáng)迫循環(huán)強(qiáng)迫循環(huán)立式立式直管直管微過(guò)熱汽微過(guò)熱汽美國(guó)美國(guó)B&W公司公司表表3.4 3.4 幾種主要的蒸汽發(fā)生器幾種主要的蒸汽發(fā)生器 （一）特征1自然循環(huán)；2產(chǎn)生飽和蒸汽；3一回路水在由管板連接的U型管組成的管束內(nèi)流動(dòng)；4在管束上方裝有汽水分離器和蒸汽干燥裝置。立式飽和蒸汽發(fā)生器立式飽和蒸汽發(fā)生器法國(guó)設(shè)計(jì)的法國(guó)設(shè)計(jì)的55/1955/19型蒸汽發(fā)生器型蒸汽發(fā)生器型式型式U型管自然循環(huán)式型管自然循環(huán)式 一次側(cè)設(shè)計(jì)壓力（一次側(cè)設(shè)計(jì)壓力（MPa）一次側(cè)設(shè)計(jì)溫度（一次側(cè)設(shè)計(jì)溫度（）二次側(cè)設(shè)計(jì)壓力（二次側(cè)設(shè)計(jì)壓力（MPa）傳熱管材料傳熱管材料傳熱管尺寸傳

3、熱管尺寸傳熱管數(shù)目傳熱管數(shù)目傳熱面積（傳熱面積（m2）上筒體外徑（上筒體外徑（m）總高（總高（m） 17.233438.3Inconel-69019.05*1.09 m m4474根根5435 4.48 20.8 法國(guó)法國(guó)55/1955/19型蒸汽發(fā)生器的主要設(shè)計(jì)參數(shù)型蒸汽發(fā)生器的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 大亞灣核電站大亞灣核電站蒸汽發(fā)生器采用法國(guó)法馬通公蒸汽發(fā)生器采用法國(guó)法馬通公司的司的55/19B 型蒸汽發(fā)生器型蒸汽發(fā)生器,傳熱管為傳熱管為 19.05 1.09 mm 的因科鎳的因科鎳690TT。蒸汽量為。蒸汽量為539 kg/s,蒸汽壓力為蒸汽壓力為6.75 MPa。 立式U型管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器是

4、由 外殼水室、管板和管束、蒸汽干燥 裝置等組成。（二）結(jié)構(gòu)外殼由鐵素體鋼板制成。包括上封頭（蒸汽出口管咀中有若干限流器）、上筒體（設(shè)有給水管咀并與給水環(huán)管相連）、下筒體（靠近管板處設(shè)有若干個(gè)檢查孔）以及錐形體。一回路水室（下封頭），它焊在管板上，用因科鎳隔板分割成冷卻劑進(jìn)、出口兩個(gè)水室。1、外殼水室o 上封頭上封頭通常為標(biāo)準(zhǔn)橢球形。蒸汽通常為標(biāo)準(zhǔn)橢球形。蒸汽出口管咀出口管咀中中有若干個(gè)由小直徑文丘里管組成的有若干個(gè)由小直徑文丘里管組成的限流器限流器。用。用于在主蒸汽于在主蒸汽管道破裂事故管道破裂事故時(shí)限制最大蒸汽流量，時(shí)限制最大蒸汽流量，從而限制蒸汽發(fā)生器二次側(cè)部件和一回路系統(tǒng)從而限制蒸汽發(fā)生

5、器二次側(cè)部件和一回路系統(tǒng)的冷卻速率，可以的冷卻速率，可以防止反應(yīng)堆在緊急停堆后又防止反應(yīng)堆在緊急停堆后又重返臨界重返臨界。o 上筒體設(shè)有給水管咀并與給水環(huán)管相連。給水環(huán)管上設(shè)有若干倒置J 型管。還設(shè)有兩個(gè)人孔，必要時(shí)可以進(jìn)人更換干燥器。o 下筒體在靠近管板處設(shè)有若干個(gè)檢查孔，以便檢查該區(qū)域內(nèi)的傳熱管表面和管板的二次側(cè)表面，在必要時(shí)可用高壓水沖洗管板上表面沉積的淤渣。o 下封頭（一回路水室）下封頭（一回路水室）是蒸汽發(fā)生器中承是蒸汽發(fā)生器中承受壓差最大的部件，通常呈半球形。受壓差最大的部件，通常呈半球形。 其應(yīng)力其應(yīng)力狀態(tài)十分復(fù)雜，通常采用沖壓成型制造，技狀態(tài)十分復(fù)雜，通常采用沖壓成型制造，技術(shù)

