蒸汽发生器设计、制造技术要求
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工业蒸汽设计手册1. 引言本手册旨在为工业蒸汽系统的设计、运行和维护提供全面的指导和建议。
蒸汽系统在工业领域中扮演着至关重要的角色,用于驱动各种设备和机器,以及为工艺流程提供必要的热量。
随着能源成本的不断上涨和环保要求的提高,蒸汽系统的优化和高效运行变得越来越重要。
本手册将帮助读者了解和掌握蒸汽系统的基本概念、设备、设计、安全和维护等方面的知识和技能。
2. 蒸汽系统概述蒸汽系统是一种利用水加热产生蒸汽的能源转换系统。
它主要包括锅炉、蒸汽管道、蒸汽设备、冷凝水回收等组成部分。
锅炉是蒸汽系统的核心设备,它通过燃烧燃料将水加热成蒸汽。
蒸汽通过管道输送到各种蒸汽设备,以满足不同工艺流程的需求。
蒸汽系统的主要作用是为工业生产提供动力和热量,以满足生产过程中的各种需求。
3. 蒸汽设备与部件蒸汽系统涉及多种设备和部件,包括锅炉、蒸汽发生器、蒸汽泵、阀门、管道、冷凝器等。
下面简单介绍几个关键设备和部件:3.1 锅炉锅炉是蒸汽系统的核心设备,它通过燃烧燃料将水加热成蒸汽。
根据燃料类型和结构的不同,锅炉可分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等。
选择合适的锅炉需要考虑生产需求、能源成本、环保要求等因素。
3.2 蒸汽发生器蒸汽发生器是另一种产生蒸汽的设备,它通过加热液体产生蒸汽。
蒸汽发生器通常用于需要高压力和温度的工艺流程。
3.3 蒸汽泵蒸汽泵用于将蒸汽输送到各个蒸汽设备,以满足工艺流程的需求。
蒸汽泵应根据实际需求选择合适的型号和规格。
3.4 阀门与管道阀门和管道是蒸汽系统中必不可少的部件。
阀门用于控制蒸汽的流量和压力,管道用于输送蒸汽。
选择合适的阀门和管道需要考虑蒸汽的参数(如压力、温度、流量)以及安装环境等因素。
3.5 冷凝器冷凝器用于回收蒸汽系统中产生的冷凝水。
冷凝水回收可以减少水资源的浪费,同时避免对环境造成污染。
4. 蒸汽管道设计蒸汽管道设计是蒸汽系统的重要组成部分。
下面将介绍几个关键的设计方面:4.1 管道材料与规格蒸汽管道的材料应考虑耐高温、耐腐蚀、抗压强度等因素。
蒸汽发生器安装要求蒸汽发生器是一种将水转化为蒸汽的设备,广泛应用于工业生产、供暖和电力等领域。
正确的安装是保证蒸汽发生器正常运行和有效工作的关键。
本文将介绍蒸汽发生器的安装要求,以确保其安全可靠地运行。
一、安装环境要求蒸汽发生器的安装应选择通风良好、干燥、无腐蚀性气体和易燃物质的室内场所。
同时,应确保设备的安装位置具有足够的承重能力,以满足设备的重量和振动要求。
二、设备基础蒸汽发生器的安装需要建立稳固的设备基础。
基础的选择应符合设备的重量和振动要求,并满足相关的技术标准和规范。
基础应平整、坚固,并具有良好的防震性能,以保证设备的稳定运行。
三、管道连接蒸汽发生器的管道连接是关键的一步。
在安装过程中,应确保管道和阀门的材质符合设计要求,并且连接牢固、密封可靠。
管道连接点应进行耐压试验,以确保其能够承受设备正常运行时的压力。
四、电气安装蒸汽发生器的电气安装应符合国家相关的电气安全规范。
在安装过程中,应确保电气线路的选择合理,接线牢固可靠,电气设备的接地良好。
同时,还需要进行电气系统的调试和检测,以确保其正常运行和安全性能。
五、水处理系统蒸汽发生器在运行过程中,需要用到水作为工作介质。
因此,在安装过程中,应建立完善的水处理系统,以保证供给蒸汽发生器的水质符合要求。
水处理系统应包括净化设备、水质检测设备和适当的循环水系统,以确保设备的正常运行和寿命。
六、安全阀和附件蒸汽发生器的安全阀是设备的重要保护装置。
在安装过程中,应正确选择安全阀的型号和规格,并按照相关的安装要求进行安装和调试。
此外,还需要安装其他必要的附件,如压力表、温度计等,以便监测设备的运行状态。
七、操作和维护蒸汽发生器的安装完成后,还需要进行操作和维护的培训。
操作人员应熟悉设备的使用方法和操作流程,并能够正确使用设备。
同时,还需要定期进行设备的维护和保养,以确保设备的正常运行和延长使用寿命。
蒸汽发生器的安装要求包括安装环境要求、设备基础、管道连接、电气安装、水处理系统、安全阀和附件的安装,以及操作和维护等方面。
