二回路系统B_核动力装置ppt课件

1、核科学与技术学院核科学与技术学院V2021.04.04MNPP-L09-FWS4.4 蒸汽排放系统蒸汽排放系统1.功用功用2.运转工况运转工况3.系统流程及任务原理系统流程及任务原理1.功用功用l把蒸汽发生器产生的多余蒸汽，经减温减压后排入主或把蒸汽发生器产生的多余蒸汽，经减温减压后排入主或辅冷凝器中；辅冷凝器中；l在正常运转或者事故工况下，防止主蒸汽管道超压；在正常运转或者事故工况下，防止主蒸汽管道超压；l在冷停堆的第一阶段，与反响堆冷却剂系统配合，实现堆在冷停堆的第一阶段，与反响堆冷却剂系统配合，实现堆芯余热的导出；芯余热的导出；l属于平安维护系统。属于平安维护系统。2.运转工况运转工况l

2、机动排放工况机动排放工况l 安装负荷大幅度变化时例如快速降负荷、主机甩负安装负荷大幅度变化时例如快速降负荷、主机甩负荷等，排放多余蒸汽。荷等，排放多余蒸汽。l平安排放工况平安排放工况l事故工况下例如主机脱扣，蒸汽压力过高，排放部分事故工况下例如主机脱扣，蒸汽压力过高，排放部分蒸汽以降低二次侧蒸汽压力；蒸汽以降低二次侧蒸汽压力；l冷停堆的第一阶段，与反响堆冷却剂系统配合，将堆芯余冷停堆的第一阶段，与反响堆冷却剂系统配合，将堆芯余热排出。热排出。主蒸汽压力忽然添加过程分析主蒸汽压力忽然添加过程分析l核动力安装在正常情况下功率运转，反响堆功率与二回路核动力安装在正常情况下功率运转，反响堆功率与二回路

3、负荷处于平衡形状负荷处于平衡形状l二回路负荷忽然减小，主汽轮机用汽量迅速减少，蒸汽发二回路负荷忽然减小，主汽轮机用汽量迅速减少，蒸汽发生器一次侧与二次侧热平衡形状被突破生器一次侧与二次侧热平衡形状被突破l蒸汽发生器二次侧产生的大量蒸汽如不能及时排出，将使蒸汽发生器二次侧产生的大量蒸汽如不能及时排出，将使主蒸汽压力急剧升高主蒸汽压力急剧升高l因二次侧排热减少，一次侧冷却剂温度将显著升高，引入因二次侧排热减少，一次侧冷却剂温度将显著升高，引入负反响性，导致反响堆功率降低负反响性，导致反响堆功率降低 l冷却剂温度升高，冷却剂系统压力也相应升高冷却剂温度升高，冷却剂系统压力也相应升高 图图4-17 负

4、荷突减时的动态特性负荷突减时的动态特性3.系统任务原理系统任务原理l冷凝器的正常任务压力低于大气压力，对应的蒸汽和凝结冷凝器的正常任务压力低于大气压力，对应的蒸汽和凝结水温度约为水温度约为40左右；左右；l蒸汽发生器需求排放时的蒸汽压力可以到达蒸汽发生器需求排放时的蒸汽压力可以到达56MPa，对，对应的饱和蒸汽温度最高可以到达应的饱和蒸汽温度最高可以到达275 ；l排放的蒸汽必需经过减温减压后才干进入冷凝器中，以防排放的蒸汽必需经过减温减压后才干进入冷凝器中，以防止冷凝器因热冲击而损坏。止冷凝器因热冲击而损坏。 图图4-18蒸汽排放系统流程蒸汽排放系统流程图图4-19 蒸汽排放系统压力分配蒸汽

5、排放系统压力分配图图4-20 蒸汽减温减压安装蒸汽减温减压安装复习复习l二回路系统的主要功能是什么二回路系统的主要功能是什么?l蒸汽系统由哪几部分组成？根本功能是什么蒸汽系统由哪几部分组成？根本功能是什么?l主蒸汽系统有哪些布置方式？各有什么特点？主蒸汽系统有哪些布置方式？各有什么特点？l辅蒸汽系统有哪些布置方式？各有什么特点？辅蒸汽系统有哪些布置方式？各有什么特点？l蒸汽排放系统的功能是什么？蒸汽排放系统的功能是什么？二回路系统的功能二回路系统的功能l利用一回路系统蒸汽发生器产生的蒸汽，将热能转变为推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、消费全船用电以及制造淡水

