Маслоохолоджувач основного насоса ядерної енергетики C3/C4: ядро контролю температури для безпечної роботи атомної енергетики
Основне позиціонування та функціональне значення
Головний насос атомної електростанції є єдиним високошвидкісним обертовим обладнанням у першому контурі, якому потрібна висока-температура та високий-тиск (близько 15,5 МПа), циркуляція радіоактивного теплоносія. Його підшипники двигуна та механічні ущільнення виділяють велику кількість тепла під час-роботи на високій швидкості. Основною функцією масляного радіатора C3/C4 є забезпечення примусового охолодження мастила, підтримка стабільного діапазону температури масляної плівки 32-40 градусів, а також забезпечення термічної стабільності та герметизації мастильної плівки.
Ключова функція Розбирання
Забезпечте ефективність змащення: контролюйте температуру мастила на проектному пороговому рівні, щоб уникнути зниження в’язкості масла та розриву масляної плівки, спричиненого високими температурами, запобігання сухому тертю між підшипником і ротором і продовження терміну служби підшипників головного насоса.
Підтримка надійності ущільнення: Стабільна температура масла може уникнути термічної деформації та старіння матеріалів механічного ущільнення, зменшити ризик витоку охолоджуючої рідини в первинному контурі та забезпечити цілісність радіоактивної оболонки ядерного острова.
Адаптація до екстремальних умов експлуатації: безперервне забезпечення потужності охолодження при проектних подіях (DBE), таких як повна потужність, коливання навантаження та перехідні процеси тепла, і резервне резервування безпеки для екстремальних сценаріїв, таких як LOCA (аварія з втратою теплоносія).
Захист системи з’єднання: співпрацюйте з вимірювальним елементом температури головного насоса, датчиком рівня рідини тощо, щоб контролювати температуру та рівень масла в режимі реального часу, подавати сигнали тривоги для системи керування та досягати раннього попередження про несправності.
Структурні принципи та основні форми
Склад основної структури
Мастилоохолоджувач C3/C4 має кожухотрубну конструкцію як основну структуру, яка в основному включає циліндр, верхню та нижню торцеві кришки, пучки теплообмінних труб, перегородки, впускні та вихідні фланці, а також випускні/вихлопні отвори.
Трубопровід: вода для охолодження обладнання (RRI) використовується для обміну теплом із мастилом на стороні оболонки через теплообмінні труби з нержавіючої сталі, швидкість потоку якої контролюється на рівні 1,5 м/с, для підвищення інтенсивності турбулентності та посилення теплопередачі;
Сторона оболонки: мастило протікає через перегородку, змінюючи напрямок потоку, подовжуючи час перебування та покращуючи ефективність теплопередачі;
Допоміжні компоненти: обладнані інтерфейсом для вимірювання температури (-моніторинг температури масла в реальному часі), дренажним отвором (видалення домішок в маслі), випускним отвором (видалення повітря системи), а також дренажним трубопроводом і трубопроводом поповнення масла (пристосований для обслуговування системи).
Основні структурні типи
Фіксована трубна пластина: завдяки простій структурі та низькій вартості, теплообмінні труби нерухомо з’єднані з трубною пластиною, що підходить для звичайних умов роботи з невеликою різницею температур. Однак пучок труб не можна розібрати, що ускладнює очищення та обслуговування;
Плаваючий тип головки: пучок трубок можна вільно розтягувати та знімати, що полегшує ретельне очищення та обслуговування. Він підходить для потреб технічного обслуговування ядерних острівців після-тривалої експлуатації та є основним вибором масляних охолоджувачів C3/C4;
U--подібний тип труби: теплообмінна труба має U--подібну структуру, яка може усунути вплив теплового розширення та підходить для умов високої температури та різниці температур. Однак очищення всередині труби є складним і підходить для особливих сценаріїв навантаження.
Основні технічні характеристики
1. Ефективна конструкція теплопередачі
Прийнявши протитечійну схему, холодні та гарячі рідини течуть у протилежних напрямках, максимізуючи середню різницю температур і підвищуючи ефективність теплопередачі на 20%-30% порівняно з нижнім потоком. Це може досягти швидкого зниження температури масла з 80 градусів до нижче 40 градусів;
Оптимізуйте відстань між перегородками та розташування рядів труб, щоб підвищити інтенсивність турбулентності мастила на стороні оболонки. Загальний коефіцієнт теплопередачі може досягати 500-800 Вт/(㎡· градус), що відповідає вимогам теплопередачі високого навантаження ядерних островів;
Зарезервуйте 10% резервування теплообмінної зони, щоб компенсувати вплив бруду (олії та води) на ефективність теплообміну під час тривалої-експлуатації, забезпечуючи стабільну роботу протягом усього життєвого циклу.
