Răcitor de ulei al pompei principale pentru energie nucleară C3/C4: miezul de control al temperaturii pentru funcționarea în siguranță a energiei nucleare

Poziționarea nucleului și valoarea funcțională
Pompa principală a energiei nucleare este singurul echipament de miez rotativ cu viteză mare-din circuitul primar, care trebuie să conducă circulația lichidului de răcire radioactiv la-temperatură și la-înaltă presiune (aproximativ 15,5 MPa). Rulmenții motorului și etanșările mecanice generează o cantitate mare de căldură în timpul funcționării cu viteză mare-. Funcția de bază a răcitorului de ulei C3/C4 este de a asigura răcirea forțată a uleiului de lubrifiere, de a menține o gamă stabilă de temperatură a peliculei de ulei de 32-40 de grade și de a asigura stabilitatea termică și etanșarea peliculei de lubrifiere.
Funcție cheie Dezasamblare
Asigurați performanța de lubrifiere: controlați temperatura uleiului de lubrifiere la pragul de proiectare pentru a evita scăderea vâscozității uleiului și ruperea peliculei de ulei cauzată de temperaturi ridicate, pentru a preveni frecarea uscată între rulment și rotor și pentru a prelungi durata de viață a rulmenților pompei principale.
Menținerea fiabilității etanșării: temperatura stabilă a uleiului poate evita deformarea termică și îmbătrânirea materialelor de etanșare mecanică, poate reduce riscul de scurgere a lichidului de răcire în circuitul primar și poate asigura integritatea reținerii radioactive a insulei nucleare.
Adaptați-vă la condițiile de funcționare extreme: furnizați în mod continuu capacitate de răcire în baza evenimentelor de bază de proiectare (DBE), cum ar fi puterea maximă, fluctuațiile de sarcină și tranzitorii termici și rezervați redundanța de siguranță pentru scenarii extreme, cum ar fi LOCA (accident de pierdere a lichidului de răcire).
Protecția sistemului de legătură: Cooperați cu elementul principal de măsurare a temperaturii pompei, comutatorul de nivel al lichidului etc. pentru a monitoriza temperatura și nivelul uleiului în timp real, pentru a furniza semnale de alarmă pentru sistemul de control și pentru a obține avertizare timpurie a defecțiunilor.

Principii structurale și forme principale
Compoziția structurii de bază
Răcitorul de ulei C3/C4 are ca miez o structură de carcasă și tub, incluzând în principal un cilindru, capace superioare și inferioare, fascicule de tuburi de schimb de căldură, deflectoare, flanșe de intrare și ieșire și porturi de descărcare/evacuare
Conducta: Apa de răcire a echipamentelor (RRI) este utilizată pentru a schimba căldura cu uleiul de lubrifiere pe partea carcasei prin tuburi de schimb de căldură din oțel inoxidabil, cu un debit controlat la 1,5 m/s, pentru a spori intensitatea turbulenței și a întări transferul de căldură;
Partea carcasei: uleiul lubrifiant curge prin deflector pentru a schimba direcția de curgere, a prelungi timpul de ședere și a îmbunătăți eficiența transferului de căldură;
Componente auxiliare: echipate cu interfață de măsurare a temperaturii (monitorizarea-în timp real a temperaturii uleiului), orificiu de evacuare (înlăturarea impurităților din ulei), orificiu de evacuare (eliminarea aerului din sistem) și conductă de drenaj și completare cu ulei (adaptată pentru întreținerea sistemului).
Tipuri structurale principale
Placă tubulară fixă: Cu o structură simplă și un cost redus, tuburile de schimb de căldură sunt conectate fix la placa tubulară, potrivite pentru condiții convenționale de lucru cu diferențe mici de temperatură. Cu toate acestea, fasciculul de tuburi nu poate fi dezasamblat, ceea ce face dificilă curățarea și întreținerea;
Tip de cap plutitor: fascicul de tuburi poate fi extins și retras în întregime, făcându-l ușor de curățat și întreținut. Este potrivit pentru nevoile de întreținere ale insulelor nucleare după funcționare pe termen lung-și este selecția principală de răcitoare de ulei C3/C4;
Tip de tub în formă de U-: tubul de schimb de căldură este o structură în formă de U- care poate elimina influența expansiunii termice și este potrivit pentru condiții de temperatură ridicată și diferență de temperatură. Cu toate acestea, curățarea în interiorul tubului este dificilă și potrivită pentru scenarii speciale de încărcare.

