沉积物分布规律对蒸汽发生器传热性能的影响分析
2021-12-02褚英杰刘海涛陈自强吴江涛
发电设备 2021年6期
关键词:核电厂
褚英杰, 刘海涛, 陈自强, 罗 威, 吴江涛
(1. 福建宁德核电有限公司,福建宁德 355200;2. 西安交通大学 热流科学与工程教育部重点实验室,西安 710049)
现阶段核电厂蒸汽发生器的材料、设计和二回路水化学控制工艺已得到大幅改进,但蒸汽发生器传热性能下降仍然在一定程度上影响其安全性和热力性能,是核电行业需要重点关注的问题。压水堆核电厂立式蒸汽发生器传热性能缓慢下降的主要原因是在蒸汽发生器内关键部位(如管束、支撑板和管板)上存在大量沉积物,沉积物积聚并结垢。在这些关键部位上累积的沉积物,造成了热力性能下降、沉积物底层腐蚀、蒸汽发生器水位振荡、由上升流道堵塞引起的碳钢支撑板的流动加速腐蚀(FAC)和高周疲劳引起的传热管失效等诸多问题。而这些沉积物主要来源于二回路的腐蚀产物,在机组正常运行或启机过程中不断地迁移到蒸汽发生器中。蒸汽发生器换热表面垢层形成的机理存在差异,垢层的分布位置也有所不同。管板和支撑板表面上通常也沉积了大量的腐蚀产物,由于其不是主要的换热面,故对蒸汽发生器传热性能影响较小。颗粒物的沉积机理主要有惯性、扩散、电泳和沸腾强化等。此外,盐类物质主要以结晶沉淀的形式沉积。由于沉积物的组分、粒径分布不同,导致了其物理、化学和热力特性变化比较大。
国内多个CPR1000核电机组都出现了寿期初蒸汽发生器出口压力快速降低的现象,利用污垢热阻法分析其传热效率出现了下降。……
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