6、難度大；也有的采用術(shù)難度大；也有的采用低合金鋼低合金鋼鑄造，工藝鑄造，工藝較簡(jiǎn)單，但須嚴(yán)格控制鑄件質(zhì)量。較簡(jiǎn)單，但須嚴(yán)格控制鑄件質(zhì)量。管束：因科鎳管，倒U型排列，管子焊接在管板上。管板：低合金鋼鍛造而成，很厚（500-700 mm）。隔板（支撐板）：管子按正方形柵格布置，其間距以支撐板來(lái)維持，在管束整個(gè)長(zhǎng)度方向設(shè)有7-8塊支撐板，支撐板之間用拉桿固定。2、管板和管束早期的支撐板采用早期的支撐板采用圓形管圓形管孔孔和和流水孔流水孔結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)；新的設(shè)計(jì)普遍采用新的設(shè)計(jì)普遍采用四葉梅四葉梅花孔花孔( (右圖右圖) )。這種開(kāi)孔將支。這種開(kāi)孔將支撐孔和流通孔道結(jié)合在一起，撐孔和流通孔道結(jié)合在一起，增加

7、了管增加了管- -孔之間的流速，減孔之間的流速，減少了腐蝕產(chǎn)物和化學(xué)物質(zhì)的少了腐蝕產(chǎn)物和化學(xué)物質(zhì)的沉積，使得該區(qū)的腐蝕狀況沉積，使得該區(qū)的腐蝕狀況大為改善。大為改善?？拐駰U：在管束拱形部分，籍抗振桿固定以避免運(yùn)行中由于流體流動(dòng)誘發(fā)震動(dòng)導(dǎo)致管板損壞。圍板：鋼制圍板，給水在這個(gè)圍板和蒸汽發(fā)生器外殼的內(nèi)側(cè)間與再循環(huán)水混合后向下流動(dòng)，通過(guò)圍板底部與管板之間的空隙向上流而沖刷管束?！癠”型傳熱管型傳熱管 “U”型管采用無(wú)縫管材，其材料需有良好的抗型管采用無(wú)縫管材，其材料需有良好的抗腐蝕性能，并要求在運(yùn)行溫度下有高的強(qiáng)度。腐蝕性能，并要求在運(yùn)行溫度下有高的強(qiáng)度。 管徑選擇：管徑選擇： 小管徑：管壁薄，傳熱

8、好，耗材少，可使設(shè)備體積小。小管徑：管壁薄，傳熱好，耗材少，可使設(shè)備體積小。但過(guò)細(xì)的管子剛性差，易發(fā)生振動(dòng)。且但過(guò)細(xì)的管子剛性差，易發(fā)生振動(dòng)。且“U”型管數(shù)量多，型管數(shù)量多，增加了管板的鉆孔數(shù)目。增加了管板的鉆孔數(shù)目。 大管徑：管壁厚，傳熱差，設(shè)備體積增大，并增加了單大管徑：管壁厚，傳熱差，設(shè)備體積增大，并增加了單根管的長(zhǎng)度，使拉管工藝難度增大。但抗振安全性好。根管的長(zhǎng)度，使拉管工藝難度增大。但抗振安全性好。 歐美大型蒸汽發(fā)生器的管徑約為歐美大型蒸汽發(fā)生器的管徑約為22 mm左右。左右。 材料選擇：材料選擇：現(xiàn)代多數(shù)選用因科鎳（如現(xiàn)代多數(shù)選用因科鎳（如Inconel 690）或用因科洛依（如或