6、。进船舶运动的动力、消费全船用电以及制造淡水。l吸收一回路系统核裂变产生的热能，加热二回路给水产生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求一定温度与压力的蒸汽，提供船舶航行和船舶电站所需求的动能的动能l由于系统运转不可防止地会存在一定的介质走漏，二回路由于系统运转不可防止地会存在一定的介质走漏，二回路系统需求设置造水安装，消费满足系统运转质量要求的淡系统需求设置造水安装，消费满足系统运转质量要求的淡水，补充一、二回路淡水耗费水，补充一、二回路淡水耗费l借助平安与控制系统，确保系统运转运用平安借助平安与控制系统，确保系统运转运用平安功用

7、功用蒸汽系统蒸汽系统主蒸汽系统主蒸汽系统辅蒸汽系统辅蒸汽系统乏汽系统乏汽系统从蒸汽发生器向主从蒸汽发生器向主汽轮机输送蒸汽汽轮机输送蒸汽供给辅机用汽及辅供给辅机用汽及辅助换热设备用汽助换热设备用汽收集辅机乏收集辅机乏(废废)汽汽图图4-10 主蒸汽系统的单线布置主蒸汽系统的单线布置l优点：布置简单，管道和阀件较少，流动阻力小且分量轻、尺寸小优点：布置简单，管道和阀件较少，流动阻力小且分量轻、尺寸小l缺陷：任务可靠性低，生命力差缺陷：任务可靠性低，生命力差图图4-11 主蒸汽系统的双线布置主蒸汽系统的双线布置l优点：供汽可靠性增大，生命力加强。优点：供汽可靠性增大，生命力加强。l缺陷：两台蒸汽发

8、生器任务压力不等时，会使蒸汽发生器负荷不均。缺陷：两台蒸汽发生器任务压力不等时，会使蒸汽发生器负荷不均。图图4-12 主蒸汽系统的环形布置主蒸汽系统的环形布置主蒸汽系统的l优点：系统生命力强。优点：系统生命力强。l缺陷：管道多，热应力复杂。缺陷：管道多，热应力复杂。图图4-13(a) 单线式辅汽管路单线式辅汽管路l优点：布置简单，占用空间少；优点：布置简单，占用空间少；l缺陷：供汽可靠性及生命力较差。缺陷：供汽可靠性及生命力较差。图图4-13 (b) 环方式辅汽管路环方式辅汽管路l优点：供汽可靠性好，生命力强；优点：供汽可靠性好，生命力强；l缺陷：布置复杂、占用空间较多。缺陷：布置复杂、占用空

9、间较多。图图4-13(c) 独立式辅汽管路独立式辅汽管路l优点：平安可靠、管路集中；优点：平安可靠、管路集中；l缺陷：运用管道较多。缺陷：运用管道较多。蒸汽排放系统的功用蒸汽排放系统的功用l把蒸汽发生器产生的多余蒸汽，经减温减压后排入主或把蒸汽发生器产生的多余蒸汽，经减温减压后排入主或辅冷凝器中；辅冷凝器中；l在正常运转或者事故工况下，防止主蒸汽管道超压；在正常运转或者事故工况下，防止主蒸汽管道超压；l在冷停堆的第一阶段，与反响堆冷却剂系统配合，实现堆在冷停堆的第一阶段，与反响堆冷却剂系统配合，实现堆芯余热的导出；芯余热的导出；l属于平安维护系统。属于平安维护系统。4.5 凝水凝水-给水系统给

10、水系统1.概述概述2.系统描画系统描画3.系统设计原那么系统设计原那么4.凝水净化凝水净化5.给水除氧给水除氧1.概述概述l凝水凝水l 汽轮机做功后排入到冷凝器中的废汽或称乏汽被汽轮机做功后排入到冷凝器中的废汽或称乏汽被冷凝成水，称为凝水。冷凝成水，称为凝水。l给水给水l 凝水经过加热、除气等处置后由给水泵供应蒸汽发生凝水经过加热、除气等处置后由给水泵供应蒸汽发生器，称为给水。器，称为给水。凝水凝水-给水系统的功用给水系统的功用l凝水系统凝水系统l 将冷凝器中的凝水保送到给水系统中去的管路及设备，将冷凝器中的凝水保送到给水系统中去的管路及设备，称为凝水系统。称为凝水系统。l给水系统给水系统l

