蒸汽发生器概述

第 2 章 蒸汽发生器概述2.1 蒸汽发生器的功能蒸汽发生器的主要功能是作为热交换设备将一回路冷却剂中的热量传给二回路给水，使其产生饱和蒸汽供给二回路动力装置。同时，作为连接一回路与二回路的设备，蒸汽发生器在一、 二回路之间构成防止放射性外泄的第二道防护屏障。 由于水受辐照后活化以及少量燃料包壳可能破损泄漏， 流经堆芯的一回路冷却剂具有放射性，而压水堆核电站二回路设备不应受到放射性污染，因此蒸汽发生器的管板和倒置的U 形管是反应堆冷却剂压力边界的组成部分，属于第二道放射性防护屏障之一[8]。2.2 蒸汽发生器的分类蒸汽发生器可按工质流动方式、传热管形式、安放形式以及结构特点分类。按二回路工质在蒸汽发生器中流动方式，可分为自然循环蒸汽发生器和直流（强迫循环）蒸汽发生器；按传热管形式，可分为U 形管、直流、螺旋管蒸汽发生器；按设备的安放方式，可分为立式和卧式蒸汽发生器；按结构特点，还有带预热器和不带预热器的蒸汽发生器。尽管在核电厂采用的蒸汽发生器的形式繁多，但是在压水堆核电厂中有3 种使用较为广泛。它们是立式U 型管自然循环蒸汽发生器、卧式自然循环蒸汽发生器和立式直流蒸汽发生器，其中尤以立式U 型管自然循环蒸汽发生器应用最为广泛。本文将以大亚湾立式U 型管自然循环蒸汽发生器为模型（以下所提蒸汽发生器均指立式U 型管蒸汽发生器）进行研究分析，表 2-1 是大亚湾蒸汽发生器的基本参数。表 2-1 900 MW 大型压水堆核电厂蒸汽发生器设计参数[8]型式U 形管自然循环式一次侧设计压力Mpa17.23一次侧设计温度℃343二次侧设计压力Mpa8.6传热管材料Inconel-690传热管外径×壁厚mm19.05×1.09传热管数目4474传热面积㎡5430总高m 20.85上筒体外径m4.46空重t308正常运行重t5052.3 蒸汽发生器的结构蒸汽发生器由蒸发段（下筒体）和汽水分离段（上筒体）两大部分组成。图2-1 为蒸汽发生器结构图。2.3.1 蒸发段⑴下封头⑵管板⑶U 形传热管共有 4474根倒 U 形传热管以正方形排列成传热管束。 传热管是由因科镍690制造。⑷管束套筒管束套筒包围传热管束， 把二次侧水分隔成下降通道和上升通道。管束套筒下端与管板上表面之间留有空隙，供下降通道的水通过，进入管束区。⑸支撑隔板在沿管束直管段上共有9 块支撑隔板。 它的作用是固定管束， 以防止受流体流动影响产生振动。2.3.2 汽水分离段⑴汽水分离器蒸汽发生器的上部设有两级汽水分离器。汽水混合物离开传热管束...