9、用因科洛依（如Incoloy 800）等）等鎳基合金鎳基合金，經(jīng)特，經(jīng)特殊工藝處理后，殊工藝處理后，強(qiáng)度高，管壁薄強(qiáng)度高，管壁?。?2mm管徑的壁厚管徑的壁厚一般為一般為1.21.3mm）。故熱阻小，所需總換熱面積）。故熱阻小，所需總換熱面積小，但材料小，但材料價(jià)格較昂貴價(jià)格較昂貴。 常用管徑為常用管徑為22 mm、19 mm、15.8 mm，相應(yīng)壁厚為，相應(yīng)壁厚為1.27mm、1.09mm、0.86mm。 過(guò)去使用的過(guò)去使用的18-8不銹鋼不銹鋼，強(qiáng)度低，管壁厚，換熱面，強(qiáng)度低，管壁厚，換熱面積大，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕損失要比鎳基合金產(chǎn)生的晶間腐蝕積大，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕損失要比鎳基合金產(chǎn)生的晶間腐蝕的幾

10、率大得多。的幾率大得多。 水質(zhì)控制：水質(zhì)控制：在運(yùn)行時(shí)，要保持水質(zhì)成在運(yùn)行時(shí)，要保持水質(zhì)成堿性堿性（pH10）和和減少水中的含氧量減少水中的含氧量以減緩腐蝕速率；以減緩腐蝕速率；減少給水的含減少給水的含鹽量鹽量以降低管壁積垢，提高傳熱效果（故現(xiàn)代大型核以降低管壁積垢，提高傳熱效果（故現(xiàn)代大型核電站采用揮發(fā)性水處理，以減少給水中含鹽量）。電站采用揮發(fā)性水處理，以減少給水中含鹽量）。 18-8不銹鋼不銹鋼在氧離子、氯離子存在的情況下，在氧離子、氯離子存在的情況下，最容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，這是蒸汽發(fā)生器中引人注最容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，這是蒸汽發(fā)生器中引人注目的問(wèn)題。目的問(wèn)題。 腐蝕易發(fā)生在：腐蝕易發(fā)生在：“

11、U”型管和管板的脹接處、型管和管板的脹接處、接近管板上表面處和固定管束的支撐板和防震格接近管板上表面處和固定管束的支撐板和防震格架等處。架等處。 故要嚴(yán)格控制運(yùn)行水質(zhì)，并對(duì)爐水進(jìn)行定期故要嚴(yán)格控制運(yùn)行水質(zhì)，并對(duì)爐水進(jìn)行定期與連續(xù)的排污；改進(jìn)制造工藝，消除殘余應(yīng)力。與連續(xù)的排污；改進(jìn)制造工藝，消除殘余應(yīng)力。管管 板板 管板一般選用管板一般選用高強(qiáng)度低合金鋼材高強(qiáng)度低合金鋼材制造。鍛件毛制造。鍛件毛胚重達(dá)胚重達(dá)50-10050-100噸，成品直徑約為噸，成品直徑約為2.5-3.52.5-3.5米，厚米，厚約約500-700500-700毫米，屬超厚鍛件。毫米，屬超厚鍛件。一回路冷卻劑側(cè)一回路冷卻劑

12、側(cè)有有9-109-10毫米厚的不銹鋼堆焊層毫米厚的不銹鋼堆焊層。 由于管板大而厚，且開(kāi)有密集的深孔由于管板大而厚，且開(kāi)有密集的深孔5000-5000-80008000個(gè)，故它的制造工藝難度很大，生產(chǎn)周期也個(gè)，故它的制造工藝難度很大，生產(chǎn)周期也較長(zhǎng)。較長(zhǎng)。 為了確保一回路系統(tǒng)的密封性，為了確保一回路系統(tǒng)的密封性，“U”型傳熱型傳熱管和管板的連接是十分重要的問(wèn)題。通常采用管和管板的連接是十分重要的問(wèn)題。通常采用脹脹接接和和焊接焊接雙重連接形式。雙重連接形式。 一般在管板鉆孔的全深度上進(jìn)行脹管，以保一般在管板鉆孔的全深度上進(jìn)行脹管，以保證管子管板間貼合良好。脹接后的管子在管板堆證管子管板間貼合良好。