11、将符合要求的水可靠均匀地向蒸汽发生器保送的管道和将符合要求的水可靠均匀地向蒸汽发生器保送的管道和设备，称为给水系统。设备，称为给水系统。l功用功用l 将冷凝器中的凝水经过除气、加热等处置到达允许规范将冷凝器中的凝水经过除气、加热等处置到达允许规范后，保送到蒸汽发生器中。后，保送到蒸汽发生器中。2.系统描画系统描画l凝水系统凝水系统l主凝水系统主凝水系统l 主冷凝器热井主凝水泵主冷凝器热井主凝水泵 加热器过滤器加热器过滤器l辅凝水系统辅凝水系统l辅冷凝器热井辅凝水泵加热器辅冷凝器热井辅凝水泵加热器l给水系统给水系统l给水泵差压阀给水阀给水泵差压阀给水阀图图4-21 凝水给水系统流程凝水给水系统流

12、程3.系统设计原那么系统设计原那么l主要设备双重设置；主要设备双重设置； 可靠性要求可靠性要求 l有可靠灵敏的自动调理安装；有可靠灵敏的自动调理安装； 机动性要求机动性要求 l思索凝水量与给水量的不一致；思索凝水量与给水量的不一致； 机动性要求机动性要求 l保证一切设备的技术要求；保证一切设备的技术要求； 可靠性要求可靠性要求 l给水泵有应急吸水管；给水泵有应急吸水管； 生命力要求生命力要求 l正常条件下必需保证给水的水质。正常条件下必需保证给水的水质。 可靠性要求可靠性要求 4.凝水净化凝水净化l凝水污染缘由凝水污染缘由l海水、空气从冷凝器不严密处漏入到凝水中；海水、空气从冷凝器不严密处漏入

13、到凝水中；l系统设备与管道的腐蚀产物进入凝水中。系统设备与管道的腐蚀产物进入凝水中。l凝水净化方法凝水净化方法l 凝水净化是为了除去以离子形状和悬浮形状存在的杂质，凝水净化是为了除去以离子形状和悬浮形状存在的杂质，l 常用的方法主要是离子交换和过滤。常用的方法主要是离子交换和过滤。凝水过滤器的类型及特点凝水过滤器的类型及特点l微孔滤芯过滤器微孔滤芯过滤器l 依托滤层外表滤料间小孔的机械阻留和滤料外表的吸依托滤层外表滤料间小孔的机械阻留和滤料外表的吸附作用来截留水中悬浮物，多采用附作用来截留水中悬浮物，多采用10.5微米孔径的滤芯微米孔径的滤芯l磁力过滤器永磁式、电磁式磁力过滤器永磁式、电磁式l

14、 利用腐蚀产物的铁磁性来除去杂质利用腐蚀产物的铁磁性来除去杂质l超细过滤器超细过滤器l 常用中空纤维过滤器，过滤口径常用中空纤维过滤器，过滤口径0.1微米微米图图4-22 中空纤维中空纤维图图4-23粒径的分布图粒径的分布图5.给水除氧给水除氧l 在凝水在凝水-给水系统中，会从真空部分的不严密处漏入和由给水系统中，会从真空部分的不严密处漏入和由补水及疏水带入氧和二氧化碳。补水及疏水带入氧和二氧化碳。l水中溶有氧气和二氧化碳气体，会引起汽水循环系统及设水中溶有氧气和二氧化碳气体，会引起汽水循环系统及设备的腐蚀，氧腐蚀的主要部位是给水管道和疏水系统。备的腐蚀，氧腐蚀的主要部位是给水管道和疏水系统。

15、l为了防止这类腐蚀，必需从凝给水中除去这些有害气体，为了防止这类腐蚀，必需从凝给水中除去这些有害气体，特别是氧。特别是氧。给水除氧方法给水除氧方法l热力物理除氧热力物理除氧l化学除氧化学除氧l向凝水给水中添加联氨、亚硫酸钠等化学物品，使之与向凝水给水中添加联氨、亚硫酸钠等化学物品，使之与水中溶解的氧发生化学反响而去除氧气水中溶解的氧发生化学反响而去除氧气l化学除氧反响迅速，反响产物和化学物质本身对系统运转化学除氧反响迅速，反响产物和化学物质本身对系统运转无害，可以到达彻底除氧的目的无害，可以到达彻底除氧的目的l不能去除水中溶解的其他气体，还会添加给水中可溶性盐不能去除水中溶解的其他气体，还会添