双峰生物质蒸汽发生器说明书一、产品概述双峰生物质蒸汽发生器是一种高效利用生物质能源的设备,通过将生物质燃烧产生的热能转化为蒸汽能源,用于供应工业生产和供暖等领域。
本产品采用先进的燃烧技术和热能转换技术,具有高效、环保、节能等特点。
二、产品特点1. 高效能源利用:双峰生物质蒸汽发生器能够高效利用生物质燃料,将其完全燃烧,最大限度地释放热能,提供稳定可靠的蒸汽供应。
2. 环保节能:采用先进的燃烧技术和热能转换技术,燃烧过程中产生的废气经过处理后排放,符合环保要求;同时,能源利用率高,节约资源。
3. 操作简便:双峰生物质蒸汽发生器具有智能化控制系统,操作简便,只需设定蒸汽输出需求,系统即可自动调节燃料供给和燃烧过程,实现自动化运行。
4. 维护方便:本产品采用模块化设计,设备结构简单,易于维护和保养,降低了维修成本。
三、安装与调试1. 安装前的准备:在安装前,需要对设备所需的生物质燃料进行储存和处理,确保供应充足和质量合格。
2. 安装位置选择:选择安装地点时,应考虑到生物质燃料的储存和供应便利性,同时要满足设备的安全要求和排放要求。
3. 安装步骤:(1)安装基础:根据设备的尺寸和重量,进行基础的浇筑和固定。
(2)连接管道:根据设备的进出口要求,连接好相应的管道,确保流体的顺畅运行。
(3)电气接线:按照电气图纸进行接线,保证设备的正常运行和安全性。
(4)设备调试:安装完成后,对设备进行调试,确保其各项功能正常。
四、操作与维护1. 操作步骤:(1)开机准备:检查设备周围环境和燃料供应情况,确保安全和充足。
(2)启动设备:按照操作手册中的步骤,启动设备,开启燃烧系统和蒸汽输出系统。
(3)设定参数:根据需求设定蒸汽输出的压力和温度等参数。
(4)监控运行:通过监控系统实时监测设备运行情况,确保其稳定运行。
2. 维护保养:(1)定期检查:定期对设备进行检查,包括管道、阀门、仪表的运行情况,及时发现问题并进行维修。
(2)清洁保养:定期对设备进行清洁保养,包括清理燃烧室和烟道中的积灰,以保证燃烧效果和热能转换效率。
蒸汽发生器免检新标准一、水容积对于蒸汽发生器的水容积,新标准要求不得超过额定最大容量。
这意味着,如果蒸汽发生器的额定最大容量为1000升,那么其实际水容积不应超过1000升。
此外,新标准还强调了对水容积的精确控制,以确保蒸汽发生器在运行过程中的稳定性和可靠性。
二、材料质量新标准对蒸汽发生器的材料质量提出了更高的要求。
要求制造蒸汽发生器的材料必须符合相关标准和规定,并能够承受高温、高压、腐蚀等恶劣环境条件的影响。
同时,对于涉及压力释放、密封等关键部件的材料,要求更为严格,必须经过严格的检验和测试。
三、安全性能新标准对蒸汽发生器的安全性能提出了明确的要求。
要求蒸汽发生器必须具有完备的安全保护装置和措施,能够在异常情况下及时切断电源、水源或气源,并能够及时报警,避免事故的发生。
同时,对于涉及高温、高压等危险因素的操作,要求必须由专业人员进行,并配备必要的安全设备和措施。
四、能耗新标准对蒸汽发生器的能耗提出了明确的要求。
要求蒸汽发生器的能耗必须符合相关标准和规定,并采用节能技术和措施,以降低运行成本和减少对环境的影响。
同时,对于不同型号和规格的蒸汽发生器,要求必须根据其实际运行情况来确定能耗标准。
五、环保性能新标准对蒸汽发生器的环保性能提出了明确的要求。
要求蒸汽发生器在运行过程中必须控制噪音、振动、废气、废水等污染物的排放,并采用环保技术和措施,以减少对环境的影响。
同时,对于涉及排放有害物质的蒸汽发生器,要求必须配备必要的环保设施和措施。
六、尺寸合规新标准对蒸汽发生器的尺寸合规性提出了明确的要求。
要求蒸汽发生器的外观尺寸、内部结构尺寸、安装尺寸等必须符合相关标准和规定,以确保蒸汽发生器在安装、使用和维护过程中的方便性和可靠性。
同时,对于涉及运输和储存的蒸汽发生器,要求其尺寸必须符合相关运输和储存规定。
七、功能完善新标准对蒸汽发生器的功能完善性提出了明确的要求。
要求蒸汽发生器必须具备必要的功能和性能,如加热、保温、压力控制、安全保护等,以确保蒸汽发生器在运行过程中的稳定性和可靠性。
蒸汽系统设计
蒸汽系统设计是一项复杂而重要的工程任务,需要综合考虑多个因素。
首先,设计者需要考虑蒸汽系统的用途和需求,例如是用于加热、冷却还是其他目的。
其次,设计者需要考虑蒸汽系统的效率和安全性,确保系统能够高效地运行,同时避免出现泄漏、过热等安全问题。
