Chłodnica oleju głównej pompy energii jądrowej C3/C4: rdzeń regulujący temperaturę zapewniający bezpieczną eksploatację energii jądrowej

Podstawowe położenie i wartość funkcjonalna
Główna pompa energii jądrowej to jedyne-urządzenie z rdzeniem obrotowym o dużej prędkości obrotowej w obwodzie pierwotnym, które musi napędzać cyrkulację radioaktywnego chłodziwa w wysokiej-temperaturze i pod wysokim-ciśnieniem (około 15,5 MPa). Łożyska silnika i uszczelnienia mechaniczne generują dużą ilość ciepła podczas-pracy z dużą prędkością. Podstawową funkcją chłodnicy oleju C3/C4 jest zapewnienie wymuszonego chłodzenia oleju smarowego, utrzymanie stabilnego zakresu temperatury filmu olejowego w zakresie 32-40 stopni oraz zapewnienie stabilności termicznej i uszczelnienia filmu smarowego.
Kluczowa funkcja Demontaż
Zapewnij wydajność smarowania: Kontroluj temperaturę oleju smarowego na progu projektowym, aby uniknąć spadku lepkości oleju i pęknięcia filmu olejowego spowodowanego wysokimi temperaturami, zapobiec tarciu suchemu pomiędzy łożyskiem a wirnikiem oraz wydłużyć żywotność łożysk pompy głównej.
Utrzymanie niezawodności uszczelnienia: Stabilna temperatura oleju pozwala uniknąć odkształcenia termicznego i starzenia się materiałów uszczelnień mechanicznych, zmniejszyć ryzyko wycieku chłodziwa w obwodzie pierwotnym i zapewnić integralność obudowy radioaktywnej wyspy nuklearnej.
Dostosuj się do ekstremalnych warunków pracy: stale zapewniaj wydajność chłodniczą w ramach zdarzeń projektowych (DBE), takich jak pełna moc, wahania obciążenia i stany nieustalone cieplne, oraz rezerwuj nadmiarowość bezpieczeństwa na potrzeby ekstremalnych scenariuszy, takich jak LOCA (awaria spowodowana utratą chłodziwa).
Ochrona układu połączeń: Współpraca z głównym elementem pomiarowym temperatury pompy, czujnikiem poziomu cieczy itp. w celu monitorowania temperatury i poziomu oleju w czasie rzeczywistym, dostarczania sygnałów alarmowych do układu sterowania i wczesnego ostrzegania o usterkach.

Zasady strukturalne i formy głównego nurtu
Skład struktury rdzenia
Chłodnica oleju C3/C4 ma konstrukcję płaszczowo-rurową jako rdzeń, obejmujący głównie cylinder, górną i dolną pokrywę końcową, wiązki rur wymiany ciepła, przegrody, kołnierze wlotowe i wylotowe oraz otwory wylotowe/wylotowe
Rurociąg: Woda chłodząca sprzęt (RRI) jest wykorzystywana do wymiany ciepła z olejem smarowym po stronie płaszcza poprzez rury do wymiany ciepła ze stali nierdzewnej, o natężeniu przepływu kontrolowanym na poziomie 1,5 m/s, w celu zwiększenia intensywności turbulencji i wzmocnienia wymiany ciepła;
Strona powłoki: olej smarowy przepływa przez przegrodę, zmieniając kierunek przepływu, wydłużając czas przebywania i poprawiając efektywność wymiany ciepła;
Elementy pomocnicze: wyposażone w interfejs pomiaru temperatury (-monitorowanie temperatury oleju w czasie rzeczywistym), wylot spustowy (usuwanie zanieczyszczeń z oleju), wylot spalin (usuwanie powietrza z układu) oraz rurociąg drenażowy i uzupełniania oleju (przystosowany do konserwacji układu).
Główne typy strukturalne
Stała płyta rurowa: Dzięki prostej konstrukcji i niskim kosztom rury do wymiany ciepła są trwale połączone z płytą rurową, odpowiednią do konwencjonalnych warunków pracy z małymi różnicami temperatur. Jednakże wiązki rur nie można zdemontować, co utrudnia czyszczenie i konserwację;
Typ głowicy pływającej: Wiązkę rurek można dowolnie wysuwać i wyjmować w całości, co ułatwia dokładne czyszczenie i konserwację. Nadaje się do potrzeb konserwacji wysp nuklearnych po-długoterminowej pracy i stanowi główny wybór chłodnic oleju C3/C4;
Typ rury w kształcie litery U-: Rura do wymiany ciepła ma-kształt w kształcie litery U, który może wyeliminować wpływ rozszerzalności cieplnej i jest odpowiedni do stosowania w warunkach wysokiej temperatury i różnicy temperatur. Jednakże czyszczenie wnętrza rury jest trudne i odpowiednie w przypadku specjalnych obciążeń.

