二回路系統(tǒng)A核動力裝置

二回路系統(tǒng)A核動力裝置第1頁/共46頁05-Mar-2324.1概述1.作用和地位2.主要任務(wù)3.系統(tǒng)組成第2頁/共46頁05-Mar-2331.作用和地位是核動力裝置的重要組成部分通過熱力循環(huán)，將一回路系統(tǒng)的熱能轉(zhuǎn)換為電能和機(jī)械能提供核動力裝置正常運(yùn)行所需要的電能、熱能和淡水使用的工質(zhì)沒有放射性，不需要屏蔽第3頁/共46頁05-Mar-2342.主要任務(wù)利用一回路系統(tǒng)蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)橥七M(jìn)船舶運(yùn)動的動力、生產(chǎn)全船用電以及制造淡水。吸收一回路系統(tǒng)核裂變產(chǎn)生的熱能，加熱二回路給水產(chǎn)生一定溫度與壓力的蒸汽，提供船舶航行和船舶電站所需要的動能由于系統(tǒng)運(yùn)行不可避免地會存在一定的介質(zhì)泄漏，二回路系統(tǒng)需要設(shè)置造水裝置，生產(chǎn)滿足系統(tǒng)運(yùn)行品質(zhì)要求的淡水，補(bǔ)充一、二回路淡水消耗借助安全與控制系統(tǒng)，確保系統(tǒng)運(yùn)行使用安全第4頁/共46頁05-Mar-2353.系統(tǒng)組成蒸汽系統(tǒng)蒸汽排放系統(tǒng)密封抽氣系統(tǒng)滑油系統(tǒng)凝水-給水系統(tǒng)高低壓疏水及泄放水系統(tǒng)循環(huán)（冷卻）水系統(tǒng)造水系統(tǒng)第5頁/共46頁05-Mar-236“奧托·哈恩”二回路系統(tǒng)的組成第6頁/共46頁05-Mar-237蒸汽動力循環(huán)第7頁/共46頁05-Mar-238二回路系統(tǒng)主要設(shè)備為船舶航行提供主動力的主汽輪齒輪機(jī)組為保證全船正常供電的汽輪發(fā)電機(jī)組凝水泵-給水泵組滑油泵組制造與補(bǔ)充淡水的海水蒸發(fā)裝置第8頁/共46頁05-Mar-2394.2主汽輪機(jī)組汽輪機(jī)特點(diǎn)單機(jī)功率大連續(xù)回轉(zhuǎn)工作平穩(wěn)可靠性好目前汽輪機(jī)主要用于核動力艦船以及部分常規(guī)動力大型水面艦船。組成主汽輪機(jī)冷凝器齒輪減速器配置方式單機(jī)雙缸單缸雙機(jī)第9頁/共46頁05-Mar-2310主汽輪機(jī)組配置方案第10頁/共46頁05-Mar-23114.2.1主汽輪機(jī)工作原理汽輪機(jī)由汽缸、轉(zhuǎn)軸以及構(gòu)成蒸汽流動通道的動、靜葉柵組成。級是汽輪機(jī)最基本的工作單元，汽輪機(jī)的熱功轉(zhuǎn)換就是在各個級內(nèi)進(jìn)行的。第11頁/共46頁05-Mar-2312按照級內(nèi)蒸汽能量轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)汽輪機(jī)級可分為沖動級和反動級劃分的依據(jù)：反動度ρ的大小。級的反動度:指蒸汽在動葉柵中的理想焓降與該級的理想焓降之比，用來表示級內(nèi)靜葉柵與動葉柵之間的焓降分配情況。沖動級:反動度小于0.25，沖動級由一排噴嘴與一排動葉構(gòu)成高壓氣輪機(jī)或小汽輪機(jī)反動級:反動度為0.4~0.6，反動級由一排靜葉與一排動葉構(gòu)成，靜葉與動葉的葉型大致相同。第12頁/共46頁05-Mar-2313沖動原理蒸汽只在噴嘴中膨脹，壓力降低，速度增加，熱能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?。高速汽流流?jīng)動葉片時，汽流方向改變，產(chǎn)生了對葉片的沖動力，推動葉輪旋轉(zhuǎn)作功，將蒸汽的動能變成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。在動葉通道中，汽流只改變方向，壓力和溫度都不變。動葉葉型近似對稱彎曲第13頁/共46頁05-Mar-2314反動度等于零（ρ=0）新蒸汽所具有的可以被利用的絕熱焓降全部在噴嘴通道內(nèi)轉(zhuǎn)換為使汽流高速流動的動能，噴嘴出口的高速汽流進(jìn)入工作葉輪推動葉柵轉(zhuǎn)動做功工作葉柵內(nèi)汽流不再膨脹前后壓力相同工作葉片通道為近似等截面工作葉片的截面形狀也近似對稱第14頁/共46頁05-Mar-2315反動級一部分在噴嘴葉片通道內(nèi)進(jìn)行膨脹轉(zhuǎn)換為汽流的動能，而另一部分焓降是汽流進(jìn)入工作葉柵通道內(nèi)轉(zhuǎn)換工作葉片前后存在較大的壓差采用鼓筒式轉(zhuǎn)子采用較大的推力軸承噴嘴葉片直接安裝在汽缸內(nèi)壁啟動時熱慣性大，增加了暖機(jī)時間而影響到汽輪機(jī)的機(jī)動性。反動級因工作葉片前后存在壓差，不能采用局部進(jìn)汽第15頁/共46頁05-Mar-2316汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)通流部分：蒸汽在其中流過并實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部分，由噴嘴和動葉構(gòu)成定子：包括汽缸及其上所固定的零件（如噴嘴箱、隔板）等所有靜止部分的總稱轉(zhuǎn)子：所有轉(zhuǎn)動部分的總稱，包括葉輪和機(jī)軸兩端部分：位于汽輪機(jī)軸的兩端，包括汽封、推力軸承、軸承等為保證汽輪機(jī)正常工作所必需的各種零件。第16頁/共46頁05-Mar-2317低壓缸第17頁/共46頁05-Mar-2318第18頁/共46頁05-Mar-2319第19頁/共46頁05-Mar-2320第20頁/共46頁05-Mar-2321核汽輪機(jī)的特點(diǎn)新蒸汽參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化

