【正文】 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寫作。總高22m。就設(shè)計和制造的工藝水平來講，算是當(dāng)今熱交換器設(shè)備設(shè)計的頂級。蒸汽管道計算內(nèi)徑 （） 蒸汽管道設(shè)計內(nèi)徑 （） 蒸汽管道設(shè)計流速 （）給水管計算流速，一般在2～5m/s,選取4m/s給水管計算內(nèi)徑 （）給水管設(shè)計內(nèi)徑 （）給水管設(shè)計流速 （） 一回路水阻力計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。第一級設(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。綜合考慮，選取一回路水的流速為 傳熱計算 蒸汽發(fā)生器的換熱過程包括冷卻劑對管壁的強(qiáng)迫對流換熱，管壁和污垢熱阻的導(dǎo)熱， 二回路的沸騰換熱。本節(jié)主要介紹蒸汽發(fā)生器的設(shè)計熱計算。 給定條件 蒸汽產(chǎn)量:，該蒸汽產(chǎn)量為單臺蒸汽發(fā)生器中的蒸汽限流器滿功率運行時的蒸汽產(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)計壓力：，設(shè)計時留有一定的閾值，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)計為； 二回路給水溫度：； 二回路額定工作壓力:。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。最終清洗時,清洗劑的氯離子含量低于1ppm。 （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,。防振條材料由鍍鉻的因科鎳600改為不銹鋼。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。在管內(nèi)流動的水可以加熱管外的非放射性的水。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。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)的計算結(jié)果對傳熱管進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計此次設(shè)計的蒸汽發(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)倍率就會達(dá)不到要求，因此應(yīng)該先通過傳熱面積計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。蒸汽發(fā)生器個零、部件的裝配必須保證在密封面上排除一回路工質(zhì)漏入二回路中去的可能性。長期以來國際上壓水堆核電站蒸汽發(fā)生器經(jīng)常發(fā)生傳熱管腐蝕破損，在可靠性上存在嚴(yán)重問題，是核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)的唯一致命弱點，保證蒸汽發(fā)生器的制造質(zhì)量有助于提高其安全可靠性。我國的壓水堆核電站經(jīng)過多年的運行表明，蒸汽發(fā)生器的工作性能足夠穩(wěn)定，但是可靠性不足，傳熱管束破損數(shù)目較高，已經(jīng)接近了壓水堆動力裝置總數(shù)的一般。但是反應(yīng)堆的運行經(jīng)驗表明，蒸汽發(fā)生器，尤其是其中的傳熱管束由于各種原因容易發(fā)生破裂和腐蝕破損，原因可以歸結(jié)為設(shè)計制造問題，比如缺少準(zhǔn)則和分析手段，還有就是由于環(huán)境的原因，比如水的流速，水質(zhì)腐蝕，非正常工況下水溫的過高或過低。接下來進(jìn)行傳熱管結(jié)構(gòu)設(shè)計，本次設(shè)計使用的是正方形排布，因為管束較多，根據(jù)經(jīng)驗應(yīng)該排布為圓形，傳熱管之間的距離唯一。根據(jù)排管結(jié)束后可以得出的蒸汽發(fā)生器和U型管的相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)，進(jìn)行了水力計算其中包括一回路的U形管內(nèi)摩擦阻力計算、一回路水局部阻力計算；二回路的下降空間阻力計算、上升空間阻力計算；選取適當(dāng)?shù)钠蛛x器阻力。 蒸汽發(fā)生器傳熱管破損事故會給核電廠造成極其嚴(yán)重的后果，不僅會使一回路側(cè)系統(tǒng)冷卻劑裝量減少，而且更重要的是它會使二回路側(cè)的壓力水位的增加，溫度升高，甚至溢滿，放射性物質(zhì)排放到周圍環(huán)境中，此外，傳熱管破損還會伴隨其它安全設(shè)施的失效，造成堆芯損毀。