Kluczowe parametry techniczne
1. Wydajna konstrukcja wymiany ciepła
Przyjmując układ przeciwprądowy, zimne i gorące płyny przepływają w przeciwnych kierunkach, maksymalizując średnią różnicę temperatur i zwiększając efektywność wymiany ciepła o 20% do 30% w porównaniu z dalszym przepływem. Może osiągnąć szybki spadek temperatury oleju z 80 stopni do poniżej 40 stopni;
Zoptymalizuj odstępy pomiędzy przegrodami i rozmieszczenie rzędów rur, aby zwiększyć intensywność turbulencji oleju smarowego po stronie płaszcza. Całkowity współczynnik przenikania ciepła może osiągnąć 500-800 W/(㎡· stopień), spełniając wymagania dotyczące wymiany ciepła przy dużym obciążeniu wysp nuklearnych;
Zarezerwuj 10% nadmiarowości obszaru wymiany ciepła, aby zrównoważyć wpływ zanieczyszczeń (oleju i wody) na efektywność wymiany ciepła podczas-pracy długoterminowej, zapewniając stabilną wydajność przez cały cykl życia.
2. Zapewnienie niezawodności na poziomie nuklearnym
Odporność materiału na korozję: Rury wymiany ciepła wykonane są ze stali nierdzewnej 06Cr19Ni10, a płaszcz jest wyłożony stalą węglową i stalą nierdzewną, która jest odporna na korozję w środowisku wyspy nuklearnej i pozwala uniknąć ryzyka zanieczyszczenia i wycieku oleju;
Uszczelnienie i zapobieganie wyciekom: zaślepka jest połączona-kołnierzami o wysokiej wytrzymałości i wyposażona w odporne na olej i-wysoką temperaturę pierścienie uszczelniające z kauczuku fluorowego, które zapobiegają wzajemnemu połączeniu oleju smarowego i wody chłodzącej, co spełnia wymagania ochrony przed promieniowaniem wysp nuklearnych;
Strukturalne zabezpieczenie przed wibracjami: Optymalizując podparcie wiązki rur i sposób mocowania przegrody, dostosowuje się ona do środowiska wibracyjnego podczas pracy pompy głównej, unikając poluzowania i uszkodzeń zmęczeniowych rur wymiany ciepła;
Konstrukcja z redundancją bezpieczeństwa: Niektóre modele przyjmują podwójną strukturę, która może osiągnąć pojedynczą operację i pojedyncze wsparcie, z czasem przełączania mniejszym lub równym 10 minut, spełniając wymagania ciągłej pracy wyspy nuklearnej.
3. Możliwość dostosowania i kompatybilność
Kompatybilny z głównymi modelami pomp energii jądrowej (takimi jak AP1000, Hualong One, CANDU itp.), obszar wymiany ciepła i rozmiar interfejsu można dostosować do obciążenia łożyska głównej pompy i natężenia przepływu w układzie olejowym;
Dostosować parametry systemu wody chłodzącej (RRI) dla wysp jądrowych, kontrolować wzrost temperatury wody chłodzącej w zakresie 5 stopni i unikać szoku termicznego w systemie RRI;
Wsparcie połączenia z głównym systemem sterowania pompą (DCS/PLC) w celu zdalnego monitorowania i automatycznej regulacji parametrów, takich jak temperatura oleju, ciśnienie oleju i natężenie przepływu.

