Маслоохладитель главного насоса атомной энергетики C3/C4: центр контроля температуры для безопасной эксплуатации атомной энергетики

Основное позиционирование и функциональная ценность
Главный насос атомной электростанции – единственное-высокоскоростное вращающееся оборудование в первом контуре, которое должно обеспечивать циркуляцию радиоактивного теплоносителя при высокой-температуре и высоком-давлении (около 15,5 МПа). Подшипники двигателя и механические уплотнения выделяют большое количество тепла во время работы на высоких-скоростях. Основная функция масляного радиатора C3/C4 — обеспечить принудительное охлаждение смазочного масла, поддерживать стабильный диапазон температуры масляной пленки 32–40 градусов, а также обеспечивать термическую стабильность и герметизацию смазочной пленки.
Ключевая функция Разборка
Обеспечьте эффективность смазки: контролируйте температуру смазочного масла на расчетном пороге, чтобы избежать снижения вязкости масла и разрыва масляной пленки, вызванного высокими температурами, предотвращения сухого трения между подшипником и ротором и продления срока службы основных подшипников насоса.
Поддержание надежности уплотнения. Стабильная температура масла позволяет избежать термической деформации и старения материалов механического уплотнения, снизить риск утечки охлаждающей жидкости в первом контуре и обеспечить целостность радиоактивной защиты ядерного острова.
Адаптируйтесь к экстремальным условиям эксплуатации: постоянно обеспечивайте охлаждающую способность при проектных событиях (DBE), таких как полная мощность, колебания нагрузки и температурные переходные процессы, а также резервируйте защитное резервирование для экстремальных сценариев, таких как LOCA (авария с потерей охлаждающей жидкости).
Защита системы связи: взаимодействовать с основным элементом измерения температуры насоса, реле уровня жидкости и т. д. для контроля температуры и уровня масла в режиме реального времени, подачи сигналов тревоги для системы управления и раннего предупреждения о неисправностях.

Структурные принципы и основные формы
Состав основной структуры
Маслоохладитель C3/C4 имеет кожухотрубную конструкцию в качестве основы, в основном включающую цилиндр, верхнюю и нижнюю торцевые крышки, пучки теплообменных трубок, перегородки, впускные и выпускные фланцы, а также выпускные/выпускные отверстия.
Трубопровод: вода для охлаждения оборудования (RRI) используется для обмена тепла со смазочным маслом на стороне корпуса через теплообменные трубы из нержавеющей стали со скоростью потока, контролируемой на уровне 1,5 м/с, для повышения интенсивности турбулентности и усиления теплопередачи;
Сторона корпуса: смазочное масло течет через перегородку, чтобы изменить направление потока, продлить время пребывания и улучшить эффективность теплопередачи;
Вспомогательные компоненты: оборудованы интерфейсом измерения температуры (мониторинг температуры масла в-режиме времени), сливным патрубком (удаление примесей в масле), выпускным патрубком (удаление воздуха из системы), а также трубопроводом слива и дозаправки масла (адаптирован для обслуживания системы).
Основные структурные типы
Фиксированная трубная пластина: благодаря простой конструкции и низкой стоимости теплообменные трубы жестко соединены с трубной пластиной, что подходит для обычных условий работы с небольшими перепадами температур. Однако пучок трубок нельзя разобрать, что затрудняет очистку и обслуживание;
Тип с плавающей головкой: пучок трубок можно свободно выдвигать и вынимать целиком, что упрощает тщательную очистку и обслуживание. Он подходит для технического обслуживания ядерных островов после длительной-эксплуатации и является основным выбором маслоохладителей C3/C4;
Тип U-образной трубы: теплообменная трубка представляет собой U-образную конструкцию, которая устраняет влияние теплового расширения и подходит для условий высоких температур и перепадов температур. Однако очистка внутри трубки затруднена и подходит для особых сценариев нагрузки.

