C3/C4 Jaderná energie Hlavní čerpadlo Olejový chladič: Jádro pro řízení teploty pro bezpečný provoz jaderné energie

Umístění jádra a funkční hodnota
Hlavní čerpadlo jaderné elektrárny je jediné vysokorychlostní{0}}rotační jádro v primárním okruhu, které potřebuje pohánět vysokoteplotní a vysokotlaký-tlak (asi 15,5 MPa) radioaktivní chladicí kapalinu. Ložiska motoru a mechanické těsnění generují velké množství tepla při vysokorychlostním-provozu. Základní funkcí chladiče oleje C3/C4 je zajistit nucené chlazení mazacího oleje, udržovat stabilní rozsah teploty olejového filmu 32-40 stupňů a zajistit tepelnou stabilitu a utěsnění mazacího filmu.
Klíč Funkce Demontáž
Zajistěte výkon mazání: Kontrolujte teplotu mazacího oleje na prahové hodnotě návrhu, abyste zabránili poklesu viskozity oleje a prasknutí olejového filmu způsobenému vysokými teplotami, zabránili suchému tření mezi ložiskem a rotorem a prodloužili životnost ložisek hlavního čerpadla.
Zachování spolehlivosti těsnění: Stabilní teplota oleje může zabránit tepelné deformaci a stárnutí materiálů mechanického těsnění, snížit riziko úniku chladiva v primárním okruhu a zajistit integritu radioaktivního kontejnmentu jaderného ostrova.
Přizpůsobte se extrémním provozním podmínkám: Nepřetržitě zajistěte chladicí kapacitu při projektových událostech (DBE), jako je plný výkon, kolísání zátěže a tepelné přechody, a rezervujte si bezpečnostní redundanci pro extrémní scénáře, jako je LOCA (nehoda se ztrátou chladicí kapaliny).
Ochrana systému propojení: Spolupracujte s prvkem pro měření teploty hlavního čerpadla, spínačem hladiny kapaliny atd. pro sledování teploty a hladiny oleje v reálném čase, poskytování výstražných signálů pro řídicí systém a dosažení včasného varování před poruchami.

Strukturální principy a mainstreamové formy
Složení struktury jádra
Olejový chladič C3/C4 má jako jádro plášťovou a trubkovou konstrukci, která zahrnuje především válec, horní a spodní koncové kryty, svazky trubek výměníku tepla, přepážky, vstupní a výstupní příruby a výtlačné/výfukové otvory
Potrubí: Chladicí voda zařízení (RRI) se používá k výměně tepla s mazacím olejem na straně pláště prostřednictvím trubek pro výměnu tepla z nerezové oceli, s průtokem řízeným na 1,5 m/s, ke zvýšení intenzity turbulencí a posílení přenosu tepla;
Strana pláště: mazací olej proudí přes přepážku, aby změnil směr proudění, prodloužil dobu zdržení a zlepšil účinnost přenosu tepla;
Pomocné komponenty: vybavené rozhraním pro měření teploty (monitorování teploty oleje v reálném čase), odvodňovacím výstupem (odstranění nečistot v oleji), výfukovým výstupem (odvod vzduchu ze systému) a odvodňovacím potrubím a potrubím pro doplňování oleje (uzpůsobené pro údržbu systému).
Hlavní konstrukční typy
Pevná trubkovnice: Díky jednoduché konstrukci a nízké ceně jsou teplosměnné trubky pevně připojeny k trubkovnici, vhodné pro běžné pracovní podmínky s malými teplotními rozdíly. Svazek trubek však nelze rozebrat, což ztěžuje čištění a údržbu;
Typ plovoucí hlavy: Svazek trubek lze libovolně vysouvat a vytahovat jako celek, což usnadňuje důkladné čištění a údržbu. Je vhodný pro potřeby údržby jaderných ostrovů po dlouhodobém-provozu a představuje hlavní výběr chladičů oleje C3/C4;
Typ trubice ve tvaru U: Teplosměnná trubka je konstrukce ve tvaru U-, která dokáže eliminovat vliv tepelné roztažnosti a je vhodná pro podmínky s vysokou teplotou a rozdílem teplot. Čištění uvnitř trubky je však obtížné a vhodné pro speciální scénáře zatížení.