13、脹接后的管子在管板堆焊層的一側(cè)再進(jìn)行密封焊。焊層的一側(cè)再進(jìn)行密封焊。 目的：目的：減少在管板表面的雜質(zhì)淤積及管子與管板間減少在管板表面的雜質(zhì)淤積及管子與管板間隙的干濕交替現(xiàn)象，可能引起化學(xué)物的濃集。隙的干濕交替現(xiàn)象，可能引起化學(xué)物的濃集。 二次側(cè)水與管束接觸后，在倒“U”型管束的管外空間上升時(shí)被加熱汽化，對(duì)帶有大量水分的水蒸汽混合物的干燥分兩個(gè)階段進(jìn)行。o 第一步：水蒸汽混合物離開(kāi)管束后先通過(guò)旋流葉片式分離器（粗分離器）；3、蒸汽干燥裝置 （大亞灣）汽水分離器由（大亞灣）汽水分離器由16個(gè)直徑為個(gè)直徑為500 mm的旋葉的旋葉式分離器組成，每個(gè)分離器采用兩只切向疏水口和兩級(jí)式分離器組成，每個(gè)分

14、離器采用兩只切向疏水口和兩級(jí)疏水，設(shè)計(jì)了疏水，設(shè)計(jì)了4片導(dǎo)流螺旋葉片，升角為片導(dǎo)流螺旋葉片，升角為30。每個(gè)分離。每個(gè)分離器的額定負(fù)荷為器的額定負(fù)荷為33.6 kg/s。 在分離筒內(nèi)裝有一組固定的螺旋葉片。當(dāng)汽水在分離筒內(nèi)裝有一組固定的螺旋葉片。當(dāng)汽水混合物流過(guò)時(shí)，由直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槁菪€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由混合物流過(guò)時(shí)，由直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)槁菪€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由于離心力作用使汽水分離，在中心形成汽柱而在于離心力作用使汽水分離，在中心形成汽柱而在筒壁形成環(huán)狀水層。筒壁形成環(huán)狀水層。 水沿壁面螺旋上升至阻擋器，然后折返流經(jīng)分水沿壁面螺旋上升至阻擋器，然后折返流經(jīng)分離筒與外套筒構(gòu)成的疏水通道而進(jìn)入水空間。當(dāng)離筒與外套筒構(gòu)成的疏

15、水通道而進(jìn)入水空間。當(dāng)出口管內(nèi)徑與汽水兩相充分分層時(shí)的蒸汽柱大致出口管內(nèi)徑與汽水兩相充分分層時(shí)的蒸汽柱大致相同時(shí)，能取得良好的分離效果。相同時(shí)，能取得良好的分離效果。o 第二步：第二步：從分離器出來(lái)的蒸汽通過(guò)從分離器出來(lái)的蒸汽通過(guò)人字形人字形干燥器干燥器（細(xì)分離器）。（細(xì)分離器）。 經(jīng)干燥后有了一定干度的飽和蒸汽（其額經(jīng)干燥后有了一定干度的飽和蒸汽（其額定濕度為定濕度為0.25%）匯集于頂部，從蒸汽出口）匯集于頂部，從蒸汽出口管引出，經(jīng)二回路主蒸汽管通往汽輪機(jī)。管引出，經(jīng)二回路主蒸汽管通往汽輪機(jī)。 汽水混合物在波紋板間流動(dòng)過(guò)程中多次改變流動(dòng)汽水混合物在波紋板間流動(dòng)過(guò)程中多次改變流動(dòng)方向，從而使

16、夾帶的小水滴被分離出來(lái)。波紋板上的方向，從而使夾帶的小水滴被分離出來(lái)。波紋板上的多道擋水鉤收集板面水膜并捕集蒸汽流中的水滴，分多道擋水鉤收集板面水膜并捕集蒸汽流中的水滴，分離出的水匯集后沿凹槽流入疏水裝置。離出的水匯集后沿凹槽流入疏水裝置。 汽水分離器是自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器的重要汽水分離器是自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器的重要部件。部件。這不僅由于合格的蒸汽品質(zhì)是汽輪機(jī)這不僅由于合格的蒸汽品質(zhì)是汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件之一，還由于自然安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件之一，還由于自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器的尺寸在很大程度上取決于循環(huán)蒸汽發(fā)生器的尺寸在很大程度上取決于汽水分離裝置的結(jié)構(gòu)和工作特性。汽水分離裝置的結(jié)構(gòu)和工作特性

