【正文】 除一回路工質(zhì)漏入二回路中去的可能性。保證蒸汽發(fā)生器具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。此部分包括，在結(jié)構(gòu)參數(shù)和基本的熱力特性已經(jīng)確定的前提下，計(jì)算出傳熱面積，再考慮污垢和排污量的問題，利用迭代法反復(fù)計(jì)算，直到最后可到的換熱系數(shù)與預(yù)想值偏差小于5%為止 根據(jù)熱力學(xué)的計(jì)算結(jié)果對(duì)傳熱管進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)的蒸汽發(fā)生器為立式的，為了縮小蒸發(fā)器的橫向尺寸，所以傳熱管束的排列應(yīng)該盡量緊湊些，但是如果上升空間流通面頰過于狹窄，循環(huán)倍率就會(huì)達(dá)不到要求，因此應(yīng)該先通過傳熱面積計(jì)算出傳熱管的平均長度，再選擇排列方式，和傳熱管的數(shù)量，并且要保留一定的裕度，防止傳熱惡化。采用熱處理的lnconel—600管材，以提高抗一次側(cè)應(yīng)力腐蝕和二次側(cè)腐蝕與晶間腐蝕能力。在二次側(cè)含氯化物的介質(zhì)中，由于鎳含量低于58%，處于氯離子應(yīng)力腐蝕破裂的不敏感區(qū)，具有良好的抗氯離子應(yīng)力腐蝕性能。傳熱管中的一回路水要比二回路水的溫度高出100左右，一回路水從進(jìn)口到出口溫度下降2030，而二回路則需要從一回路水中吸收熱量，變成對(duì)應(yīng)溫度下的飽和水蒸氣，這中間的換熱過程非常復(fù)雜，它包括一回路水的強(qiáng)迫對(duì)流換熱，傳熱管壁的傳導(dǎo)換熱，傳熱管污垢的傳導(dǎo)換熱，二回路水的沸騰換熱，在設(shè)計(jì)的過程中，必須要全方面的考慮到這些換熱的因素，否則就會(huì)容易導(dǎo)致一回路出口水溫度過高只是反應(yīng)堆堆芯冷卻不足，或者二回路蒸汽產(chǎn)量不足，具體的選取方法如下 （1）計(jì)算一回路測(cè)水的強(qiáng)迫對(duì)流換熱的換熱系數(shù)，應(yīng)用公式 （）其中為換熱系數(shù)；為一回路水平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，可以通過《水和水蒸氣性質(zhì)參數(shù)手冊(cè)》（以下簡稱手冊(cè)）查得；為一回路水在平均溫度下的雷諾數(shù)，查找方式同上；為一回路水的普朗克常量，查找方式同上（2）計(jì)算傳熱管的導(dǎo)熱熱阻，應(yīng)用公式 （）其中為導(dǎo)熱熱阻；為傳熱管的外管徑，自由選取，范圍是12mm22mm；為內(nèi)管徑，選取方法是先設(shè)計(jì)傳熱管管壁厚度s，再通過公式求得；為傳熱管的換熱系數(shù)，通過選擇的的傳熱管材料進(jìn)行選取傳熱管壁污垢熱阻的選取，它的選取范圍是二回路側(cè)沸騰換熱系數(shù)的選取，應(yīng)用公式 （）其中p為二回路側(cè)的工作壓力；q為熱流密度，通過公式求得；其中k為換熱系數(shù)，對(duì)數(shù)傳熱溫差，可以通過公式 （） 由此可見，在計(jì)算傳熱系數(shù)k值的過程中，k值作為已知量被使用，所以在計(jì)算傳熱系數(shù)之前，要預(yù)先選定k值，代入公式中，最后再解出k值，對(duì)比這兩個(gè)值，誤差小于4%即為準(zhǔn)確值，否則，重新選定k值，進(jìn)行迭代計(jì)算，最終確定傳熱系數(shù) 