Caracteristici tehnice cheie
1. Design eficient de transfer de căldură
Adoptând un aspect în contracurent, fluidele reci și calde curg în direcții opuse, maximizând diferența medie de temperatură și crescând eficiența transferului de căldură cu 20% până la 30% comparativ cu aval. Poate obține o scădere rapidă a temperaturii uleiului de la 80 de grade la sub 40 de grade;
Optimizați distanța dintre deflectoare și aranjarea rândurilor de tuburi pentru a spori intensitatea turbulenței uleiului de lubrifiere pe partea carcasei. Coeficientul total de transfer de căldură poate ajunge la 500-800 W/(㎡· grad), îndeplinind cerințele de transfer de căldură cu sarcină mare ale insulelor nucleare;
Rezervați 10% redundanță a zonei de schimb de căldură pentru a compensa impactul murdăriei (ulei și apă) asupra eficienței schimbului de căldură în timpul funcționării pe termen lung-, asigurând o performanță stabilă pe tot parcursul ciclului de viață.
2. Asigurarea fiabilității calității nucleare
Rezistența la coroziune a materialului: tuburile de schimb de căldură sunt fabricate din oțel inoxidabil 06Cr19Ni10, iar carcasa este căptușită cu oțel carbon și oțel inoxidabil, care poate rezista la coroziune în mediul insulei nucleare și evită riscul de contaminare și scurgere cu ulei;
Etanșarea și prevenirea scurgerilor: capacul de capăt este conectat cu flanșe de înaltă{0}}rezistență și echipat cu inele de etanșare din cauciuc fluor rezistent la ulei și la temperatură înaltă-pentru a preveni interconectarea uleiului lubrifiant și a apei de răcire, care îndeplinește cerințele de protecție împotriva radiațiilor insulei nucleare;
Antivibrații structurale: Prin optimizarea suportului fasciculului de tuburi și a metodei de fixare a plăcii deflectoare, se adaptează la mediul de vibrații în timpul funcționării pompei principale, evitând slăbirea și deteriorarea prin oboseală a tuburilor schimbătoare de căldură;
Design de redundanță de siguranță: Unele modele adoptă o structură dublă, care poate realiza o singură funcționare și un singur backup, cu un timp de comutare mai mic sau egal cu 10 minute, îndeplinind cerințele de funcționare continuă a insulei nucleare.
3. Adaptabilitate și compatibilitate
Compatibil cu modelele de pompe principale pentru energie nucleară (cum ar fi AP1000, Hualong One, CANDU etc.), zona de schimb de căldură și dimensiunea interfeței pot fi personalizate în funcție de sarcina lagărului pompei principale și debitul sistemului de ulei;
Adaptați parametrii sistemului de apă de răcire (RRI) pentru echipamentele insulei nucleare, controlați creșterea temperaturii apei de răcire cu 5 grade și evitați șocul termic la sistemul RRI;
Sprijină legătura cu sistemul principal de control al pompei (DCS/PLC) pentru a realiza monitorizarea de la distanță și ajustarea automată a parametrilor cum ar fi temperatura uleiului, presiunea uleiului și debitul.

Scenarii de aplicare și întreținere a funcționării
Scenarii tipice de aplicare
Răcitorul de ulei al pompei principale de energie nucleară C3/C4 este utilizat pe scară largă în centralele nucleare cu reactoare cu apă sub presiune de a treia-generație/generația a patra, cu scenarii de bază care includ:
Condiții normale de funcționare: Când pompa principală funcționează la putere maximă, răciți continuu rulmenții motorului și uleiul de lubrifiere a etanșării mecanice pentru a menține stabilitatea sistemului;
Scenariul de fluctuație a încărcăturii: în timpul procesului de creștere și scădere a sarcinii cu energie nucleară, pornire și oprire, răspunde rapid la schimbările de temperatură a uleiului pentru a evita defecțiunea termică a peliculei de ulei;
Tranzitorii termici și condițiile de accident: în scenarii extreme, cum ar fi LOCA și creșterea bruscă a temperaturii în circuitul primar, mențineți capacitatea de răcire pentru a câștiga timp pentru răspunsul în caz de urgență;
Scenariul de întreținere: Când pompa principală este oprită pentru întreținere, cooperați cu sistemul pentru a scurge și completa ulei și pentru a realiza curățarea și testarea independentă a răcitorului de ulei.
Puncte cheie de operare și întreținere
Inspecție zilnică: monitorizați parametri precum temperatura uleiului, presiunea uleiului, debitul de apă și diferența de temperatură a apei. Dacă abaterea temperaturii uleiului de ieșire depășește ± 2 grade, aceasta trebuie investigată prompt;
Curățare regulată: dezasamblați pachetul de tuburi la fiecare 6-12 luni și utilizați apă la presiune înaltă sau agenți de curățare chimici pentru a îndepărta depunerile de pe partea tubului și uleiul de pe partea de carcasă. Coeficientul de murdărie trebuie controlat în intervalul de 0,0004 m² · K/W;
Inspecție de etanșare: verificați anual inelul de etanșare a capacului de capăt și suprafața de etanșare a flanșei, înlocuiți componentele învechite și efectuați un test de presiune a apei la 1,25 până la 1,5 ori presiunea de lucru pentru a asigura că nu există scurgeri;
Depanare: Când temperatura uleiului rămâne constant ridicată, trebuie să se acorde prioritate verificării dacă există blocaje în volumul apei de răcire, temperatura apei și tuburile de schimb de căldură; Când uleiul este contaminat, este necesar să înlocuiți uleiul și să curățați sistemul în timp util.

Răcitorul principal de ulei al pompei centralei nucleare C3/C4, ca „nucleu de control al temperaturii” al insulei nucleare, este o piesă cheie a echipamentului care asigură funcționarea în siguranță a pompei principale și menținerea integrității sistemului de răcire a reactorului. Transferul de căldură cu-eficiență ridicată, fiabilitatea-nuclearului și adaptabilitatea puternică susțin direct generarea de energie stabilă pe termen lung a centralelor nucleare. Odată cu promovarea-la scară largă a energiei nucleare de-generația a treia și dezvoltarea tehnologiei de energie nucleară de a patra-generație, răcitoarele de ulei vor fi îmbunătățite pentru a obține o eficiență mai mare, inteligență și o durată de viață mai lungă, oferind o garanție mai solidă pentru funcționarea sigură și eficientă a centralelor nucleare.