17、。飽和蒸汽發(fā)生器是用自然循環(huán)式的，其原理圖見(jiàn)右圖。在這類(lèi)蒸汽發(fā)生器里，循環(huán)回路由下降通道、上升通道和連接它們的管束圍板缺口以及汽水分離器等組成。（三）飽和蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行原理運(yùn)行中的問(wèn)題運(yùn)行中的問(wèn)題 蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行主要有兩個(gè)問(wèn)題：水位的保持 腐蝕的限制1、蒸汽發(fā)生器的水位 蒸汽發(fā)生器的水位，是指在蒸汽發(fā)生器筒體和管束外圍板之間的環(huán)形腔室內(nèi)測(cè)得的水位，也就是冷水柱的水位。 若水位過(guò)高，將導(dǎo)致流向汽輪機(jī)的蒸汽濕度過(guò)大； 若水位過(guò)低，會(huì)引起一回路冷卻不充分，有導(dǎo)致堆芯燒毀的危險(xiǎn)。管束因溫度升高將可能破裂；同時(shí)，使蒸汽進(jìn)入給水環(huán)，故在給水管道中有產(chǎn)生汽錘的危險(xiǎn)。 蒸汽發(fā)生器水位的調(diào)節(jié)，是依靠控制給水

18、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的進(jìn)水流量閥門(mén)而實(shí)現(xiàn)的，可以通過(guò)改變汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整給水管和給汽管間的壓力差，而以測(cè)得的壓力差與負(fù)荷變化的整定值比較。水位的調(diào)節(jié) (P102)2、腐蝕的限制、腐蝕的限制 蒸汽發(fā)生器是壓水堆核電廠的主要設(shè)備，也是核電廠蒸汽發(fā)生器是壓水堆核電廠的主要設(shè)備，也是核電廠運(yùn)行中發(fā)生故障最多的設(shè)備之一。大多數(shù)故障是由于各運(yùn)行中發(fā)生故障最多的設(shè)備之一。大多數(shù)故障是由于各種腐蝕（晶間腐蝕、晶間應(yīng)力腐蝕、微振磨損、凹陷和種腐蝕（晶間腐蝕、晶間應(yīng)力腐蝕、微振磨損、凹陷和耗蝕）使耗蝕）使“U”型管型管或或管子與管板接頭處管子與管板接頭處發(fā)生泄漏。發(fā)生泄漏。 隨著給水進(jìn)入二次側(cè)的非揮發(fā)性雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物

19、會(huì)在隨著給水進(jìn)入二次側(cè)的非揮發(fā)性雜質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物會(huì)在平管板上沉積成泥渣堆，也會(huì)積聚在支撐板與管子間的平管板上沉積成泥渣堆，也會(huì)積聚在支撐板與管子間的縫隙里和沉積在傳熱管外壁。這些沉積物中有許多是化縫隙里和沉積在傳熱管外壁。這些沉積物中有許多是化學(xué)性質(zhì)活潑的雜質(zhì)和氧化物學(xué)性質(zhì)活潑的雜質(zhì)和氧化物, 為傳熱管的腐蝕提供了環(huán)為傳熱管的腐蝕提供了環(huán)境條件。境條件。1993年年1月，美國(guó)月，美國(guó)特洛伊特洛伊(Trojan)成為第一個(gè)因蒸成為第一個(gè)因蒸汽發(fā)生器事故而永久性停堆的機(jī)組。汽發(fā)生器事故而永久性停堆的機(jī)組。1993年年1月月25日，日，載恩載恩(Zion)核電站核電站2臺(tái)機(jī)組又因蒸汽發(fā)生器的事故而臺(tái)機(jī)