16、加给水中可溶性盐类的含量类的含量l通常和热力物理除氧方法结合运用通常和热力物理除氧方法结合运用热力除氧根本原理热力除氧根本原理l亨利定律气体溶解定律亨利定律气体溶解定律l 任何气体在水中的溶解度与该气体在气水界面上的分任何气体在水中的溶解度与该气体在气水界面上的分压力成正比，与水的温度成反比。压力成正比，与水的温度成反比。l道尔顿定律气体分压定律道尔顿定律气体分压定律l 混合气体的总压力等于混合气体中各气体的分压之和。混合气体的总压力等于混合气体中各气体的分压之和。图图4-24 水中溶解氧量与温度、压力的关系水中溶解氧量与温度、压力的关系图图4-25欠饱和度对水中溶解氧量的关系欠饱和度对水中溶

17、解氧量的关系热力除氧条件热力除氧条件l水必需加热至饱和温度；水必需加热至饱和温度；l增大汽水接触面积，发明良好的传热、传质条件；增大汽水接触面积，发明良好的传热、传质条件；l有足够的气体分别时间；有足够的气体分别时间；l及时排走分别出的气体，减少分压。及时排走分别出的气体，减少分压。热力除氧方法热力除氧方法l除氧器除氧除氧器除氧l喷雾填料式除氧器喷雾填料式除氧器l淋水盘式除氧器淋水盘式除氧器l旋膜填料式除氧器旋膜填料式除氧器l冷凝器真空除氧冷凝器真空除氧l鼓泡除氧鼓泡除氧 图图4-26 喷雾填料式除氧器喷雾填料式除氧器喷雾喷雾-填料式除氧器填料式除氧器l弹簧可调理型喷嘴，弹簧可调理型喷嘴，在在

18、10110流量范流量范围内具有良好的雾化围内具有良好的雾化效果，喷雾除氧效果，喷雾除氧l型不锈钢环堆积成型不锈钢环堆积成的填料层，比外表积的填料层，比外表积较大，深度除氧较大，深度除氧喷雾喷雾-填料式除氧器的特点填料式除氧器的特点l除氧效果好，负荷和水温在一定范围内变化时都能顺应；除氧效果好，负荷和水温在一定范围内变化时都能顺应；l水与加热蒸汽接触面积大，混合速度快；水与加热蒸汽接触面积大，混合速度快；l构造简单，检修方便，体积小。构造简单，检修方便，体积小。喷雾喷雾-淋水盘式除氧器淋水盘式除氧器喷雾喷雾-淋水盘式除氧器的特点淋水盘式除氧器的特点l上部空间采用恒速喷嘴，将凝结水放射成雾状来实现

19、除氧。上部空间采用恒速喷嘴，将凝结水放射成雾状来实现除氧。恒速喷嘴具有雾化性能好、压差小、流量变化率大等优点，恒速喷嘴具有雾化性能好、压差小、流量变化率大等优点，当负荷变化时，特别是低负荷时仍能坚持喷嘴出口流速恒当负荷变化时，特别是低负荷时仍能坚持喷嘴出口流速恒定，从而保证喷嘴良好雾化情况，这对除氧设备滑压运转定，从而保证喷嘴良好雾化情况，这对除氧设备滑压运转更为有利。更为有利。l淋水盘是除氧器的深度除氧段部分，由侧板和槽钢组成，淋水盘是除氧器的深度除氧段部分，由侧板和槽钢组成，一层层淋水盘构成无数水膜，从而能获得最正确的传热传一层层淋水盘构成无数水膜，从而能获得最正确的传热传质效果。与质效果

20、。与填料相比，具有抗冲击性强，耐高温，不易填料相比，具有抗冲击性强，耐高温，不易冲坏的优点，平安性与稳定性极高。冲坏的优点，平安性与稳定性极高。喷雾喷雾-淋水盘式除氧器的特点淋水盘式除氧器的特点l通常用于通常用于140MW1000MW的机组，特别适用于高参数机的机组，特别适用于高参数机组高温高压，滑压运转；组高温高压，滑压运转；l适用范围广，是目前国际上运用最普通的型式；适用范围广，是目前国际上运用最普通的型式；l可靠性高，防闪蒸冲击性强，不易损坏；可靠性高，防闪蒸冲击性强，不易损坏；l在国际上有运转几十年的良好业绩；在国际上有运转几十年的良好业绩；l由于由两个卧式容器组成，除氧头内部构造复杂