——取決于核電廠的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性新蒸汽參數(shù)低，通常為飽和蒸汽

——必須考慮濕度對汽輪機(jī)效率和安全性的影響理想焓降小，容積流量大

——同等功率下，比火電機(jī)組結(jié)構(gòu)尺寸大汽輪機(jī)及其附屬設(shè)備中積聚的水份多，甩負(fù)荷時容易引起主機(jī)超速

——凝結(jié)水的再沸騰和汽化第21頁/共46頁05-Mar-2322齒輪減速器冷凝器第22頁/共46頁05-Mar-23234.3蒸汽系統(tǒng)1.功用2.設(shè)計(jì)要求3.布置形式4.管道變形補(bǔ)償措施第23頁/共46頁05-Mar-23241.功用第24頁/共46頁05-Mar-23252.設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)應(yīng)具有盡可能高的生命力；系統(tǒng)工作可靠性高；蒸汽在管道內(nèi)的流動阻力應(yīng)盡量?。簧釗p失小。第25頁/共46頁05-Mar-2326（1）系統(tǒng)應(yīng)具有盡可能高的生命力系統(tǒng)中的備用設(shè)備分別單獨(dú)供汽，相互沒有影響主蒸汽各管系彼此連通在管路布置上應(yīng)使受戰(zhàn)爭破損的可能性最小，不至于使裝置功率損失的可能性達(dá)到100%生命力指在不同時出現(xiàn)兩種以上事故時，不使裝置失效的能力。第26頁/共46頁05-Mar-2327（2）系統(tǒng)工作可靠性高選擇符合強(qiáng)度要求的材料管路布置盡可能簡單有支持管路并防止變形、搖擺、振動的支架設(shè)置必要的熱膨脹補(bǔ)償裝置設(shè)置必須的吹除或疏水支管采用高質(zhì)量的連接件和密封墊片以保證管路的緊密性第27頁/共46頁05-Mar-2328（3）管內(nèi)流動阻力盡量小使蒸汽管道盡可能短而直，彎頭和閥門的數(shù)目盡可能少合理選用蒸汽流速，以保證流阻小，且使管道尺寸和重量達(dá)到滿意的要求蒸汽最大流速取決于許用的壓力損失（從蒸汽發(fā)生器到汽輪機(jī)的管道），在許用的壓力損失下，盡量取較大的流速對主蒸汽系統(tǒng)一般計(jì)算速度不應(yīng)超過50～75m/s，飽和蒸汽取低值，過熱蒸汽取高值輔蒸汽管路中，蒸汽計(jì)算速度為30～50m/s第28頁/共46頁05-Mar-2329（4）散熱損失少隔熱設(shè)計(jì)，敷設(shè)足夠厚度的隔熱層防止人員燙傷并最大限度的減小管道的散熱損失選用堅(jiān)固而導(dǎo)熱系數(shù)低、容重小的隔熱材料隔熱層表面溫度不應(yīng)超過60℃第29頁/共46頁05-Mar-23303布置形式1主蒸汽系統(tǒng)的布置形式