20、組又因蒸汽發(fā)生器的事故而提前停堆。提前停堆。1989年年法國(guó)的法國(guó)的1300核電站核電站，因蒸汽發(fā)生器管板，因蒸汽發(fā)生器管板上存在著金屬微粒，運(yùn)行中被氧化而引起傳熱管產(chǎn)上存在著金屬微粒，運(yùn)行中被氧化而引起傳熱管產(chǎn)生凹痕。生凹痕。美國(guó)愛(ài)迪生公司美國(guó)愛(ài)迪生公司印第安角印第安角2核電站核電站是于是于2000年年2月月15日因蒸汽發(fā)生器管道破裂而停堆的。日因蒸汽發(fā)生器管道破裂而停堆的。為了保證蒸汽發(fā)生器的可靠性，為了保證蒸汽發(fā)生器的可靠性，大亞灣核電站大亞灣核電站蒸蒸汽發(fā)生器在每次換料停堆期間都要進(jìn)行機(jī)械清洗汽發(fā)生器在每次換料停堆期間都要進(jìn)行機(jī)械清洗（采用法國(guó)（采用法國(guó)SRA公司的機(jī)械清洗裝置）；公司

21、的機(jī)械清洗裝置）； 秦山核電站秦山核電站也于也于1998年年7月第月第4次換料停堆后首次次換料停堆后首次機(jī)械清洗了蒸汽發(fā)生器。機(jī)械清洗了蒸汽發(fā)生器。 機(jī)械清洗技術(shù)目前以機(jī)械清洗技術(shù)目前以美國(guó)的美國(guó)的CECIL裝置裝置為最先進(jìn)，為最先進(jìn)，能實(shí)現(xiàn)沖洗、檢查與外來(lái)物取出一體化。能實(shí)現(xiàn)沖洗、檢查與外來(lái)物取出一體化。限制腐蝕的措施主要有： 選用合適的管材； 加快管板部位的水流速以改善清洗作用； 控制水質(zhì)，降低溫度； 對(duì)所有傳熱管進(jìn)行熱處理，以消除殘余應(yīng)力和改善晶相組織； 更換防振桿。多年來(lái)研究者都在尋找高性能耐腐蝕傳熱管材料。多年來(lái)研究者都在尋找高性能耐腐蝕傳熱管材料。早期的核電廠中，廣泛采用早期的核電

22、廠中，廣泛采用奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼作為傳熱管作為傳熱管材，由于這類(lèi)材料在含材，由于這類(lèi)材料在含Cl-，O2，OH-的高溫水中對(duì)應(yīng)的高溫水中對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂敏感（主要的應(yīng)力是管子在制造和裝配時(shí)力腐蝕破裂敏感（主要的應(yīng)力是管子在制造和裝配時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力）。產(chǎn)生的殘余應(yīng)力）。近年來(lái)，壓水堆核電廠中已廣泛采用近年來(lái)，壓水堆核電廠中已廣泛采用因科鎳因科鎳-690作作為傳熱管材，提高了鎳含量可以大大提高材料耐氯離為傳熱管材，提高了鎳含量可以大大提高材料耐氯離子應(yīng)力腐蝕能力，但鎳含量較高的因科鎳子應(yīng)力腐蝕能力，但鎳含量較高的因科鎳-690對(duì)晶間對(duì)晶間應(yīng)力腐蝕（晶界發(fā)生與應(yīng)力有關(guān)）敏感。因此，人們應(yīng)力腐蝕

23、（晶界發(fā)生與應(yīng)力有關(guān)）敏感。因此，人們?cè)谠囉煤嚵恐械鹊囊蚩奇囋谠囉煤嚵恐械鹊囊蚩奇?800。優(yōu)點(diǎn) 傳熱系數(shù)很大，熱交換是以泡核沸騰形式進(jìn)行的； U型管可自由膨脹； 蓄水容積大，具有緩沖作用，對(duì)給水及蒸汽自動(dòng)控制要求不高； 可以通過(guò)排污量調(diào)整水質(zhì)；可應(yīng)用在常規(guī)鍋爐中得到的經(jīng)驗(yàn)。（四）飽和蒸汽發(fā)生器的優(yōu)缺點(diǎn) 缺點(diǎn) 只能得到飽和蒸汽，對(duì)汽輪機(jī)中間去濕裝置的要求高； 飽和蒸汽溫度低，因此蒸汽壓力相對(duì)較低，使得二回路效率不太好； 上部的干燥設(shè)備占很大體積，使蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 為防振，管子拱形部分的固定很困難； 管板有很大的尺寸，造成一些結(jié)構(gòu)上的困難。（五）臥式U型管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器 俄羅斯和一