此外,设计者还需要考虑蒸汽系统的环保性和经济性,尽可能减少能源消耗和环境污染。
在蒸汽系统设计中,常用的设备包括蒸汽锅炉、蒸汽发生器、蒸汽管道、蒸汽阀门等。
蒸汽锅炉是蒸汽系统的核心设备,它可以将水加热成蒸汽,为系统提供动力。
蒸汽发生器则可以将其他形式的能源转化为蒸汽,例如电能或热能。
蒸汽管道和蒸汽阀门则是连接各个设备并控制蒸汽流动的重要部件。
在蒸汽系统设计中,还需要考虑系统的自动化和智能化。
通过引入先进的控制系统和传感器技术,可以实现蒸汽系统的自动化控制和智能化管理。
这不仅可以提高系统的效率和安全性,还可以减少人工操作的风险和成本。
总之,蒸汽系统设计是一项复杂而重要的工程任务,需要综合考虑多个因素。
通过引入先进的设备和控制系统,可以实现蒸汽系统的自动化和智能化管理,提高系统的效率和安全性。
纯蒸汽发生器URS1. 目的本URS的目的是描述公司所需纯蒸汽系统的技术要求,为该系统的设计、制造、验证等项目的实施提供依据,以使该系统能够满足用户的使用需求及GMP要求。
2. 范围本文件适用于公司纯蒸汽发生器及分配系统购选购的设备选型。
3. 职责3.1. 设备员:负责本用户需求说明文件的起草、修订及审核。
3.2. 设备部经理:负责审核本用户需求。
3.3. 质量部:负责审核本用户需求3.4. 质量部经理:负责本用户需求的批准4. 法规和指南4.1. 2010版GMP4.2. 2010版GMP 附录无菌制剂4.3. 2010版水系统GMP实施指南6. 系统/设备描述6.1. 用途纯蒸汽系统用于公司生产设备、设施等灭菌所需的洁净蒸汽的生产与分配。
纯蒸汽发生器用于将生产纯蒸汽,分配系统用于将合格的纯蒸汽分配至各个使用点。
6.2. 安装位置6.3. 结构与组成纯蒸汽系统由纯蒸汽发生器、分配管道、控制系统等组成。
7. 内容7.3. 工艺需求7.4. 组件需求7.4.1. 纯蒸汽发生器7.4.2. 纯蒸汽分配系统7.5. 操作与功能需求7.6. 控制系统要求7.6.1. 硬件需求7.6.2. 软件要求7.7. 材料与加工需求7.8. 公用系统需求7.9. 安装需求7.10. EHS需求7.11. 文件和证书需求7.12. 供应商责任7.12.1. 生产、测试和运输阶段7.12.2. 药厂安装、调试、验证阶段7.12.3. 售后服务阶段8. 修订历史。
油田专用湿蒸汽发生器安全规定是指在油田生产现场使用的湿蒸汽发生器的安全操作和维护规范。
以下列举了一些常见的油田专用湿蒸汽发生器安全规定:1. 湿蒸汽发生器应经过合格的安全检查和维护,确保设备正常运行和安全使用。
2. 使用湿蒸汽发生器的操作人员应接受相关培训,了解设备的操作规程和安全注意事项。
3. 湿蒸汽发生器应设置在远离易燃、易爆物质和高温物体的地方,保持良好的通风条件。
4. 在操作湿蒸汽发生器之前,应检查设备的压力和温度表,并确保其正常工作。
5. 确保湿蒸汽发生器设备的水位正常,定期检查和清理水位计。
6. 定期清洗和检查湿蒸汽发生器的水箱、水泵和管道,防止堵塞和水垢积聚。
7. 在湿蒸汽发生器运行期间,应定期检查设备的安全阀和压力控制系统,确保其可靠性和灵敏度。
8. 在操作湿蒸汽发生器时,应遵守设备的操作规程,严禁超负荷运行和操作失误。
9. 在湿蒸汽发生器发生器故障或异常情况时,应立即停止使用设备,并及时通知维修人员进行维修。
10. 动火作业和各类维修工作应按照相关安全规程进行,确保操作人员的安全。
11. 湿蒸汽发生器的燃料供应系统和电气设备应符合相关的安全标准和规定,定期检查和维护。
总之,油田专用湿蒸汽发生器的安全规定是为了保证设备的正常运行和操作人员的安全而制定的。
操作人员应严格遵守这些规定,确保湿蒸汽发生器的安全使用和油田生产的顺利进行。
油田专用湿蒸汽发生器安全规定(2)油田专用湿蒸汽发生器是一种用于生产油井中注汽的设备,其安全使用是至关重要的。
以下是一些常见的油田专用湿蒸汽发生器安全规定:1. 操作人员必须熟悉设备的操作手册,并且接受过相关培训。
只有经过培训并持相关证书的人员才有资格操作设备。
2. 在操作过程中,必须遵守所有安全操作规程和程序。
操作人员必须穿戴个人防护装备,如安全眼镜、防护服等,并确保设备周围的工作区域干净整洁。
3. 在使用过程中,设备必须定期接受维护和检查,以确保其正常运行。