2輔蒸汽系統(tǒng)的布置方式

3乏汽系統(tǒng)的布置方式第30頁/共46頁05-Mar-23311主蒸汽系統(tǒng)的布置形式

第31頁/共46頁05-Mar-2332圖4-10主蒸汽系統(tǒng)的單線布置優(yōu)點(diǎn)：布置簡單，管道和閥件較少，流動阻力小且重量輕、尺寸小缺點(diǎn)：工作可靠性低，生命力差第32頁/共46頁05-Mar-2333圖4-11主蒸汽系統(tǒng)的雙線布置優(yōu)點(diǎn)：供汽可靠性增大，生命力增強(qiáng)。缺點(diǎn)：兩臺蒸汽發(fā)生器工作壓力不等時，會使蒸汽發(fā)生器負(fù)荷不均。第33頁/共46頁05-Mar-2334圖4-12主蒸汽系統(tǒng)的環(huán)形布置主蒸汽系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)生命力強(qiáng)。缺點(diǎn)：管道多，熱應(yīng)力復(fù)雜。第34頁/共46頁05-Mar-2335圖“陸奧”號的蒸汽系統(tǒng)第35頁/共46頁05-Mar-23362輔蒸汽系統(tǒng)的布置形式

第36頁/共46頁05-Mar-2337圖4-13(a)單線式輔汽管路優(yōu)點(diǎn)：布置簡單，占用空間少；缺點(diǎn)：供汽可靠性及生命力較差。第37頁/共46頁05-Mar-2338圖4-13(b)環(huán)形式輔汽管路優(yōu)點(diǎn)：供汽可靠性好，生命力強(qiáng)；缺點(diǎn)：布置復(fù)雜、占用空間較多。第38頁/共46頁05-Mar-2339圖4-13(c)獨(dú)立式輔汽管路優(yōu)點(diǎn)：安全可靠、管路集中；缺點(diǎn)：使用管道較多。第39頁/共46頁05-Mar-23403乏汽系統(tǒng)的布置形式

通常為一根貫穿機(jī)艙的總管收集并分配背壓式輔機(jī)的排汽第40頁/共46頁05-Mar-23414.管道變形補(bǔ)償采用管道補(bǔ)償措施的必要性

管道受熱膨脹，剛性固定的直管道會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致管道自身損傷或者破壞連接的緊密性。管道熱膨脹的補(bǔ)償原則

利用補(bǔ)償裝置的變形，吸收管道的部分或全部的熱膨脹量管道變形補(bǔ)償措施補(bǔ)償器：采用專門的補(bǔ)償裝置自補(bǔ)償：利用管道布置以自身的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形來達(dá)到自補(bǔ)償?shù)哪康牡?1頁/共46頁05-Mar-2342圖4-14自補(bǔ)償作用第42頁/共46頁05-Mar-2343圖4-15補(bǔ)償器形式第43頁/共46頁05-Mar-23