1000MW核电汽水分离再热器分离功能解析.docx

摘要 ： 主要介绍 1 000 MW 级核电站常规岛设备汽水分离再热器预分离器和分离器分离原理，结构特点，分离效能影响因素，设计难点。关 键 摘 要 ： 主要介绍 1 000 MW 级核电站常规岛设备汽水分离再热器预分离器和分离器分离原理，结构特点，分离效能影响因 素，设计难点。 关 键 词 ： MSR 汽水分离再热器；分离；设计 中图分类号：TK22 文献标识码：A 文章编号：1001- 9006（2010）01- 0067- 03 An a lysis o f t h e Fu n ct io n fo r 1 0 0 0 M W M o ist u re Se p a ra t o r Re h e a t e r YAN Xiao-liang （Dongfang(Guangzhou) Heavy Machinery Co., Ltd., 511455, Guangzhou, China） Abstract：This paper introduces the principle on 1 000 MW MSR pre-separator and separator, the characteristic of structure, some factors of the infection on the separator efficiency, and the difficulty for the design. Key words：MSR; separator; design 在轻水堆反应核电厂（PWR 或 BWR）中，循环 蒸汽是以饱合状态且以相对较低的压力（5~7 MPa） 进入汽轮机的，经过高压缸（图 1，A~B）的初期膨 胀之后，蒸汽含水量达 10%~15%，如果不采取任 何预防措施，使该部分湿气进入下游的中、低压缸 膨胀做功（图 1，B~C），那么中、低压缸排气的湿 度含量将上升至 20%~25%，此富余的高额湿度将 大大降低汽轮机组的工作效率并导致中、低压叶片 的充蚀损坏，因此，有必要在蒸汽进入中、低压缸 内膨胀之前限制高压缸排气的湿度含量。 在核电站中 ，为保证汽轮 机安全运行 ，提高 中、低压缸内效率，在高、中或低压缸之间设 置 汽水分离再热器（以下均称 MSR），使进入下游气 缸的蒸汽具有一定过热度，从而使低压缸排汽湿 度，以达到可接受的水平。 A- B：HP 高压缸膨胀做功曲线；B- D：水分离曲线；D- E：残留水 蒸发曲线；E- F：蒸汽过热曲线；F- G：LP 低压缸膨胀做功曲线 MSR 主要功能是完成对高压缸排汽的汽水分 离和蒸汽再热。其分离功能主要依靠位于 MSR 筒 图1 蒸汽图 收稿日期：2009- 12- 06 作者简介：颜晓亮（1981-），男，2004 年毕业武汉化工学院过程装备与控制工程专业，主要从事核岛及常规岛产品设计。 67 1 MSR 功能介绍 1 000 MW 核电汽水分离再热器分离功能解析 颜晓亮 东方电气（广州）重型机器有限公司，广东 广州 511455 2 0 1 0. 03 . 25 第2 4 卷 2 0 1 0. 03 . 25 第2 4 卷Vo l. 2 4 总第9 3 期 体下部蒸汽进口接管处的预分离器和位于预分 离 器上部的分离器。预分离器从形状上看为一 个倒 挂伞形结构，主要由 8 个分离叶片和 4 个锥环 组 成（如图 2）。其分离方式为离心分离：当湿蒸汽进 入预分离器后，受到锥环阻挡，蒸汽流 向发生改 变，其中大颗粒的水珠受离心力影响被甩出蒸汽， 实现第一次粗分离，其分离效率受蒸汽流量及 流 速影响较大；二次分离与一次分离不同，其分 离 部件由 V 形分离架和大量 0.5 mm 的不锈钢波纹板 排列组成（如图 3），通过调整各分离板间的距离和 布置数量，增大蒸汽与波纹板的接触面积，并通 过模拟实验修正波纹板波纹的倾斜度以达到湿气 离心分离效率的最大化，从而实现二次分离功能， 实验验证，该组合分离结构的最大分离效率 可达 99.5%。 并回收在叶轮机内特别设计的涡轮机固定装置内， 中、小直径的水珠在叶轮机排气管和穿接管道中。 诸如并合、壁效应、声波等各种不同的现象 组合 促使水珠变大，通过对高压缸排气装置所 作的光 学测量显示：大部分抵达分离器的水珠直 径均大 于 10 μm。这些水珠依据操作条件的不同，在蒸汽 压力从几百毫帕到 15 帕不等的情况下，在蒸汽中 分散。那些促成水珠变大的现象往往同时也 会造 成蒸汽中水分的不平均分配。 为了使汽水 分离器在各 种不同的叶 轮机操作 条件下均可满意地运作，它必须能够在其下列主 要参数即使有较大跨度的变化情况下，仍然保 持 高效：①水珠大小；②含水蒸汽的动 压；③蒸汽 中水分的局部