Scenariusze aplikacji i utrzymanie działania
Typowe scenariusze zastosowań
Chłodnica oleju z główną pompą elektrowni jądrowej C3/C4 jest szeroko stosowana w elektrowniach jądrowych z reaktorami wodnymi ciśnieniowymi trzeciej-generacji i czwartej generacji, przy czym podstawowe scenariusze obejmują:
Normalne warunki pracy: Gdy główna pompa pracuje z pełną mocą, należy stale chłodzić łożyska silnika i olej smarujący uszczelnienie mechaniczne, aby utrzymać stabilność systemu;
Scenariusz wahań obciążenia: Podczas procesu wzrostu i spadku obciążenia energii jądrowej, uruchamiaj i zatrzymuj, szybko reaguj na zmiany temperatury oleju, aby uniknąć uszkodzenia termicznego filmu olejowego;
Stany nieustalone cieplne i warunki awaryjne: W ekstremalnych scenariuszach, takich jak LOCA i nagły wzrost temperatury w obwodzie pierwotnym, należy utrzymywać wydajność chłodzenia, aby zyskać czas na reakcję awaryjną;
Scenariusz konserwacji: Gdy główna pompa jest wyłączona w celu konserwacji, należy współpracować z systemem w celu spuszczenia i uzupełnienia oleju oraz uzyskania niezależnego czyszczenia i testowania chłodnicy oleju.
Kluczowe punkty obsługi i konserwacji
Codzienna kontrola: Monitoruj parametry, takie jak temperatura oleju, ciśnienie oleju, natężenie przepływu wody i różnica temperatur wody. Jeżeli odchylenie temperatury oleju na wylocie przekracza ± 2 stopnie, należy to niezwłocznie zbadać;
Regularne czyszczenie: Demontuj wiązkę rurek co 6-12 miesięcy i użyj wody pod wysokim ciśnieniem lub chemicznych środków czyszczących, aby usunąć kamień po stronie rury i olej po stronie płaszcza. Współczynnik zanieczyszczenia powinien być kontrolowany w granicach 0,0004m ² · K/W;
Kontrola uszczelnienia: Co roku sprawdzaj pierścień uszczelniający zaślepki końcowej i powierzchnię uszczelniającą kołnierza, wymień starzejące się elementy i przeprowadź test ciśnienia wody pod ciśnieniem 1,25 do 1,5 razy większym od ciśnienia roboczego, aby upewnić się, że nie ma wycieków;
Rozwiązywanie problemów: Gdy temperatura oleju utrzymuje się stale na wysokim poziomie, priorytetem powinno być sprawdzenie, czy nie występują blokady w rurkach objętości wody chłodzącej, temperatury wody i wymiany ciepła; Gdy olej jest zanieczyszczony, należy go w odpowiednim czasie wymienić i oczyścić układ.

Chłodnica oleju pompy głównej elektrowni jądrowej C3/C4, jako „rdzeń regulacji temperatury” wyspy jądrowej, jest kluczowym elementem wyposażenia zapewniającym bezpieczną pracę pompy głównej i utrzymaniem integralności układu chłodzenia reaktora. Wysoka-wydajność wymiany ciepła, niezawodność-na poziomie nuklearnym i duże możliwości adaptacyjne bezpośrednio wspierają-długoterminową, stabilną produkcję energii w elektrowniach jądrowych. Dzięki promocji-na dużą skalę energii jądrowej trzeciej-generacji i rozwojowi technologii energetyki jądrowej czwartej-generacji, chłodnice oleju zostaną zmodernizowane w kierunku wyższej wydajności, inteligencji i dłuższej żywotności, zapewniając solidniejszą gwarancję bezpiecznej i wydajnej pracy elektrowni jądrowych.