Refrigerador d'oli de la bomba principal d'energia nuclear C3/C4: el nucli de control de temperatura per a un funcionament segur de l'energia nuclear
Posicionament bàsic i valor funcional
La bomba principal d'energia nuclear és l'únic equip de nucli giratori d'alta-velocitat del circuit primari, que ha d'impulsar la circulació de refrigerant radioactiu a alta-temperatura i alta-pressió (uns 15,5 MPa). Els seus coixinets de motor i els seus segells mecànics generen una gran quantitat de calor durant el funcionament a gran-velocitat. La funció principal del refrigerador d'oli C3/C4 és proporcionar un refredament forçat per a l'oli lubricant, mantenir un rang estable de temperatura de la pel·lícula d'oli de 32-40 graus i garantir l'estabilitat tèrmica i el segellat de la pel·lícula lubricant.
Funció clau Desmuntatge
Assegureu-vos el rendiment de la lubricació: controleu la temperatura de l'oli lubricant al llindar de disseny per evitar una disminució de la viscositat de l'oli i la ruptura de la pel·lícula d'oli causada per altes temperatures, evitar la fricció seca entre el coixinet i el rotor i allargar la vida útil dels coixinets de la bomba principal.
Mantenir la fiabilitat del segellat: la temperatura estable de l'oli pot evitar la deformació tèrmica i l'envelliment dels materials del segell mecànic, reduir el risc de fuites de refrigerant al circuit primari i garantir la integritat de la contenció radioactiva de l'illa nuclear.
Adaptar-se a condicions d'operació extremes: proporcionar contínuament capacitat de refrigeració en esdeveniments bàsics de disseny (DBE), com ara potència total, fluctuacions de càrrega i transitoris tèrmics, i reservar la redundància de seguretat per a escenaris extrems com LOCA (accident de pèrdua de refrigerant).
Protecció del sistema d'enllaç: cooperar amb l'element de mesura de la temperatura de la bomba principal, l'interruptor de nivell de líquid, etc. per controlar la temperatura i el nivell de l'oli en temps real, proporcionar senyals d'alarma per al sistema de control i aconseguir l'avís precoç d'avaries.
Principis estructurals i formes principals
Composició de l'estructura central
El refrigerador d'oli C3/C4 té una estructura de carcassa i tub com a nucli, que inclou principalment un cilindre, cobertes d'extrem superior i inferior, paquets de tubs d'intercanvi de calor, deflectors, brides d'entrada i sortida i ports de descàrrega/escapament.
Conducte: l'aigua de refrigeració d'equips (RRI) s'utilitza per intercanviar calor amb oli lubricant al costat de la carcassa a través de tubs d'intercanvi de calor d'acer inoxidable, amb un cabal controlat a 1,5 m/s, per millorar la intensitat de la turbulència i reforçar la transferència de calor;
Carcassa: l'oli lubricant flueix a través del deflector per canviar la direcció del flux, allargar el temps de residència i millorar l'eficiència de la transferència de calor;
Components auxiliars: equipats amb una interfície de mesura de la temperatura (-control en temps real de la temperatura de l'oli), sortida de drenatge (eliminació d'impureses de l'oli), sortida d'escapament (eliminació d'aire del sistema) i canonada de drenatge i reposició d'oli (adaptada per al manteniment del sistema).
Tipus estructurals principals
Placa de tub fixa: amb una estructura senzilla i de baix cost, els tubs d'intercanvi de calor estan connectats de manera fixa a la placa de tub, adequats per a condicions de treball convencionals amb petites diferències de temperatura. Tanmateix, el feix de tubs no es pot desmuntar, cosa que dificulta la neteja i el manteniment;
Tipus de capçal flotant: el paquet de tubs es pot estendre i retirar lliurement com un tot, cosa que facilita la neteja i el manteniment a fons. És adequat per a les necessitats de manteniment de les illes nuclears després d'un funcionament-a llarg termini i és la selecció principal de refrigeradors d'oli C3/C4;
Tipus de tub en forma d'U-: el tub d'intercanvi de calor és una estructura en forma d'U-que pot eliminar la influència de l'expansió tèrmica i és adequat per a condicions d'alta temperatura i diferència de temperatura. Tanmateix, la neteja a l'interior del tub és difícil i adequada per a escenaris de càrrega especials.
Característiques tècniques clau
1. Disseny eficient de transferència de calor
Adoptant un disseny a contracorrent, els fluids freds i calents flueixen en direccions oposades, maximitzant la diferència de temperatura mitjana i augmentant l'eficiència de la transferència de calor entre un 20% i un 30% en comparació amb aigües avall. Pot aconseguir una disminució ràpida de la temperatura de l'oli de 80 graus a menys de 40 graus;
Optimitzeu l'espai entre els deflectors i la disposició de les files de tubs per millorar la intensitat de la turbulència de l'oli lubricant al costat de la carcassa. El coeficient total de transferència de calor pot arribar als 500-800W/(㎡· grau), complint amb els requisits de transferència de calor d'alta càrrega de les illes nuclears;
Reserveu un 10% de redundància de l'àrea d'intercanvi de calor per compensar l'impacte de la brutícia (oli i aigua) en l'eficiència de l'intercanvi de calor durant el funcionament a llarg termini-, garantint un rendiment estable durant tot el cicle de vida.