Klíčové technické vlastnosti
1. Návrh efektivního přenosu tepla
Při použití protiproudého uspořádání proudí studené a horké tekutiny v opačných směrech, čímž se maximalizuje průměrný teplotní rozdíl a zvyšuje se účinnost přenosu tepla o 20 % až 30 % ve srovnání s po proudu. Může dosáhnout rychlého poklesu teploty oleje z 80 stupňů na méně než 40 stupňů;
Optimalizujte rozestupy mezi přepážkami a uspořádání řad trubek pro zvýšení intenzity turbulence mazacího oleje na straně pláště. Celkový koeficient prostupu tepla může dosáhnout 500-800W/(㎡· stupeň), což splňuje požadavky na přenos tepla s vysokým zatížením jaderných ostrovů;
Vyhraďte si 10% redundanci oblasti výměny tepla, abyste vyrovnali dopad nečistot (oleje a vody) na účinnost výměny tepla při dlouhodobém-provozu a zajistili stabilní výkon během celého životního cyklu.
2. Zajištění spolehlivosti v jaderné kvalitě
Odolnost materiálu proti korozi: Trubky pro výměnu tepla jsou vyrobeny z nerezové oceli 06Cr19Ni10 a plášť je vyložen uhlíkovou ocelí a nerezovou ocelí, která odolá korozi v prostředí jaderného ostrova a zabraňuje riziku kontaminace a úniku oleje;
Těsnění a ochrana před únikem: Koncový uzávěr je spojen s vysoko{0}}pevnostními přírubami a je vybaven těsnicími kroužky z fluorokaučuku odolnými proti oleji a vysokým-teplotám, které zabraňují vzájemnému propojení mazacího oleje a chladicí vody, což splňuje požadavky radiační ochrany jaderných ostrovů;
Strukturální antivibrační: Optimalizací podpory svazku trubek a způsobu upevnění usměrňovače se přizpůsobí vibračnímu prostředí během provozu hlavního čerpadla, čímž se zabrání uvolnění a únavovému poškození teplosměnných trubek;
Návrh bezpečnostní redundance: Některé modely využívají duální strukturu, která může dosáhnout jedné operace a jediné zálohy, s dobou spínání menší nebo rovnou 10 minutám, což splňuje požadavky na nepřetržitý provoz jaderného ostrova.
3. Adaptabilita a kompatibilita
Kompatibilní s hlavními modely hlavních čerpadel jaderné energie (jako je AP1000, Hualong One, CANDU atd.), oblast výměny tepla a velikost rozhraní lze přizpůsobit podle zatížení ložisek hlavního čerpadla a průtoku oleje;
Přizpůsobte parametry systému chladicí vody (RRI) pro zařízení jaderného ostrova, řiďte nárůst teploty chladicí vody v rozmezí 5 stupňů a vyhněte se tepelnému šoku systému RRI;
Podporujte propojení s hlavním řídicím systémem čerpadla (DCS/PLC) pro dosažení vzdáleného monitorování a automatického nastavení parametrů, jako je teplota oleje, tlak oleje a průtok.

Aplikační scénáře a údržba provozu
Typické scénáře aplikací
Chladič oleje hlavního čerpadla jaderné elektrárny C3/C4 je široce používán v jaderných elektrárnách s tlakovodním reaktorem třetí{2}}generace/čtvrté generace, přičemž hlavní scénáře zahrnují:
Normální provozní podmínky: Když hlavní čerpadlo běží na plný výkon, nepřetržitě ochlazujte ložiska motoru a mazací olej mechanické ucpávky, aby byla zachována stabilita systému;
Scénář kolísání zatížení: Během procesu nárůstu a poklesu zatížení jaderné energie, spouštění a zastavování, rychle reagovat na změny teploty oleje, aby se zabránilo tepelnému selhání olejového filmu;
Tepelné přechodné jevy a havarijní podmínky: V extrémních scénářích, jako je LOCA a náhlý nárůst teploty v primárním okruhu, udržujte chladicí kapacitu, abyste získali čas na reakci na nouzovou situaci;
Scénář údržby: Když je hlavní čerpadlo vypnuto kvůli údržbě, spolupracujte se systémem na vypuštění a doplnění oleje a dosáhněte nezávislého čištění a testování chladiče oleje.
Klíčové body provozu a údržby
Denní kontrola: Sledujte parametry, jako je teplota oleje, tlak oleje, průtok vody a rozdíl teplot vody. Pokud odchylka výstupní teploty oleje překročí ± 2 stupně, měla by být neprodleně prošetřena;
Pravidelné čištění: Každých 6-12 měsíců rozeberte svazek trubek a pomocí vysokotlaké vody nebo chemických čisticích prostředků odstraňte vodní kámen na straně trubice a olej na straně pláště. Koeficient znečištění by měl být řízen v rozmezí 0,0004 m² · K/W;
Kontrola těsnění: Každý rok zkontrolujte těsnicí kroužek koncového uzávěru a těsnicí povrch příruby, vyměňte stárnoucí součásti a proveďte tlakovou zkoušku vodou při 1,25 až 1,5násobku pracovního tlaku, abyste se ujistili, že nedochází k úniku;
Odstraňování problémů: Když teplota oleje zůstává trvale vysoká, měla by být dána priorita kontrole ucpání objemu chladicí vody, teploty vody a trubek výměníku tepla; Při znečištění oleje je nutné včas vyměnit olej a vyčistit systém.

Olejový chladič hlavního čerpadla jaderné elektrárny C3/C4 jako „teplotní kontrolní jádro“ jaderného ostrova je klíčovým zařízením zajišťujícím bezpečný provoz hlavního čerpadla a zachování integrity chladicího systému reaktoru. Jeho vysoce-účinný přenos tepla, jaderná-spolehlivost a velká přizpůsobivost přímo podporují dlouhodobou-stabilní výrobu energie v jaderných elektrárnách. S rozsáhlou-propagací jaderné energie třetí-generace a rozvojem technologie jaderné energie čtvrté-generace budou chladiče oleje modernizovány směrem k vyšší účinnosti, inteligenci a delší životnosti, což poskytne pevnější záruku bezpečného a efektivního provozu jaderných elektráren.