蒸汽发生器泥渣收集器试验研究

泥渣收集器是对蒸汽发生器二次侧泥渣进行主动管理的重要手段之一.以百万千瓦级压水堆核电厂为应用背景,对其蒸汽发生器进行了冷态实验,研究了泥渣收集器的结构、流量等因素对其性能的影响.试验结果表明,该泥渣收集器的收集效率可以达到50%以上,能够收集较宽粒径范围内的泥渣颗粒,具有良好的泥渣收集能力.     

拉格朗日粒子追踪法在蒸汽发生器泥渣收集器分析中的应用

通过计算流体动力学(CFD)方法,采用拉格朗日粒子追踪模型,充分考虑泥渣颗粒与流场之间的相互作用,得到蒸汽发生器泥渣收集器内、外的流场分布及泥渣颗粒的运动轨迹,并在此基础上分析泥渣收集器对不同直径泥渣颗粒的收集效果及进、出口孔径对泥渣收集器收集能力的影响。结果表明:泥渣收集器的收集能力很大程度取决于外部流场对泥渣颗粒的输运效果;泥渣收集器对不同直径的泥渣颗粒的收集能力有较大差异,尺寸较大的泥渣颗粒更容易被收集;在保证泥渣收集器内不出现再携带现象的前提下,增加泥渣收集器进、出口孔径是提高收集能力的有效手段。     

蒸汽发生器泥渣收集器泥渣沉积特性研究

通过数值模拟方法研究泥渣收集器中的流场特性以及各关键因素对泥渣收集器收集性能的影响规律。研究发现,不同切割方式对泥渣收集器流场的影响可以忽略,随着泥渣颗粒浓度的增加,泥渣收集器单次收集量不断增加,但是单次收集率保持不变;在泥渣收集器进出口孔径不变的情况下,随着颗粒粒径的增加,泥渣收集器的收集能力增加;每种颗粒粒径都存在一个最优的泥渣收集器进出口孔径。     

压水堆核电厂二回路水质泥渣沉积分析与控制优化

核电厂蒸汽发生器相当于一个巨大的垃圾收集器,二回路系统的杂质及异物等均进入蒸汽发生器后,容易发生杂质沉积,并导致蒸汽发生器传热管传热效率降低,严重时甚至会引起蒸汽发生器传热管腐蚀破损。因此,本文从核电厂二回路各系统管道和容器的材质、二回路水质控制以及二回路腐蚀等方面出发,分析核电厂蒸汽发生器的泥渣含量高的原因,并提出合理的技术改进。最终达到降低蒸汽发生器泥渣量的沉积,提高蒸汽发生器的安全使用寿命的目的。     

蒸汽发生器泥渣收集器设计分析与优化

采用计算流体动力学方法,对蒸汽发生器泥渣收集器进行热工水力计算,旨在得到泥渣收集器内部的流场分布、评估泥渣收集器的性能并计算泥渣收集速率。另外,假定入口有不同直径的外来物颗粒,计算分析泥渣收集器对外来物颗粒的捕集情况。计算结果表明:泥渣收集器对进入其内部的泥渣均能全部收集,但原设计中泥渣收集器中间小孔阻力较大,导致泥渣收集速度较低;改进型泥渣收集器可明显提高收集速率。此外,泥渣收集器对外来物颗粒有一定的捕集效果。计算结果验证了泥渣收集器的设计合理性,并对其设计提出优化建议及方向。     

蒸汽发生器管束区泥渣沉积特性研究

泥渣颗粒在蒸汽发生器(SG)管束区的沉积是传热管发生腐蚀的主要原因。本文通过数值模拟来研究泥渣颗粒在SG管束区的沉积特性以及不同粒径的泥渣颗粒在管束区不同位置的沉积特性。研究表明:低流速和回流是泥渣颗粒在管束区滞留的主要原因;当颗粒粒径较大时,泥渣颗粒在底板、流量分配板和支撑板上的沉积较为分散;随着粒径的减小,泥渣颗粒在底板上向中心处沉积,在流量分配板上向筒体处沉积,在支撑板上向中心处沉积。     

蒸汽发生器柔性泥渣冲洗枪研制

蒸汽发生器(SG)二次侧管板表面堆积的泥渣会随运行时间的增加而变硬,使传热管受到腐蚀和挤压,导致传热管破裂。为了直接对硬泥渣堆积层进行冲洗,研制了一种SG柔性泥渣冲洗枪。本文阐述了SG柔性泥渣冲洗枪的结构、原理、主要技术指标及技术难点。应用结果表明,研制的SG柔性泥渣冲洗枪满足SG柔性冲洗的要求,冲洗效果显著。     

核电高效紧凑新型蒸汽发生器设计研究

为了适应三代核电机组进一步提质增效的发展需求,在确保安全性的基础上,采用更加先进的技术、同时兼顾设计及制造技术的成熟性,研究设计了一款经济性更好、技术性能更先进的高效紧凑新型蒸汽发生器(ZH-J60型SG)。ZH-J60型SG设置了轴流式预热器和泥渣收集器,并改进设计了小型双级叶片汽水分离器。计算和分析表明,ZH-J60型SG提高了SG自然循环倍率,提升了整机功率重量比、出口蒸汽品质和运行可靠性,完全满足并在部分关键参数上超过第三代压水堆核电厂SG的水平。     