Основные технические характеристики
1. Эффективная конструкция теплопередачи.
Благодаря противоточной схеме холодная и горячая жидкости текут в противоположных направлениях, максимизируя среднюю разницу температур и увеличивая эффективность теплопередачи на 20–30 % по сравнению с выходом по потоку. Он может добиться быстрого снижения температуры масла с 80 градусов до ниже 40 градусов;
Оптимизируйте расстояние между перегородками и расположение рядов трубок, чтобы повысить интенсивность турбулентности смазочного масла на стороне корпуса. Общий коэффициент теплопередачи может достигать 500-800 Вт/(㎡·градус), что соответствует требованиям теплопередачи при высоких нагрузках ядерных островов;
Зарезервируйте 10 % площади теплообмена, чтобы компенсировать влияние грязи (масла и воды) на эффективность теплообмена во время длительной-работы, обеспечивая стабильную работу на протяжении всего жизненного цикла.
2. Обеспечение надежности ядерного уровня
Коррозионная стойкость материала: теплообменные трубки изготовлены из нержавеющей стали 06Cr19Ni10, а корпус покрыт углеродистой и нержавеющей сталью, что позволяет противостоять коррозии в среде ядерного острова и избежать риска загрязнения и утечки масла;
Герметизация и предотвращение утечек: Торцевая крышка соединена с высокопрочными-фланцами и оснащена маслостойкими и жаростойкими-уплотняющими кольцами из фторкаучука для предотвращения взаимного соединения смазочного масла и охлаждающей воды, что соответствует требованиям радиационной защиты ядерного острова;
Структурная антивибрация: за счет оптимизации поддержки пучка труб и метода крепления перегородки он адаптируется к вибрационной среде во время работы основного насоса, избегая ослабления и усталостного повреждения теплообменных трубок;
Конструкция с резервированием безопасности: некоторые модели имеют двойную структуру, которая позволяет обеспечить одиночную работу и один резервный режим, со временем переключения менее или равным 10 минутам, что соответствует требованиям непрерывной работы ядерного острова.
3. Адаптивность и совместимость
Совместимость с основными моделями главных насосов атомной энергетики (такими как AP1000, Hualong One, CANDU и т. д.), площадь теплообмена и размер интерфейса могут быть настроены в соответствии с нагрузкой на подшипник главного насоса и расходом масляной системы;
Адаптировать параметры системы охлаждающей воды (RRI) для оборудования ядерного острова, контролировать повышение температуры охлаждающей воды в пределах 5 градусов и избегать теплового удара в системе RRI;
Поддержка связи с основной системой управления насосом (DCS/PLC) для удаленного мониторинга и автоматической регулировки таких параметров, как температура масла, давление масла и расход.

Сценарии применения и обслуживание эксплуатации
Типичные сценарии применения
Маслоохладитель главного насоса атомной электростанции C3/C4 широко используется на атомных электростанциях с водо-водяными реакторами третьего-поколения/четвертого поколения, при этом основные сценарии включают в себя:
Нормальные условия эксплуатации: когда главный насос работает на полную мощность, постоянно охлаждайте подшипники двигателя и смазочное масло механических уплотнений для поддержания стабильности системы;
Сценарий колебания нагрузки: во время процесса подъема и падения нагрузки атомной энергетики, ее запуска и остановки быстро реагируйте на изменения температуры масла, чтобы избежать термического разрушения масляной пленки;
Тепловые переходные процессы и аварийные ситуации: в экстремальных сценариях, таких как LOCA и внезапное повышение температуры в первом контуре, поддерживайте охлаждающую способность, чтобы выиграть время для аварийного реагирования;
Сценарий технического обслуживания: когда главный насос отключен для технического обслуживания, сотрудничайте с системой для слива и пополнения масла, а также обеспечьте независимую очистку и проверку масляного радиатора.
Ключевые моменты эксплуатации и обслуживания
Ежедневный осмотр: следите за такими параметрами, как температура масла, давление масла, расход воды и разница температур воды. Если отклонение температуры масла на выходе превышает ± 2 градуса, это следует незамедлительно проверить;
Регулярная очистка: разбирайте пучок трубок каждые 6-12 месяцев и используйте воду под высоким давлением или химические чистящие средства для удаления накипи со стороны трубок и масла со стороны корпуса. Коэффициент загрязнения должен контролироваться в пределах 0,0004 м² · К/Вт;
Проверка уплотнения: ежегодно проверяйте уплотнительное кольцо торцевой крышки и уплотнительную поверхность фланца, заменяйте стареющие компоненты и проводите испытание под давлением воды при давлении, в 1,25–1,5 раза превышающем рабочее, чтобы убедиться в отсутствии утечек;
Устранение неисправностей: Если температура масла остается постоянно высокой, приоритет следует отдать проверке на наличие засоров в объеме охлаждающей воды, температуре воды и теплообменных трубках; При загрязнении масла необходимо своевременно заменять масло и чистить систему.

Маслоохладитель главного насоса АЭС С3/С4, являющийся «активной зоной регулирования температуры» ядерного острова, является ключевым элементом оборудования, обеспечивающим безопасную работу главного насоса и поддержание целостности системы теплоносителя реактора. Его высокая-эффективность теплопередачи, ядерная-надежность и высокая адаптируемость напрямую способствуют долгосрочному-стабильному производству электроэнергии на атомных электростанциях. Благодаря широкомасштабному-продвижению ядерной энергетики третьего-поколения и развитию технологий ядерной энергетики четвертого-поколения маслоохладители будут модернизированы с целью повышения эффективности, интеллекта и увеличения срока службы, обеспечивая более надежную гарантию безопасной и эффективной эксплуатации атомных электростанций.