Hladilnik olja glavne črpalke za jedrsko energijo C3/C4: jedro za nadzor temperature za varno delovanje jedrske energije

Pozicioniranje jedra in funkcionalna vrednost
Glavna črpalka jedrske elektrarne je edina visoko{0}}vrtljiva jedrna oprema v primarnem krogu, ki mora poganjati visoko-temperaturo in visok-tlak (približno 15,5 MPa), kroženje radioaktivnega hladila. Njegovi ležaji motorja in mehanska tesnila ustvarjajo veliko toplote med-delovanjem pri visoki hitrosti. Glavna funkcija hladilnika olja C3/C4 je zagotoviti prisilno hlajenje mazalnega olja, vzdrževati stabilen razpon temperature oljnega filma 32-40 stopinj ter zagotoviti toplotno stabilnost in tesnjenje mazalnega filma.
Ključna funkcija Razstavljanje
Zagotovite učinkovitost mazanja: nadzorujte temperaturo mazalnega olja na načrtovanem pragu, da preprečite zmanjšanje viskoznosti olja in pretrganje oljnega filma zaradi visokih temperatur, preprečite suho trenje med ležajem in rotorjem ter podaljšate življenjsko dobo ležajev glavne črpalke.
Ohranjanje zanesljivosti tesnjenja: stabilna temperatura olja lahko prepreči toplotno deformacijo in staranje materialov mehanskih tesnil, zmanjša tveganje uhajanja hladilne tekočine v primarnem krogu in zagotovi celovitost radioaktivnega zadrževalnika jedrskega otoka.
Prilagodite se ekstremnim delovnim pogojem: Nenehno zagotavljajte hladilno zmogljivost v okviru načrtno zasnovanih dogodkov (DBE), kot so polna moč, nihanja obremenitve in toplotni prehodi, ter rezervirajte varnostno redundanco za ekstremne scenarije, kot je LOCA (nesreča zaradi izgube hladilne tekočine).
Zaščita sistema povezave: Sodelujte z merilnim elementom temperature glavne črpalke, stikalom nivoja tekočine itd., da spremljate temperaturo in nivo olja v realnem času, zagotovite alarmne signale za nadzorni sistem in dosežete zgodnje opozarjanje na napake.

Strukturni principi in glavne oblike
Sestava jedrne strukture
Hladilnik olja C3/C4 ima kot jedro strukturo lupine in cevi, ki vključuje predvsem valj, zgornji in spodnji končni pokrov, snope cevi za izmenjavo toplote, lopute, vstopne in izstopne prirobnice ter izpustne/izpušne odprtine
Cevovod: Voda za hlajenje opreme (RRI) se uporablja za izmenjavo toplote z mazalnim oljem na strani ohišja skozi cevi za izmenjavo toplote iz nerjavečega jekla, s hitrostjo pretoka, nadzorovano pri 1,5 m/s, za povečanje intenzivnosti turbulence in okrepitev prenosa toplote;
Stran lupine: mazalno olje teče skozi pregrado, da spremeni smer toka, podaljša čas zadrževanja in izboljša učinkovitost prenosa toplote;
Pomožne komponente: opremljene z vmesnikom za merjenje temperature (-spremljanje temperature olja v realnem času), odvodom (odstranjevanje nečistoč v olju), odvodom izpušnih plinov (odstranjevanje zraka iz sistema) ter cevovodom za odvajanje in polnjenje olja (prilagojen za vzdrževanje sistema).
Glavni strukturni tipi
Fiksna cevna plošča: s preprosto strukturo in nizkimi stroški so cevi za izmenjavo toplote fiksno povezane s cevno ploščo, kar je primerno za običajne delovne pogoje z majhnimi temperaturnimi razlikami. Vendar cevnega snopa ni mogoče razstaviti, kar otežuje čiščenje in vzdrževanje;
Vrsta plavajoče glave: snop cevi je mogoče prosto razširiti in umakniti kot celoto, kar olajša temeljito čiščenje in vzdrževanje. Primeren je za potrebe vzdrževanja jedrskih otokov po dolgotrajnem-delovanju in je glavni izbor oljnih hladilnikov C3/C4;
Tip cevi v obliki črke U: cev za izmenjavo toplote je struktura v obliki črke U, ki lahko odpravi vpliv toplotnega raztezanja in je primerna za visoke temperature in temperaturne razlike. Vendar pa je čiščenje znotraj cevi težavno in primerno za posebne scenarije obremenitve.