各國都把眼界與改進(jìn)蒸汽發(fā)生器技術(shù)當(dāng)做完善整個核動力裝置的重要環(huán)節(jié)，并制定了龐大的研究計劃。由于蒸汽發(fā)生器制造相當(dāng)復(fù)雜，技術(shù)密集程度高，要求制造質(zhì)量符合設(shè)計說明書上的要求。必須排除加劇腐蝕的任何可能性，特別是一回路中的腐蝕。 蒸汽發(fā)生器的水力計算（1）一回路水阻力計算：U 型管內(nèi)摩擦阻力計算，一回路局部阻力計算（2）二回路水循環(huán)阻力計算：下降空間阻力，上升空間阻力摩擦阻力，支撐上升空間板局部阻力，上升空間彎管區(qū)阻力，上升空間加速阻力，上升空間流量分配孔板阻力。又由于鉻含量的提高，對于受氯化物和二氧化硫污染的介質(zhì)中的點腐蝕，也具有良好的抗腐蝕性能 。 產(chǎn)生的蒸汽再去推動渦輪葉片轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電力。但是無論怎樣調(diào)整奧氏體不銹鋼的合金成分，它對氯離子應(yīng)力腐蝕總是敏感的，因此一般認(rèn)為應(yīng)當(dāng)選用耐腐蝕性能更好的新管材。 （1）管子材料 更換用管束部件的管材,選用經(jīng)熱處理的因科鎳690(I一690TT)。 加拿大Bamp。要盡可能降低管子加工制造時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,尤其是在U形彎頭部位,彎管后要進(jìn)一步消除應(yīng)力。 （4）排污系統(tǒng) 去消了在管板上表面排污管,排污管布置在管板內(nèi),因為在管板上高速流體對清除堆積的泥渣收效甚微,但它能使泥渣處于懸浮狀態(tài),利用排污系統(tǒng)排出泥渣。 二回路飽和水溫度可查《手冊》得： 二回路設(shè)計壓力：； ，目的是留出一定的壓力裕度，防止在非正常工況運行中或事故中不會造成零件的大范圍的損壞 傳熱管壁導(dǎo)熱系數(shù)：。 蒸汽發(fā)生器的傳熱面積是由大量小的直徑薄壁無縫U形管組成，通常傳熱管的外徑為φ1222mm。 由公式可導(dǎo)出一回路側(cè)強(qiáng)迫對流換熱系數(shù)： （）壓力溫度（℃）λ（106w/m兩級汽水分離器分離出的水全部通過疏水管導(dǎo)入下降環(huán)形流道與給水混合。 U 型管內(nèi)摩擦阻力計算一回路水雷諾數(shù) （）其中：為考慮堵管后的流速 （）流體處于紊流區(qū)，摩擦阻力系數(shù)可按公式 摩擦阻力： （） 一回路局部阻力計算 一回路局部阻力由7 部分組成。本次設(shè)計，先了解了國內(nèi)外關(guān)于蒸汽發(fā)生器的現(xiàn)狀，并研究學(xué)習(xí)了國內(nèi)外關(guān)于蒸汽發(fā)生器熱工水力計算的內(nèi)容，了解了一般的計算方法。 蒸汽發(fā)生器在核電廠中其實是體積非常龐大的設(shè)備，高度足有十層樓，其內(nèi)部的設(shè)備的尺寸精確到了1mm，所以結(jié)構(gòu)是十分復(fù)雜的，因為時間所限，不可能對其內(nèi)部所有設(shè)備一一進(jìn)行設(shè)計，并且有部分設(shè)備為標(biāo)準(zhǔn)件，例如傳熱管防震條是專利產(chǎn)品，設(shè)計過程中無法得到其具體參數(shù)雖然在整個設(shè)計過程中取得了較圓滿的成果，但仍有不足之處。正是他們在我寫論文的過程中給予我了很多寶貴的素材。另外，還需要感謝我的同學(xué)張哲鳴和李英石，他們在我的論文的完成中給予了我非常大的幫助同時感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。對管板、下封頭、管束支撐組件、汽水分離裝置和給水裝置，同時進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。 由 ，查表得其中為單元面積 為單元開孔面積加速阻力 （）456上升空間阻力汽水分離器阻力456149001709019170循環(huán)總阻力 運動壓頭計算假定循環(huán)倍率4 5 6設(shè)定液面高度下降空間壓力（） （）其中:壓力下的比焓 壓力下的比焓 預(yù)熱段高度 （）其中 G= 4855 6078 7283 蒸發(fā)段高度 （）其中管束上方區(qū)段高度 （）平均質(zhì)量含氣量平均體積含氣量 同（）出口含氣率 （）蒸發(fā)段運動壓頭 （）管束上方區(qū)段壓頭 （）運動壓頭4564561/81/101/12219362067119521601195498251288 確定循環(huán)倍率456601195498251288557996253169222D 循環(huán)倍率選取結(jié) 論 蒸汽發(fā)生器是連接一回路和二回路的最重要的設(shè)備，將一回路的熱量傳遞給二回路，并將二回路的水加熱成為蒸汽。主管道計算內(nèi)徑 （） 主管道設(shè)計內(nèi)徑：