21、，不锈钢由于由两个卧式容器组成，除氧头内部构造复杂，不锈钢耗量大，安装制造加工本钱高。耗量大，安装制造加工本钱高。图图4-27 立式船用除氧器立式船用除氧器顺应负荷和水温在很大范顺应负荷和水温在很大范围内变动时围内变动时构造简单构造简单检修方便检修方便体积小体积小水与加热蒸汽接触面积大水与加热蒸汽接触面积大混合速度快混合速度快图图4-28 旋膜式除氧器旋膜式除氧器l旋膜式除氧器是目前最正确最新的高压除氧器，用旋膜式除氧器是目前最正确最新的高压除氧器，用不锈钢旋膜喷管替代上述弹簧喷嘴的机械旋流。不锈钢旋膜喷管替代上述弹簧喷嘴的机械旋流。旋膜喷管任务原理旋膜喷管任务原理l旋膜喷管是长约旋膜喷管是长

22、约500900mm的不锈钢管，沿周向假设干沿的不锈钢管，沿周向假设干沿轴向向下倾斜约轴向向下倾斜约10的切向进水孔，凝结水或补给水由进的切向进水孔，凝结水或补给水由进水孔切向射入喷管，构成从上向下高速旋转流动的中空水水孔切向射入喷管，构成从上向下高速旋转流动的中空水膜，在旋流管出口构成很薄的锥形水膜裙；膜，在旋流管出口构成很薄的锥形水膜裙；l加热蒸汽自下向上流动，对锥形水膜裙的内、外外表同时加热蒸汽自下向上流动，对锥形水膜裙的内、外外表同时加热，并对旋膜管内壁液膜进展加热；加热，并对旋膜管内壁液膜进展加热；l对变动负荷顺应性很强，单根喷管的负荷允许在对变动负荷顺应性很强，单根喷管的负荷允许在1

23、550t/h的范围内变动。的范围内变动。旋膜式除氧器的特点旋膜式除氧器的特点l旋膜管进出口水温升可达旋膜管进出口水温升可达90，传热效果好，具备良好除，传热效果好，具备良好除氧效果；氧效果；l由于内部设有旋膜管混合安装，特别适用于大补水量，补由于内部设有旋膜管混合安装，特别适用于大补水量，补水温度低的系统；水温度低的系统；l本钱低，制造加工方便；本钱低，制造加工方便；l旋膜管进水孔容易堵塞，维修不便；旋膜管进水孔容易堵塞，维修不便；l由于旋膜管是不可调理的，在低负荷时，进水量减少，无由于旋膜管是不可调理的，在低负荷时，进水量减少，无法成膜，达不到除氧效果。法成膜，达不到除氧效果。冷凝器真空除氧

24、冷凝器真空除氧l利用冷凝器中凝结水处于饱和温度的特性进展热力除氧；利用冷凝器中凝结水处于饱和温度的特性进展热力除氧；l为坚持凝结水一直处于饱和温度，通常采取以下措施：为坚持凝结水一直处于饱和温度，通常采取以下措施：l用蒸汽加热凝结水用蒸汽加热凝结水l控制循环冷却水的流量和温度控制循环冷却水的流量和温度l 以消除或减小过冷度，到达除氧的目的。以消除或减小过冷度，到达除氧的目的。l分别出的气体由抽气系统抽出。分别出的气体由抽气系统抽出。鼓泡除氧原理鼓泡除氧原理l在冷凝器底部设置鼓泡在冷凝器底部设置鼓泡除氧水箱，用蒸汽鼓泡、除氧水箱，用蒸汽鼓泡、加热，使凝结水一直坚加热，使凝结水一直坚持饱和温度，从

25、而到达持饱和温度，从而到达除氧目的。除氧目的。l加热蒸汽压力应稍高于加热蒸汽压力应稍高于凝汽器压力，常用辅机凝汽器压力，常用辅机废汽或者汽轮机抽汽。废汽或者汽轮机抽汽。冷凝器真空除氧条件冷凝器真空除氧条件l使凝水处于饱和温度使凝水处于饱和温度l继续、顺畅地排出分别出来的气体继续、顺畅地排出分别出来的气体l坚持真空系统凝水部分的气密性坚持真空系统凝水部分的气密性l组织好补水的补入组织好补水的补入6.主要设备计算主要设备计算l凝水泵凝水泵l设计容量设计容量l总扬程总扬程l输入功率输入功率l流量调理方式流量调理方式(1.11.2)cscQG流量调理方式流量调理方式回流调理方式：出口管路上设置一条回流管，水位自动调理器根据冷凝器回流调理方式：出口管路上设置