福清核电工程蒸汽发生器设备监造技术培训教材苏州热工研究院有限公司目录第一章蒸汽发生器设备概述第二章蒸汽发生器材料采购第三章蒸汽发生器材料采购监造第四章蒸汽发生器的制造第五章蒸汽发生器焊接过程的监造第六章蒸汽发生器监造重点第七章蒸汽发生器监造的监督计划第一章蒸汽发生器设备概述1、蒸汽发生器设备简述核电站蒸汽发生器(简称SG)主要功能是作为热交换设备将一回路冷却剂中的热量传给二回路给水,使其产生饱和蒸汽供给二回路的动力装置。
1000MW核电机组有三个环路,每个环路装有一台蒸汽发生器,每台容量是按照满功率的三分之一的反应堆热功率设计。
蒸汽发生器是连接一回路与二回路的设备,在一、二回路之间构成防止放射性外泄的第二道屏障。
由于水受辐照后活化以及少量燃料包壳可能破损泄漏,流经堆芯的一回路冷却剂具有放射性,而压水堆核电站二回路设备不受到放射性污染,因此蒸汽发生器管板和倒置的U型管是反应堆冷却剂压力边界的组成部分,属于第二道放射性防护屏障之一。
蒸发器中的冷却剂压力边界的组成部分的部件安全等级1级,二次侧部件的安全等级是2级、抗震等级1I、质保等级1级、设计等级1级;每台核电机组有三台蒸汽发生器。
下图是1000MW核电站核岛主设备布置示意图。
核岛主设备连接示意图2 蒸汽发生器工作原理在大亚湾核电站、岭澳核电站均采用立式、自然循环、U型管式蒸汽发生器,其结构如上图。
从反应堆流出的冷却剂经一回路热管段由蒸汽发生器的下封头的进口接近进入水室,然后在倒U型管束内流动,倒U型管的外表面与二回路给水接触,传热给二回路水,并使其汽化,完成一、二回路间的热交换。
一回路冷却剂携带的热量传给二回路后,温度降低,再经过过下封头的出口水室和出口接管,流向一回路的过度管道然后进入主泵的吸入口。
二回路的给水由蒸汽发生器的给水接管进入给水环管,通过环管上的一组倒J形管进入下筒体与管束套筒之间的环状空间(即下降通道),与汽水分离器分离出的水混合后向下流动,直至底部管板,然后转向,沿着倒U型管束的管外(即上升通道)向上流动,被传热管内流动的一回路冷却剂加热,一部分水蒸发成蒸汽。
纯蒸汽三项指标en285标题:纯蒸汽三项指标EN285的详细解析引言:纯蒸汽是一种在各行各业中广泛应用的清洁能源,具有无污染、高效率等优点。
EN 285是一项国际标准,用于评估和监控纯蒸汽发生器系统的性能,以确保其安全、可靠和符合规定。
本文将深入探讨纯蒸汽三项指标EN 285的定义、要求以及其在不同领域中的应用。
一、纯蒸汽三项指标EN 285的定义纯蒸汽三项指标EN 285是指符合EN 285标准的纯蒸汽发生器系统应满足的三项指标要求,包括蒸汽饱和度、质量湿度和非凝结性。
下面我们将逐一解析这三项指标。
1. 蒸汽饱和度蒸汽饱和度是指纯蒸汽中所含的液态水的百分比,它影响着蒸汽的质量和适用范围。
EN 285规定了纯蒸汽的蒸汽饱和度要达到一定的标准,以确保其在各种工业和医疗设备中的正常运行。
2. 质量湿度质量湿度是指纯蒸汽中所含的水分量,也是评估蒸汽的纯度和干燥程度的重要指标。
EN 285规定了纯蒸汽的质量湿度应在一定范围内,以确保蒸汽不会因含有太多的水分而造成设备故障或损坏。
3. 非凝结性非凝结性是指纯蒸汽在设备内部传输过程中不会发生凝结现象。
这是一个重要的要求,因为凝结会导致设备的性能下降甚至无法正常运行。
EN 285规定了纯蒸汽在各种工业和医疗设备中应具备良好的非凝结性。
二、纯蒸汽三项指标EN 285的要求为了满足纯蒸汽三项指标EN 285的要求,纯蒸汽发生器系统需要符合一系列条件,如设备的设计、操作和维护等方面。
以下是一些主要的要求:1. 设备设计纯蒸汽发生器系统的设计应符合EN 285标准的相关规定,包括蒸汽发生器的容量和尺寸、蒸汽管道的设计和布局等。
这些设计因素将直接影响纯蒸汽的质量和性能。
2. 操作要求操作人员需要按照纯蒸汽发生器系统的操作手册和标准程序进行操作,以确保设备正常运行并满足EN 285的要求。
这包括控制蒸汽饱和度、质量湿度和非凝结性,以及定期进行设备维护和清洁等。
3. 维护和验证纯蒸汽发生器系统需要定期进行维护和验证,以确保设备的性能和符合EN 285的要求。
关于蒸汽发生器管子-管板密封焊的技术开发及质量控制摘要:从蒸汽发生器管子-管板密封焊的相关技术要求及质量控制措施两方面进行了介绍,通过深入了解管子-管板密封焊的技术要求,从新技术的应用、过程控制、焊后检测等各相关方面制定详细的控制措施,从而保证最终焊缝质量。
