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蒸汽发生器的组成以及工作原理

2021-03-27

  蒸汽发生器,简称蒸发器,是压水堆和重水堆中实现一回路和二回路传热的设备,也是核反应堆的核心设备之一。

  一个核反应堆可以同时运行几个蒸汽发生器。

  蒸汽发生器的组成

  典型的压水堆蒸汽发生器主要由以下部件组成。

  蒸汽发生器冷却剂室

  传热管:根据传热功率,一台蒸汽发生器可以有数百甚至数千根传热管。

  管板:连接冷却剂室和传热管的部件,也承担部分一回路压力边界的作用。

  二次回路水室和蒸汽室,冷却剂室和传热管内部属于一次回路系统;传热管的外部空间和蒸汽室属于二次回路系统。

蒸汽发生器

  蒸汽发生器的工作原理

  以压水堆为例,简述了蒸汽发生器的工作原理。

  一次流。一次冷却剂的压力约为150个大气压,在此压力下水的沸点高于343。高温冷却剂从入口喷嘴进入蒸发器冷却剂室,并通过管板进入传热管。在传热管内完成传热后,温度稍低的低温冷却剂再次进入蒸发器冷却剂室,通过出口喷嘴返回核反应堆堆芯。

  二次回路流量。二次冷却水的压力约为70个大气压,在此压力下水的沸点约为260,低于一次冷却剂的温度。冷却水从蒸发器二次回路的进口喷嘴进入二次回路水室,经传热管被一次回路冷却加热至沸腾,形成水蒸气。同时,蒸发过程使二回路出口蒸汽的流量远高于入口水的流量。高温高压的蒸汽通过上蒸汽出口进入主蒸汽管道,然后送到汽轮机驱动其旋转,从而带动发电机发电。

  热传递。蒸汽发生器的热传递发生在传热管两侧的流体之间。高温一次冷却剂将热量传递给二次冷却水,二次冷却水沸腾形成蒸汽。但在这个过程中,两侧的流体并没有发生转化,从而实现了一回路压力边界的完整性/密封性,从设计上防止了放射性物质从核反应堆泄漏。

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