CPR1000蒸汽发生器排污结构设计优化

对中国改进型百万千瓦级压水堆(CPR1000)蒸汽发生器(SG)排污结构进行优化。通过取消排污管及阻挡块,改为在管板上直接开排污孔,提高管廊区域的可达性,便于管板二次侧上表面的检查和泥渣冲洗。应用SG热工水力分析专用软件GENEPI,对比分析优化前后的热工水力特性。结果表明:与原设计方案相比,优化后SG热工水力性能满足设计要求,虽然管板二次侧上表面流场分布发生变化,导致发生泥渣沉积的传热管数量增加,但结构优化后有利于泥渣冲洗,提高冲洗效果。分析结果从理论上证明了优化的可行性。     

蒸汽发生器传热管结垢厚度的涡流检测方法与应用

蒸汽发生器二回路中有较多的沉积物存在并危害传热管安全,利用涡流检测方法可以对传热管二次侧泥渣进行有效检测。通过模拟传热管结垢的不同厚度并进行实验,可获得厚度与幅值的对应关系。本文描述了对蒸汽发生器传热管结垢的检测方法及幅值与厚度的对应关系,为统计蒸汽发生器传热管外壁结垢情况提供了较为有效的参考基准量。     

PWR核电站蒸汽发生器停堆湿保养工况联氨的缓蚀作用

一、引言压水堆(PWR)核电站蒸汽发生器(SG)管材因二回路系统腐蚀产物积累发生应力腐蚀开裂,这是SG传热管破损的主要原因之一。维修和更换SG使PWR停运期间所需要的替用电力对发电站造成很大的财政负担,同时,二回路系统的腐蚀产物沉积在蒸汽发生器内,降低     

Particle deposition and fouling in PWR steam generators

Commercial PWR steam generators have experienced reliability problems within the first decade of operation associated with material degradation, one of the causes of which is particle deposition and tube fouling. As a result steam generators often require costly outages for inspection and cleaning of fouling deposits. Knowledge of locations where sludge has accumulated in the steam generator can aid in planning and targeting locations for cleaning and removal of deposits. A particulate deposition model has been developed and implemented in the three dimensional thermal hydraulics computer code, ATHOS3 to calculate sludge and fouling regions within the steam generators during operation. This transient particle deposition model uses the thermal hydraulic field calculated by the ATHOS3 code, and the concentration of magnetite particles entering the steam generator to calculate the particle distributions and deposition on vertical and horizontal surfaces within the steam generator. Results of some simulations of operating steam generator designs are presented in this paper. These results show that preferred regions for deposition include hot side upper bundle and a kidney shaped region on top of the tube sheet.     

Use of organic amines in water chemistry control for pressurized water reactor secondary systems

This review of technology describes the current state of research efforts in preventing pressurized water reactor (PWR) steam generator corrosion. Methods described center on reduction of sludge deposition through control of secondary cycle water chemistry. The theory and experiences with use of organic amines as alternate pH control agents in all-volatile treatment (AVT) are described. An approach to selecting an integrated water chemistry program for PWR Secondary Coolant is outlined.     

核电厂蒸汽发生器淤泥中主要金属元素的电感耦合等离子体发射光谱分析方法研究

核电厂蒸汽发生器淤泥组成成分及其变化趋势对二回路水化学工况控制起着重要的评价和指导作用。本文开发了湿法消解 电感耦合等离子体发射光谱联用分析方法,并将其应用于核电厂蒸汽发生器淤泥元素成分的定量分析。结果显示,淤泥中的主要元素有铝、钙、铬、铁、镁、锰、镍,各元素的质量分数为0.69%～67.76%。本方法的加标回收率为84.3%～110.7%,相对标准偏差不超过0.60%(n=7),方法的检测限为0.04～3.10 μg/L。     

Droplets deposition in steam piping connecting steam generator and steam turbine in nuclear plant

A numerical investigation is carried out for turbulent droplet-laden flow of saturated steam produced in a steam generator (SG) that feeds steam turbine (ST) through a long and multi-bend steam piping. The main purpose of the study is to analyze deposition of droplets that form a wall film in the piping system. Commercial CFD code StarCD is used for the solution of turbulent flow field of droplet-laden steam. Turbulence is treated using k–ω model of turbulence. Wall film formation is solved by additional conservation equations. Two tasks were performed: parametric study of the deposition in a 90° elbow positioned with different orientation and the deposition in a more complex piping system. This system starts with outlets from steam generator with five mouthpieces leading to a collector pipe and connecting the steam piping leading to a steam turbine. The steam piping consists of three straight segments of pipes and two 90° elbows in the total length 17 m. The diameter of the steam piping is 0.425 m. Results of the simulations show where droplets deposit and where a liquid separator should be placed to drain away the water film and to avoid droplets from entering the steam turbine.     

CAP1400蒸汽发生器汽水分离装置研究

汽水分离装置是蒸汽发生器中的主要部件,其性能不仅会影响蒸汽发生器水力循环特性及水位适用性,决定上部尺寸大小,而且会影响汽轮机的正常运行。对CAP1400核电厂蒸汽发生器汽水分离装置进行了不同蒸汽负荷、饱和水量及高水位和正常水位等试验工况下的热态性能试验,获得了SP3型初级分离器与P3X型干燥器组合随蒸汽负荷、饱和水量、水位变化的分离特性。通过初级分离器和干燥器的阻力测量,分别获得了分离器和干燥器的阻力特性,对CAP1400蒸汽发生器的设计研发起到支撑作用。