关键词:蒸汽发生器、管子-管板密封焊、技术要求、技术开发、质量控制蒸汽发生器管子-管板密封焊技术是整个蒸汽发生器制造的核心技术,其焊接质量直接关系到蒸汽发生器的质量和使用寿命。
蒸汽发生器管束材质为镍基材料,管子规格17.48×1.01mm(外径×壁厚),共需要焊接12312条焊缝,其技术难度大、焊接工作量大,焊接方法的选择及过程的控制对保证最终的焊缝质量尤为重要。
本文将从管子-管板密封焊技术要求、技术的开发、控制措施等方面进行介绍。
1. 管子-管板密封焊技术要求① 管子-管板焊接采用“穿管+定位胀+密封焊”交叉进行的方式进行密封焊接;② 焊前对待焊表面目视检查,确保清洁满足焊接要求;③ 制作1:1试验件确认焊接工艺参数;④ 密封焊后,使用专用的不锈钢或镍基合金钢丝刷清理焊缝表面及邻近区域,焊缝表面粗糙度;Ra≤6.3um,清理过程中应防止邻近未焊位置遭到污染;⑤ 焊接结束后对焊缝进行目视检查,起弧和收弧位置圆滑过渡,不得存在咬边及明显凸凹;⑥ 焊接后控制管口内径满足技术要求,不影响后续液压胀杆胀接;⑦ 焊缝进行PT检验,确认没有任何缺陷显示,同时进行氦检漏,确认合格;⑧ 管子-管板见证件焊缝进行性能试验,金相检验合格,焊喉尺寸满足标准和技术条件的要求。
管子-管板密封焊的技术难点具体如下:根部未焊透:焊接参数不当,密封焊缝解剖出现根部未焊透等问题;表面PT缺陷:主要与清洁度有关,包括人、机、料、法、环等各个环节,均会产生表面缺陷;目视检查不合格:焊接参数不当,收、起弧处理不当,管头出现熔损;管束内壁划伤:机头固定芯轴等造成管束内壁划伤;焊接参数:焊接参数均需要根据实际情况进行试验确定,试验合格后结果报上游设计审查确认。
蒸汽的等级和灭菌用蒸汽要求杭州瓦特节能工程有限公司技术部钟雨雨我们知道,蒸汽由水在锅炉内加热而得,依据锅炉法规要求,需要向锅炉内添加药剂,例如絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、皮膜剂等。
以确保锅炉的稳定安全运行。
蒸汽在蒸发的同时,会有一定的携带,将不干净的锅炉水携带至设备。
蒸汽在输送中,会由于冷凝而产生对碳钢管道的腐蚀,腐蚀物如被携带至生产工艺中,可能对最终产品形成影响。
蒸汽系统的运行存在振动、冲击、热应力等,一些阀门、管件、垫片、换热设备等受损零部件也有机会进入用汽设备。
依据产生源头、法规要求、蒸汽品质、冷凝水纯度等指标我们把蒸汽分为工业蒸汽、过滤洁净蒸汽、非严格洁净蒸汽、医用洁净蒸汽。
工业蒸汽一般用于间接加热或没有要求的直接接触使用。
过滤蒸汽,采用瓦特超滤型干净蒸汽处理单元,将工业蒸汽经过物理处理,满足食品烹饪和直接蒸煮、饮料灭菌、化妆品、生物制品、医院、烟草加湿等应用对蒸汽的干净无杂质的要求。
满足FDA 3-A要求蒸汽的处理必须满足干度、洁净度、不凝性气体等多方面技术指标。
蒸汽干度99%以上,蒸汽洁净度98%,(冷凝水TDS小于2PPM)不凝性气体0.2%以下,适应负载变换0-100%。
压力稳定性高过滤蒸汽的特点是初始投资成本低,运行稳定,适应范围广、采用并联系统可实现不停机维护清洗。
超滤型干净蒸汽处理单元具有运行成本低、管理简单、故障容易处理判断等优势,是没有严格法规要求的最经济选择。
对于某些严格灭菌或接触生物制品工艺应用,直接乳品UHT&无菌灌装和电子厂房&手术室洁净加湿的应用,其对蒸汽的品质和冷凝水纯度有一定要求。
一般会采用非严格洁净蒸汽发生器。
这种汽汽洁净蒸汽发生器虽然利用纯净水作为原水来保证蒸汽冷凝水的纯度,也有一定的不凝性气体处理,但干度很难保证,尤其是负荷波动较大的应用。
满足EN285 及HTM2031相关要求。
非严格洁净蒸汽发生器一般技术指标包括:干度96%以上,洁净度99%,冷凝水满足EN285要求不凝性气体0.2%以下,适应负载变换30-90%。
第2章蒸汽发生器概述2.1 蒸汽发生器的功能蒸汽发生器的主要功能是作为热交换设备将一回路冷却剂中的热量传给二回路给水,使其产生饱和蒸汽供给二回路动力装置。
同时,作为连接一回路与二回路的设备,蒸汽发生器在一、二回路之间构成防止放射性外泄的第二道防护屏障。