2. Garantia de fiabilitat del grau nuclear
Resistència a la corrosió del material: els tubs d'intercanvi de calor estan fets d'acer inoxidable 06Cr19Ni10 i la carcassa està folrada amb acer al carboni i acer inoxidable, que pot suportar la corrosió a l'entorn de l'illa nuclear i evitar el risc de contaminació i fuites d'oli;
Segellat i prevenció de fuites: la tapa d'extrem està connectada amb brides d'alta -resistència i està equipada amb anells de segellat de fluorocautxú resistents a l'oli i -altes temperatures per evitar la interconnexió de l'oli lubricant i l'aigua de refrigeració, que compleix els requisits de protecció contra la radiació de l'illa nuclear;
Antivibració estructural: optimitzant el suport del feix de tubs i el mètode de fixació de la placa deflectora, s'adapta a l'entorn de vibració durant el funcionament de la bomba principal, evitant l'afluixament i el dany per fatiga dels tubs d'intercanvi de calor;
Disseny de redundància de seguretat: alguns models adopten una estructura dual, que pot aconseguir una única operació i una única còpia de seguretat, amb un temps de commutació inferior o igual a 10 minuts, complint els requisits de funcionament continu de l'illa nuclear.
3. Adaptabilitat i compatibilitat
Compatible amb els models de bombes principals d'energia nuclear (com AP1000, Hualong One, CANDU, etc.), l'àrea d'intercanvi de calor i la mida de la interfície es poden personalitzar segons la càrrega del coixinet de la bomba principal i el cabal del sistema d'oli;
Adapteu els paràmetres del sistema d'aigua de refrigeració (RRI) per a equips d'illa nuclear, controleu l'augment de la temperatura de l'aigua de refrigeració en 5 graus i eviteu el xoc tèrmic al sistema RRI;
Suport de l'enllaç amb el sistema de control de la bomba principal (DCS/PLC) per aconseguir el control remot i l'ajust automàtic de paràmetres com la temperatura de l'oli, la pressió de l'oli i el cabal.
Escenaris d'aplicació i manteniment d'operacions
Escenaris d'aplicació típics
El refrigerador d'oli de la bomba principal d'energia nuclear C3/C4 s'utilitza àmpliament a les centrals nuclears de reactors d'aigua a pressió de tercera-generació/quarta generació, amb escenaris bàsics que inclouen:
Condicions de funcionament normals: quan la bomba principal funciona a plena potència, refredeu contínuament els coixinets del motor i l'oli lubricant del segell mecànic per mantenir l'estabilitat del sistema;
Escenari de fluctuació de càrrega: durant el procés d'augment i baixada de la càrrega de l'energia nuclear, s'inicia i s'atura, respon ràpidament als canvis de temperatura de l'oli per evitar la fallada tèrmica de la pel·lícula d'oli;
Transitoris tèrmics i condicions d'accident: en escenaris extrems com ara LOCA i augment sobtat de temperatura al circuit primari, mantenir la capacitat de refrigeració per guanyar temps per a la resposta d'emergència;
Escenari de manteniment: quan la bomba principal s'apaga per al manteniment, col·labora amb el sistema per drenar i reposar l'oli i aconseguir una neteja i prova independents del refrigerador d'oli.
Punts clau d'operació i manteniment
Inspecció diària: controleu paràmetres com ara la temperatura de l'oli, la pressió de l'oli, el cabal d'aigua i la diferència de temperatura de l'aigua. Si la desviació de la temperatura de l'oli de sortida supera els ± 2 graus, s'ha d'investigar ràpidament;
Neteja periòdica: desmunteu el paquet de tubs cada 6-12 mesos i utilitzeu aigua a alta pressió o agents de neteja químics per eliminar l'escala del costat del tub i l'oli al costat de la carcassa. El coeficient de contaminació s'ha de controlar dins de 0,0004 m² · K/W;
Inspecció de segellat: comproveu l'anell de segellat de la tapa final i la superfície de segellat de la brida anualment, substituïu els components envellits i feu una prova de pressió d'aigua entre 1,25 i 1,5 vegades la pressió de treball per assegurar-vos que no hi hagi fuites;
Solució de problemes: quan la temperatura de l'oli es manté constantment alta, s'ha de donar prioritat a la comprovació d'obstruccions en el volum d'aigua de refrigeració, la temperatura de l'aigua i els tubs d'intercanvi de calor; Quan l'oli està contaminat, cal substituir l'oli i netejar el sistema de manera oportuna.
El refrigerador d'oli de la bomba principal de la central nuclear C3/C4, com a "nucli de control de temperatura" de l'illa nuclear, és un equip clau que garanteix el funcionament segur de la bomba principal i manté la integritat del sistema de refrigeració del reactor. La seva transferència de calor d'alta-eficiència, la fiabilitat-de grau nuclear i la seva gran adaptabilitat donen suport directament a la generació d'energia estable a llarg termini- de les centrals nuclears. Amb la-promoció a gran escala de l'energia nuclear de tercera-generació i el desenvolupament de la tecnologia d'energia nuclear de quarta-generació, els refrigeradors d'oli s'actualitzaran cap a una major eficiència, intel·ligència i vida útil més llarga, proporcionant una garantia més sòlida per al funcionament segur i eficient de les centrals nuclears.