由于實(shí)際的立式U型管自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器式樣千差萬別，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在換熱面積近似理論計(jì)算公式中，對(duì)其進(jìn)行了簡化和假設(shè)：(1)U型管傳熱簡化為直管段傳熱，蒸汽發(fā)生器內(nèi)的流動(dòng)和傳熱均為穩(wěn)態(tài)，各U型管的換熱面積相等，單管與流體的傳熱仍遵從對(duì)數(shù)溫差傳熱規(guī)律；(2)熱流體為單相流，走管程；冷流體為兩相流，走殼程；冷流體受熱狀態(tài)僅分為加熱狀態(tài)和蒸發(fā)狀態(tài)，其它狀態(tài)忽略不計(jì)；(3)每根U型管沿軸向從中間分開，分為熱側(cè)和次熱側(cè)，冷流體在熱側(cè)和次熱側(cè)受熱沸騰的初始點(diǎn)不一定相同，熱側(cè)和次熱側(cè)在加熱過程或蒸發(fā)過程的傳熱系數(shù)也不一定相同，但蒸汽發(fā)生器內(nèi)所有熱側(cè)或次熱側(cè)對(duì)應(yīng)區(qū)間的傳熱系數(shù)是相同的；(4)冷流體和熱流體在所有流體通道中充分混合且均勻分布，流體溫度在熱側(cè)或次熱側(cè)通道橫截面中均勻分布，循環(huán)水在蒸汽發(fā)生器底部與給水均勻混合；(5)冷流體和熱流體的壓降可以忽略不計(jì)，流致振動(dòng)忽略不計(jì)，二次側(cè)排污及其它流量損失忽略不計(jì)，一次側(cè)流量損失忽略不計(jì)，蒸汽發(fā)生器與周圍環(huán)境之間的熱損失忽略不計(jì)；(6)熱物性參數(shù)為常數(shù)，污垢熱阻為定值，傳熱效率為定值。在管內(nèi)流動(dòng)的水可以加熱管外的非放射性的水。出于這個(gè)原因，傳熱管的完整性是最大限度地減少水泄漏到工廠之間的必不可少的重要因素。但是在使用中發(fā)現(xiàn)，奧氏體不銹鋼易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕、晶問腐蝕及點(diǎn)蝕等破壞，因此致力于調(diào)整奧氏體不銹鋼的合金元素以提高其耐腐蝕能力。由于lnconel—600合金仍然存在苛性應(yīng)力腐蝕、耗蝕、晶間腐蝕和晶間應(yīng)力腐蝕首先計(jì)算出傳熱管的根數(shù)利用公式 （）其中 n為為傳熱管根數(shù)；G為冷卻劑質(zhì)量流量；為入口冷卻劑密度；。防振條材料由鍍鉻的因科鎳600改為不銹鋼。 （3）不銹鋼四葉形支撐板 特點(diǎn)是有四個(gè)流水孔和四個(gè)支撐凸緣。 （4）增大最小U形彎頭半徑 為了降低因彎管而造成在小彎頭處的高殘余應(yīng)力,。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下： （1）管子材料 管材為I一690TT,它的導(dǎo)熱性能稍低于原蒸汽發(fā)生器的I一600,并重新設(shè)計(jì)了U形彎頭以增加傳熱面積。最終清洗時(shí),清洗劑的氯離子含量低于1ppm。材料為回火馬氏體不銹鋼,它的耐蝕性好和磨損率低。采用高循環(huán)倍率,一般等于或大于5,泥渣處于懸浮狀態(tài),避免泥渣沉積。第三章 蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 蒸汽發(fā)生器的傳熱是由溫度較高的一回路冷卻劑向溫度較低的二回路工質(zhì)進(jìn)行的。 給定條件 蒸汽產(chǎn)量:，該蒸汽產(chǎn)量為單臺(tái)蒸汽發(fā)生器中的蒸汽限流器滿功率運(yùn)行時(shí)的蒸汽產(chǎn)量； 蒸汽發(fā)生器出口的蒸汽干度：； 蒸汽發(fā)生器效率：； 一回路額定工作壓力：；一回路設(shè)計(jì)壓力：，設(shè)計(jì)時(shí)留有一定的閾值，避免在非正常工況下引發(fā)事故； 一回路冷卻劑入口溫度：； 一回路冷卻劑出口溫度：，一回路水溫差需大于，本次設(shè)計(jì)為； 二回路給水溫度：； 二回路額定工作壓力:。 