24、些東歐國(guó)家的壓水堆核電廠，俄羅斯和一些東歐國(guó)家的壓水堆核電廠，廣泛采用臥式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器。這種臥廣泛采用臥式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器。這種臥式蒸汽發(fā)生器為式蒸汽發(fā)生器為水平放置的單殼體結(jié)構(gòu)水平放置的單殼體結(jié)構(gòu)。給。給水預(yù)熱、二次側(cè)蒸汽的產(chǎn)生、汽水分離及蒸水預(yù)熱、二次側(cè)蒸汽的產(chǎn)生、汽水分離及蒸汽干燥都在同一個(gè)外殼內(nèi)進(jìn)行。汽干燥都在同一個(gè)外殼內(nèi)進(jìn)行。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1）沒(méi)有水平管板，取而代之的是立式）沒(méi)有水平管板，取而代之的是立式圓柱形連箱。在聯(lián)箱表面不會(huì)形成滯流區(qū)。圓柱形連箱。在聯(lián)箱表面不會(huì)形成滯流區(qū)。 2）具有較大的蒸汽空間，單位蒸發(fā)面的負(fù)）具有較大的蒸汽空間，單位蒸發(fā)面的負(fù)荷較立式蒸汽發(fā)生器的小

25、，因而采用較簡(jiǎn)單的汽荷較立式蒸汽發(fā)生器的小，因而采用較簡(jiǎn)單的汽水分離裝置就能保證蒸汽質(zhì)量滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。水分離裝置就能保證蒸汽質(zhì)量滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1）出口蒸汽的濕度對(duì)水位波動(dòng)比較敏）出口蒸汽的濕度對(duì)水位波動(dòng)比較敏感，因而對(duì)水位控制要求校高。感，因而對(duì)水位控制要求校高。 2）臥式安放，不便于在安全殼內(nèi)布置。）臥式安放，不便于在安全殼內(nèi)布置。 俄羅斯的這種蒸汽發(fā)生器經(jīng)過(guò)幾次改進(jìn)，包括俄羅斯的這種蒸汽發(fā)生器經(jīng)過(guò)幾次改進(jìn)，包括采用較小直徑的傳熱管使受熱面積增加，聯(lián)箱內(nèi)采用較小直徑的傳熱管使受熱面積增加，聯(lián)箱內(nèi)腔結(jié)構(gòu)改進(jìn)以便允許修理和更換有缺陷的傳熱管。腔結(jié)構(gòu)改進(jìn)以便允許修理和更換有缺陷的傳熱管。新型

26、大功率蒸汽發(fā)生器為新型大功率蒸汽發(fā)生器為-1000y型，示于圖型，示于圖3.34 。其蒸發(fā)量為。其蒸發(fā)量為1470 t/h，殼體直徑為，殼體直徑為4.4 m ,長(zhǎng)長(zhǎng)14.5 m，傳熱管尺寸，傳熱管尺寸161.5mm，共有傳熱管，共有傳熱管9157根。根。 我國(guó)我國(guó)田灣核電站田灣核電站采用這種蒸汽發(fā)生器。采用這種蒸汽發(fā)生器。在少數(shù)壓水堆核電廠中采用了在少數(shù)壓水堆核電廠中采用了直流式蒸汽發(fā)生器直流式蒸汽發(fā)生器。如圖，在這種蒸汽發(fā)生器內(nèi)，無(wú)水的再循環(huán)，二如圖，在這種蒸汽發(fā)生器內(nèi)，無(wú)水的再循環(huán)，二次側(cè)工質(zhì)的流動(dòng)依靠給水泵的輸送實(shí)現(xiàn)。外力強(qiáng)次側(cè)工質(zhì)的流動(dòng)依靠給水泵的輸送實(shí)現(xiàn)。外力強(qiáng)迫工質(zhì)一次性流過(guò)傳熱管