由于水受辐照后活化以及少量燃料包壳可能破损泄漏,流经堆芯的一回路冷却剂具有放射性,而压水堆核电站二回路设备不应受到放射性污染,因此蒸汽发生器的管板和倒置的U形管是反应堆冷却剂压力边界的组成部分,属于第二道放射性防护屏障之一[8]。
2.2 蒸汽发生器的分类蒸汽发生器可按工质流动方式、传热管形式、安放形式以及结构特点分类。
按二回路工质在蒸汽发生器中流动方式,可分为自然循环蒸汽发生器和直流(强迫循环)蒸汽发生器;按传热管形式,可分为U形管、直流、螺旋管蒸汽发生器;按设备的安放方式,可分为立式和卧式蒸汽发生器;按结构特点,还有带预热器和不带预热器的蒸汽发生器。
尽管在核电厂采用的蒸汽发生器的形式繁多,但是在压水堆核电厂中有3种使用较为广泛。
它们是立式U型管自然循环蒸汽发生器、卧式自然循环蒸汽发生器和立式直流蒸汽发生器,其中尤以立式U型管自然循环蒸汽发生器应用最为广泛。
本文将以大亚湾立式U型管自然循环蒸汽发生器为模型(以下所提蒸汽发生器均指立式U型管蒸汽发生器)进行研究分析,表2-1是大亚湾蒸汽发生器的基本参数。
表2-1 900 MW大型压水堆核电厂蒸汽发生器设计参数[8]2.3蒸汽发生器的结构蒸汽发生器由蒸发段(下筒体)和汽水分离段(上筒体)两大部分组成。
图2-1为蒸汽发生器结构图。
2.3.1蒸发段⑴下封头⑵管板⑶U形传热管共有4474根倒U形传热管以正方形排列成传热管束。
传热管是由因科镍690制造。
⑷管束套筒管束套筒包围传热管束,把二次侧水分隔成下降通道和上升通道。
管束套筒下端与管板上表面之间留有空隙,供下降通道的水通过,进入管束区。
⑸支撑隔板在沿管束直管段上共有9块支撑隔板。
CAP1400蒸汽发生器关键制造技术王威;贾晶晶;李永;王英杰【摘要】根据第三代非能动压水堆(CAP1400)水堆核电蒸汽发生器制造过程中积累的经验并结合其他压水堆型核电蒸汽发生器的制造经验,介绍了CAP1400蒸汽发生器的结构特点,并分别对制造过程中的一些关键制造技术,如管板一次侧镍基堆焊、管板深孔钻、内套筒的装配、管束穿管、液压胀管和水室封头焊接等进行详细的阐述,为后续压水堆型核电蒸汽发生器的制造提供经验参考。
%According to the manufacture experience of Gen Ⅲ passive pressurized water reactor (CAP1400)steam generator and combining with the manufacture experience of other pressurized water reactor steam generator,the structure characteristic of CAP1400 steam generator was introduced,some key technology during CAP1400 steam generator manufacture in detail,such as tubesheet primary side nickel-based alloycladding,tubesheet deep drilling,installation of the bundle wrapper,tubeset insertion assem-bly,tube hydraulic expansion,channel head welding and so on were also introduced.It provides some ref-erence for manufacturing the PWR steam generator.【期刊名称】《压力容器》【年(卷),期】2016(033)009【总页数】7页(P71-77)【关键词】CAP1400;蒸汽发生器;制造【作者】王威;贾晶晶;李永;王英杰【作者单位】华能石岛湾核电开发有限公司,山东荣成 264312;华能石岛湾核电开发有限公司,山东荣成 264312;华能石岛湾核电开发有限公司,山东荣成264312;华能石岛湾核电开发有限公司,山东荣成 264312【正文语种】中文【中图分类】TH49;TL353.13CAP1400蒸汽发生器作为核电站一回路系统主设备,较以往蒸汽发生器具有尺寸更大、重量更重、材料要求更高、制造更复杂、部件国产化率更高等特点。
蒸汽发生器设计、制造技术要求 二○○八年一月 目 录