熱力計(jì)算是以求取蒸汽發(fā)生器所需傳熱面積為主要目的的設(shè)計(jì)計(jì)算，就是在結(jié)構(gòu)形式和一些基本熱工參數(shù)給定的條件下，求取傳熱面積的大小。本節(jié)主要介紹蒸汽發(fā)生器的設(shè)計(jì)熱計(jì)算。則可以求出單管通流面積 。綜合考慮，選取一回路水的流速為 傳熱計(jì)算 蒸汽發(fā)生器的換熱過程包括冷卻劑對(duì)管壁的強(qiáng)迫對(duì)流換熱，管壁和污垢熱阻的導(dǎo)熱， 二回路的沸騰換熱。K)）15MPa30015MPa242300350根據(jù)上表可查得水的導(dǎo)熱系數(shù)：； （）為一回路水雷諾數(shù)； 為普朗克常量查表得傳熱管導(dǎo)熱熱阻： （）其中： 為傳熱管導(dǎo)熱系數(shù)查表得污垢熱阻按照lnconel—600 選取 （）設(shè)定傳熱系數(shù)則熱流密度 （）根據(jù)俄羅斯學(xué)者推薦的飽和沸騰計(jì)算式，可取的二回路沸騰換熱系數(shù)： （）傳熱系數(shù) （）將k 重新帶入（1）式，進(jìn)行迭代計(jì)算，最終可得根據(jù)公式可求得計(jì)算換熱面積 （）設(shè)計(jì)換熱面積 裕度系數(shù)：考慮到計(jì)算公式的誤差，以及蒸汽發(fā)生器檢修中經(jīng)常需要堵管（約5%），因此必須考慮傳熱面積的儲(chǔ)備問題，我們要要留有裕度防止小部分堵管造成危險(xiǎn)；——，應(yīng)此次設(shè)計(jì)傳熱管數(shù)量超過一萬，所以裕度系數(shù)應(yīng)該盡量取大一些的值，； （）由以上所得條件，可得到U 型管數(shù)目： 根 （）其中：A為回路通流面積。第一級(jí)設(shè)置許多立式旋葉式汽水分離器，靠離心力分離出大約80%～90%的水量；第二級(jí)一般采用波形板分離器或絲網(wǎng)干燥器，依靠慣性力進(jìn)行汽水分離。 蒸汽發(fā)生器整體簡圖第四章 蒸汽發(fā)生器水力計(jì)算 蒸汽發(fā)生器水動(dòng)力計(jì)算 蒸汽發(fā)生器的水動(dòng)力計(jì)算主要包括一回路側(cè)的流動(dòng)壓降計(jì)算和二次側(cè)的水循環(huán)計(jì)算。蒸汽管道計(jì)算內(nèi)徑 （） 蒸汽管道設(shè)計(jì)內(nèi)徑 （） 蒸汽管道設(shè)計(jì)流速 （）給水管計(jì)算流速，一般在2～5m/s,選取4m/s給水管計(jì)算內(nèi)徑 （）給水管設(shè)計(jì)內(nèi)徑 （）給水管設(shè)計(jì)流速 （） 一回路水阻力計(jì)算一回路水阻力包括傳熱管內(nèi)的摩擦阻力和進(jìn)口水室、彎頭區(qū)、出口水室的局部阻力。支撐板的管口為四葉梅花形，其形狀使支撐板只有一小部分與管子接觸，因此圍繞管子會(huì)有更大的流量，使腐蝕物和沉積物不易在支撐板與傳熱管之間沉積下來。就設(shè)計(jì)和制造的工藝水平來講，算是當(dāng)今熱交換器設(shè)備設(shè)計(jì)的頂級(jí)。具體內(nèi)容包括熱平衡計(jì)算、傳熱管設(shè)計(jì)、水力計(jì)算及其他附屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)?？偢?2m。但計(jì)算出的結(jié)果基本合理。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的