2. Забезпечення надійності ядерного класу
Стійкість матеріалу до корозії: теплообмінні трубки виготовлені з нержавіючої сталі 06Cr19Ni10, а корпус облицьований вуглецевою та нержавіючої сталлю, яка може протистояти корозії в середовищі ядерного острова та уникнути ризику забруднення та витоку масла;
Ущільнення та запобігання витокам: торцева кришка з’єднана з високо-міцними фланцями та оснащена маслостійкими та високо{1}}температурними ущільнювальними кільцями з фторкаучуку для запобігання взаємозв’язку мастила та охолоджувальної води, що відповідає вимогам радіаційного захисту ядерного острова;
Структурна антивібрація: завдяки оптимізації опори пучка труб і методу кріплення перегородки, вона адаптується до вібраційного середовища під час роботи головного насоса, уникаючи ослаблення та пошкодження теплообмінних труб від втоми;
Конструкція резервування безпеки: деякі моделі використовують подвійну структуру, яка може забезпечити одну операцію та одну резервну копію, з часом перемикання менше або дорівнює 10 хвилинам, що відповідає вимогам безперервної роботи ядерного острова.
3. Адаптивність і сумісність
Сумісний із основними моделями головних насосів для ядерної енергетики (такими як AP1000, Hualong One, CANDU тощо), площу теплообміну та розмір інтерфейсу можна налаштувати відповідно до навантаження на підшипник головного насоса та витрати масляної системи;
Адаптуйте параметри системи охолодження води (RRI) для обладнання ядерного острова, контролюйте підвищення температури охолоджуючої води в межах 5 градусів і уникайте теплового удару системи RRI;
Підтримуйте зв’язок із системою керування основним насосом (DCS/PLC) для досягнення дистанційного моніторингу та автоматичного регулювання таких параметрів, як температура масла, тиск масла та швидкість потоку.
Сценарії застосування та обслуговування роботи
Типові сценарії застосування
Мастилоохолоджувач головного насоса атомної електростанції C3/C4 широко використовується на атомних електростанціях із реакторами з водою під тиском третього-покоління/четвертого покоління з основними сценаріями, зокрема:
Нормальні умови роботи: коли головний насос працює на повну потужність, постійно охолоджуйте підшипники двигуна та мастило механічного ущільнення, щоб підтримувати стабільність системи;
Сценарій коливань навантаження: під час процесу підвищення та падіння навантаження ядерної енергії, запуску та зупинки, швидко реагувати на зміни температури масла, щоб уникнути термічного руйнування масляної плівки;
Термічні перехідні процеси та умови аварії: в екстремальних сценаріях, таких як LOCA та раптове підвищення температури в первинному контурі, підтримуйте потужність охолодження, щоб виграти час для екстреного реагування;
Сценарій технічного обслуговування: коли головний насос вимикається для технічного обслуговування, співпрацюйте з системою, щоб злити та поповнити мастило, а також досягти незалежного очищення та перевірки масляного радіатора.
Основні моменти експлуатації та обслуговування
Щоденна перевірка: контролюйте такі параметри, як температура масла, тиск масла, швидкість потоку води та різниця температур води. Якщо відхилення температури масла на виході перевищує ± 2 градуси, це слід негайно дослідити;
Регулярне чищення: розбирайте трубний пучок кожні 6-12 місяців і використовуйте воду під високим тиском або хімічні засоби для чищення, щоб видалити накип з боку труби та масло з боку корпусу. Коефіцієнт забруднення слід контролювати в межах 0,0004 м² · К/Вт;
Перевірка герметичності: щороку перевіряйте ущільнювальне кільце торцевої кришки та ущільнювальну поверхню фланця, замінюйте старі компоненти та проводите випробування тиском води під тиском у 1,25–1,5 рази від робочого, щоб переконатися у відсутності витоку;
Усунення несправностей: якщо температура масла залишається стабільно високою, першочергово слід перевірити наявність засмічень в об’ємі охолоджувальної води, температурі води та теплообмінних трубках; При забрудненні масла необхідно своєчасно замінити масло і прочистити систему.
Маслоохолоджувач головного насоса АЕС C3/C4, як «ядро контролю температури» ядерного острова, є ключовим елементом обладнання, що забезпечує безпечну роботу головного насоса та підтримує цілісність системи теплоносія реактора. Його високо-ефективна теплопередача, надійність ядерного-класу та сильна здатність до адаптації безпосередньо забезпечують -тривале стабільне виробництво електроенергії на атомних електростанціях. З широкомасштабним-пропагуванням ядерної енергетики третього-покоління та розвитком технології ядерної енергетики четвертого-покоління маслоохолоджувачі будуть модернізовані для підвищення ефективності, інтелекту та довшого терміну служби, забезпечуючи надійнішу гарантію безпечної та ефективної роботи атомних електростанцій.