1.设备功能 2.安全分级、抗震类别和质保分级 3.遵循导则、规范和标准 4.设计技术要求 5.结构描述 6. 主要材料和焊接材料 7. 供货和服务范围 8. 制造和验收要求 9. 包装、运输和贮存要求 10. 运行、维修要求 1
1.设备功能 蒸汽发生器为压水堆核电厂一、二回路之间的换热设备,来自反应堆冷却剂进入蒸汽发生器的一次侧,通过U形管将热量传给二次侧的介质,产生汽-水混合物,汽水混合物经过内置式汽水分离器分离成饱和蒸汽和水,经干燥器干燥后成为干饱和蒸汽(温度不超过5%)。蒸汽从蒸汽出口管嘴流出驱动汽轮发电机组作功发电。 蒸汽发生器为高温高压的压力容器,蒸汽发生器的传热管作为一、二次侧介质的隔离屏障,其安全性和可靠性必须得到充分保证。
2.安全分级、抗震类别和质保分级 蒸汽发生器的安全等级、抗震类别和质保分级见表1。 部件名称 安全等级 质量等级 抗震类别 管板 1 QA1 SSE
下封头及管嘴 1 QA1 SSE
下封头人孔,人孔盖,螺栓和螺母 1 QA1 SSE
支座 1 QA1 SSE
传热管 1 QA1 SSE
下封头、隔板 2 QA2 SSE
二次侧壳体、管嘴、人孔、人孔盖 2 QA2 SSE
螺栓和螺母 2 QA2 SSE
抗震支撑件 1 QA1 SSE
蒸汽限流器 3 QA3 SSE
给水环组件 NNS NQA SSE
3.遵循导则、规范和标准 3.1 管理导则 NRC,RG1.26 核电站的含汽水-水,以及含放射性废物的部件的质量组分级和标准 NRG,同RG1.29 有关地震的设计分类 IAEA50-C/SG-Q(1996) 核电厂和其他核设施安全的质量保证 HAF102 核电厂设计安全规定 2
HAD103/01 核电厂运行限值和条件 HAD103/07 核电厂在役检查 3.2 ASME和ASTM规范(2006年版) ASME规范 第II卷 材料技术条件 第III卷 第一册NB及附录E 核动力装置设备 第V卷 无损检测 第IX卷 焊接及钎焊评定 第XI卷 核动力装置设备在役检查规程 ASTM规范: E185,E228,A262,A370,A508,A388 3.3 国家标准(最新版) GB/T:228, 229, 232, 699, 1804, 1954, 2649, 2650, 2651, 2652, 2653, 2654, 3280, 4237, 4334.5, 4338, 6803
4.设计技术要求 4.1 设计准则 a. 蒸汽发生器的材料(包括母材,焊材,螺栓件及附件材料)的规格及质量应符合国内外有关标准要求。 b. 蒸汽发生器材料应满足断裂韧性要求,保证材料在设计寿期内各类运行工况及水压试验状态下不处于脆性状态。 c. 蒸汽发生器材料的设计应力强度为下列各值的最小值: 1) 对铁素体材料: 室温下规定的最小抗拉强度的1/3; 设计温度下抗拉强度的1/3; 室温下规定的最小屈服强度的2/3; 设计温度下屈服强度的2/3。 2) 对奥氏体:(镍-铬-铁,镍-铁-铬合金) 室温下规定的最小抗拉强度的1/3; 设计温度下抗拉强度的1/3; 室温下规定的最小屈服强度的2/3; 3
设计温度下屈服强度的90%,但不超过最小屈服强度的2/3。 3) 对螺栓材料 室温下规定的最小屈服强度的1/3; 设计温度下屈服强度的1/3。 4) 蒸汽发生器应采用分析法设计,在设计基准地震工况分解与工况I,II,III,IV类载荷组合作用下,各类应力值及变形量应在限值内。 5) 应对蒸汽发生器在实际使用载荷下的工况次数进行疲劳分析,其累积疲劳损伤系数应小于1.0。 6) 采用弹性断裂力学原理,评定或防止脆性断裂,并遵守有关规定,对水压试验采用无延性转变温度法,防止脆性断裂。 7) 对U型管束组件,应进行流体载荷和流致振动分析计算。 8) 设计寿命评定,满功率下累计运行寿命60年。 4.2 蒸汽发生器传热设计要求: 为保证提供足够的蒸汽发电,蒸汽发生器必须具有足够的传热面积。在设计寿期末管子污脏,且假定有堵管情况下蒸汽发生器仍能提供额定压力和流量的蒸汽。 因此传热面积计算应考虑下列要求: -传热面积设计余量不小于10%; -传热管设计堵管量不小于5%; 4.3 汽水分离装置的设计要求: 汽水分离装置由第一级旋叶式分离,第二级带钩波形板分离器以及第三级带钩波形蒸汽干燥器组成,第一、二级分离器连成一体。 为保证汽轮机长期正确工作,蒸汽发生器出口蒸汽湿度应不超过0.1(热量百分比)汽水分离器装置必须在下列工况达到: -100%负荷稳态运行 -15%-100%负荷变化范围,以每分钟5%的满负荷速率升负荷或降负荷 -15%-100%负荷范围,以10%的满负荷阶路变化。 4.4 传热管设计要求 蒸汽发生器U型管传热管材料选用Inconel 690TT,合金,热处理通火管。 U形传热管,管板和管子-管板连接设计和制造要求,必须保证达到“零泄漏”的要求,即在氦气检漏时,每根管子-管板焊缝泄漏率不超过 4