27、，在冷卻劑加熱下，給迫工質(zhì)一次性流過(guò)傳熱管，在冷卻劑加熱下，給水經(jīng)過(guò)預(yù)熱、蒸發(fā)、過(guò)熱而達(dá)到所需要的溫度。水經(jīng)過(guò)預(yù)熱、蒸發(fā)、過(guò)熱而達(dá)到所需要的溫度。直流蒸汽發(fā)生器 優(yōu)點(diǎn)：出口得到的通常是過(guò)熱蒸汽，有較高的熱效率。 它的傳熱管是直管式，且不帶汽水分離器、蒸汽干燥裝置等，因此便于制造和組裝。 嚴(yán)重缺點(diǎn)： 二回路水容量小，一旦給水中斷，二回路容易燒干，不能把一回路熱量傳出去，而引起事故，因此對(duì)給水自動(dòng)控制的要求很高。 它不能象自然循環(huán)式蒸汽發(fā)生器那樣排污，給水帶入的鹽分將大部分沉積在傳熱管上。 因此，直流式蒸汽發(fā)生器對(duì)給水品質(zhì)及傳熱管材的抗腐蝕性能要求高。類(lèi)別類(lèi)別放置放置傳熱管傳熱管蒸汽蒸汽生產(chǎn)廠家或

28、國(guó)家生產(chǎn)廠家或國(guó)家自然循環(huán)自然循環(huán)立式立式U型管型管飽和汽飽和汽美國(guó)西屋公司、燃燒美國(guó)西屋公司、燃燒公司、法國(guó)、西德公司、法國(guó)、西德臥式臥式U型管型管飽和汽飽和汽俄羅斯俄羅斯強(qiáng)迫循環(huán)強(qiáng)迫循環(huán)立式立式直管直管微過(guò)熱汽微過(guò)熱汽美國(guó)美國(guó)B&W公司公司表表3.4 3.4 幾種主要的蒸汽發(fā)生器幾種主要的蒸汽發(fā)生器 大亞灣核電站大亞灣核電站蒸汽發(fā)生器采用法國(guó)法馬通公蒸汽發(fā)生器采用法國(guó)法馬通公司的司的55/19B 型蒸汽發(fā)生器型蒸汽發(fā)生器,傳熱管為傳熱管為 19.05 1.09 mm 的因科鎳的因科鎳690TT。蒸汽量為。蒸汽量為539 kg/s,蒸汽壓力為蒸汽壓力為6.75 MPa。 外殼由鐵素體

29、鋼板制成。包括上封頭（蒸汽出口管咀中有若干限流器）、上筒體（設(shè)有給水管咀并與給水環(huán)管相連）、下筒體（靠近管板處設(shè)有若干個(gè)檢查孔）以及錐形體。一回路水室（下封頭），它焊在管板上，用因科鎳隔板分割成冷卻劑進(jìn)、出口兩個(gè)水室。1、外殼水室運(yùn)行中的問(wèn)題運(yùn)行中的問(wèn)題 蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行主要有兩個(gè)問(wèn)題：水位的保持 腐蝕的限制1、蒸汽發(fā)生器的水位 蒸汽發(fā)生器的水位，是指在蒸汽發(fā)生器筒體和管束外圍板之間的環(huán)形腔室內(nèi)測(cè)得的水位，也就是冷水柱的水位。 若水位過(guò)高，將導(dǎo)致流向汽輪機(jī)的蒸汽濕度過(guò)大； 若水位過(guò)低，會(huì)引起一回路冷卻不充分，有導(dǎo)致堆芯燒毀的危險(xiǎn)。管束因溫度升高將可能破裂；同時(shí)，使蒸汽進(jìn)入給水環(huán)，故在給水管道中有產(chǎn)生汽錘的危險(xiǎn)。1993年年1月，美國(guó)月，美國(guó)特洛伊特洛伊(Trojan)成為第一個(gè)因蒸成為第一個(gè)因蒸汽發(fā)生器事