Ključne tehnične lastnosti
1. Učinkovita zasnova prenosa toplote
S sprejetjem protitočne postavitve hladne in vroče tekočine tečejo v nasprotnih smereh, kar poveča povprečno temperaturno razliko in poveča učinkovitost prenosa toplote za 20 % do 30 % v primerjavi z nizvodno. Lahko doseže hitro znižanje temperature olja z 80 stopinj na manj kot 40 stopinj;
Optimizirajte razmik med loputami in razporeditev vrst cevi, da povečate intenzivnost turbulence mazalnega olja na strani lupine. Skupni koeficient prenosa toplote lahko doseže 500-800 W/(㎡· stopinja), kar ustreza zahtevam za prenos toplote pri visokih obremenitvah jedrskih otokov;
Rezervirajte 10 % redundance območja izmenjave toplote, da izravnate vpliv umazanije (olja in vode) na učinkovitost izmenjave toplote med dolgotrajnim-delovanjem, kar zagotavlja stabilno delovanje v celotnem življenjskem ciklu.
2. Zagotavljanje zanesljivosti jedrske kakovosti
Odpornost materiala proti koroziji: Cevi za izmenjavo toplote so izdelane iz nerjavečega jekla 06Cr19Ni10, lupina pa je obložena z ogljikovim jeklom in nerjavnim jeklom, ki lahko prenese korozijo v okolju jedrskega otoka in se izogne ​​nevarnosti kontaminacije olja in puščanja;
Tesnjenje in preprečevanje puščanja: končni pokrov je povezan s-trdnimi prirobnicami in opremljen s tesnilnimi obroči iz fluorokavčuka, odpornimi na olje in visoko-temperaturo, da se prepreči medsebojna povezava mazalnega olja in hladilne vode, kar izpolnjuje zahteve zaščite pred sevanjem jedrskega otoka;
Strukturna zaščita pred vibracijami: z optimizacijo podpore cevnega snopa in načina pritrditve odbojne plošče se prilagodi okolju vibracij med delovanjem glavne črpalke, pri čemer se izogne ​​zrahljanju in poškodbam zaradi utrujenosti cevi za izmenjavo toplote;
Zasnova varnostne redundance: Nekateri modeli imajo dvojno strukturo, ki lahko doseže eno operacijo in eno varnostno kopijo, s preklopnim časom manj kot ali enakim 10 minutam, kar izpolnjuje zahteve neprekinjenega delovanja jedrskega otoka.
3. Prilagodljivost in združljivost
Združljivo z glavnimi modeli črpalk za jedrsko energijo (kot so AP1000, Hualong One, CANDU itd.), območje izmenjave toplote in velikost vmesnika je mogoče prilagoditi glede na nosilno obremenitev glavne črpalke in pretok oljnega sistema;
Prilagodite parametre sistema hladilne vode (RRI) za opremo jedrskega otoka, nadzorujte dvig temperature hladilne vode znotraj 5 stopinj in se izognite toplotnemu šoku sistema RRI;
Podprite povezavo z glavnim krmilnim sistemom črpalke (DCS/PLC), da dosežete daljinsko spremljanje in samodejno prilagajanje parametrov, kot so temperatura olja, tlak olja in pretok.

Scenariji uporabe in vzdrževanje delovanja
Tipični scenariji uporabe
Hladilnik olja glavne črpalke jedrske energije C3/C4 se pogosto uporablja v jedrskih elektrarnah tretje-generacije/četrte generacije reaktorjev s tlačno vodo, pri čemer glavni scenariji vključujejo:
Običajni pogoji delovanja: Ko glavna črpalka deluje s polno močjo, nenehno hladite ležaje motorja in mazalno olje za mehanska tesnila, da ohranite stabilnost sistema;
Scenarij nihanja obremenitve: med postopkom dviga in padca obremenitve jedrske energije, zagona in zaustavitve, hitro odzivanje na spremembe temperature olja, da se prepreči toplotna okvara oljnega filma;
Toplotni prehodi in nesreče: V ekstremnih scenarijih, kot sta LOCA in nenaden dvig temperature v primarnem krogu, vzdržujte hladilno zmogljivost, da pridobite čas za odziv v sili;
Scenarij vzdrževanja: Ko je glavna črpalka izklopljena zaradi vzdrževanja, sodelujte s sistemom, da izpraznite in dopolnite olje ter dosežete neodvisno čiščenje in testiranje hladilnika olja.
Ključne točke delovanja in vzdrževanja
Dnevni pregled: spremljajte parametre, kot so temperatura olja, tlak olja, pretok vode in temperaturna razlika vode. Če odstopanje temperature olja na izhodu presega ± 2 stopinji, ga je treba nemudoma raziskati;
Redno čiščenje: cevni snop razstavite vsakih 6-12 mesecev in z vodo pod visokim pritiskom ali kemičnimi čistilnimi sredstvi odstranite vodni kamen na strani cevi in ​​olje na strani ohišja. Koeficient obraščanja je treba nadzorovati znotraj 0,0004 m² · K/W;
Pregled tesnjenja: vsako leto preverite tesnilni obroč končnega pokrova in tesnilno površino prirobnice, zamenjajte starajoče se komponente in izvedite preskus vodnega tlaka pri 1,25- do 1,5-kratnem delovnem tlaku, da zagotovite odsotnost puščanja;
Odpravljanje težav: Ko temperatura olja ostaja konstantno visoka, je treba dati prednost preverjanju zamašitev prostornine hladilne vode, temperature vode in cevi za izmenjavo toplote; Ko je olje onesnaženo, je treba olje pravočasno zamenjati in očistiti sistem.

Hladilnik olja glavne črpalke jedrske elektrarne C3/C4, kot "jedro nadzora temperature" jedrskega otoka, je ključni del opreme, ki zagotavlja varno delovanje glavne črpalke in ohranja celovitost hladilnega sistema reaktorja. Njegov visoko-učinkovit prenos toplote, jedrska-zanesljivost in močna prilagodljivost neposredno podpirajo dolgoročno-stabilno proizvodnjo električne energije jedrskih elektrarn. Z obsežno-promocijo jedrske energije tretje-generacije in razvojem tehnologije jedrske energije četrte-generacije bodo hladilniki olja nadgrajeni v smeri višje učinkovitosti, inteligence in daljše življenjske dobe, kar bo zagotovilo trdnejše jamstvo za varno in učinkovito delovanje jedrskih elektrarn.