4.0×10-8(Pa.m3/s),二次侧向一次侧的总泄漏率不超过4.0×10-7(Pa.m3/s)。管子与管板采用液压全胀将传热管胀在管板中。 管子支承板材料为405不锈钢,管孔为拉削加工的平面接触式四叶草孔或三叶草孔,使介质能冲刷到管子与管孔的间隙中,以防止管子的腐蚀压扁。 采用流量分配板,改善二次侧向管板区热工-水力状况,缩小了低流区,提高排污效率。 为防止U形管弯头与抗振条接触处微振磨损,设计采用三组或三组以上抗振条,其材料为Inconel 690合金,抗震条呈V形。 4.5 采用内置式蒸汽流量限制器,它由七个焊接在蒸汽出口管嘴中的文丘利喷 组成。要求在假接主蒸汽管大不 口事故下,它能限制蒸汽流量,从而减少反应堆冷却剂系统各部件的瞬态热应力。 4.6 设计参数: 正常工况使用环境: 温度:<50℃ 压力:常压 湿度:30-80% 失水事故工况: 温度:≤127℃ 压力:0.35MPa 湿度:100% 水质:硼酸水2000ppm,氢氧化钠0.75%PH≤10 试验条件: 温度:≤135℃ 压力:0.30MPa 湿度:100% 辐照剂量60年,剂量当量率≤0.5Sv/a 累计剂量为3×105Gy 设计参数: 一次侧工作压力 15.2MPa 一次侧设计压力 17.16MPa 一次侧水压试验压力 21.48MPa 一次侧设计温度 350℃ 饱和蒸汽压力 5.61MPa 饱和蒸汽温度 272.9 蒸汽产量(额定) 1866k/s 出口蒸汽干度 0.10% 二次侧设计压力 8.17Mpa 5
二次侧设计温度 315.6℃ 二次侧水压试验压力 9.41MPa 4.7 将屏蔽电动泵直接置于蒸汽发生器下部,这种结构型式的影响和技术成熟性 结构简介 AP1000设计采用了主泵直接置于蒸汽发生器下部的结构。重量为660吨的蒸汽发生器下部球形封头主泵接管咀直接与两台各重量为84吨的主泵吸入口相接。主泵的输出口分别与主管道的冷段相连接。蒸汽发生器下部球形封头隔室的另一侧与主管道的热段相连接。蒸汽发生器与主泵的组合体的重量由铰型连接在蒸汽发生器下部球形封头中心的单根柱形支承件承受,在蒸汽发生器的上部有两组互为900布置的共4个辅助支承,其结构布置见图3-19。 6 图3-19∶AP1000蒸汽发生器、主泵及其支承示意图 7
结构需特别关注的设计技术问题 抗震动力学分析; 泵的机械振动对相关部件动力分析的影响; 泵所产生的反应堆冷却剂流体压力脉动对蒸汽发生器管束流致振动的影响。 上述三个问题涉及AP1000反应堆冷却剂流体系统设备与管道的动力分析和蒸汽发生器管束流致振动的分析和实验验证。 4.7.1 关于AP1000反应堆 冷却剂流体系统设备与管道 的动力分析 AP1000反应堆冷却剂 流体系统设备与管道耦合 条件下的荷载和动力响应 分析采用了等效梁单元和 中质量的(Equivalent beam elements and lumped masses) 组合模型,对于地震荷载和 其它条件下的动力分析均采用 这一同样的组合模型。动力分 析模型见图3-20。 AP1000反应堆冷却剂回路的动力分析模型。该模型考虑了如下因素∶ (1)考虑了AP1000反应堆冷却剂回路全部主设备(反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵、稳压器)、部件(主管道、支承件)的动力耦合; (2)考虑了主设备与管道之间动力响应的交互作用; (3)考虑了与核岛构筑物模型响应关系; (4)考虑了核岛主设备由于地震引起的响应荷载; (5)考虑了管道应力模型; (6)也考虑了除地震荷载以外的其它荷载,如∶内压、自重、热、管道甩击、机械振动和压力波动等引起的荷载; (7)分析结果能给出相应设备和支承件的整套有关设计载荷;
图3-20∶AP1000反应堆冷却剂流体系统 设备与管道的动力分析模型