Aplicação de trocador de calor de placa em CARR

Aplicação de trocador de calor de placa em CARR

Aplicação de Trocador de Calor de Placa de Engenharia de Energia Nuclear em CARR Han Haifen, Zhang Jinshan, Jiang Baihua, Zhuang Yi (Instituto de Pesquisa e Design de Engenharia de Reatores do B*Zi Energy Research Institute, Pequim, 102413) Resumo: Foco na troca de água pesada no projeto CARR Seleção de trocadores de calor e principais trocadores de calor e processo de design. Através de comparações entre segurança e economia, pode-se ver que o trocador de calor da placa é superior ao trocador de calor do invólucro. A aplicação do trocador de calor da placa no sistema tem uma classificação para o design futuro: TL353+.丨3 1 O sistema de refrigeração do reator de refrigeração da China Advanced Research Reactor (CARR), sistema de resfriamento de água pesada, sistema de resfriamento de núcleo de emergência é o sistema CARR Important.

O sistema de refrigeração do reator carrega o aquecedor do núcleo através do refrigerante, e transfere calor para o sistema secundário de água de resfriamento usando o trocador de calor principal. A porção extra-externa do sistema consiste em quatro conjuntos de bombas de circulação principais, principais trocadores de calor e válvulas e linhas associadas em paralelo.

O sistema de resfriamento de água pesada usa duas castanhas de água pesada para transportar a água pesada no tanque de armazenamento de água pesada para o tanque de água pesada através do trocador de calor de água pesada, e transborda para o tanque de armazenamento de água pesada através da saída do tanque de água pesada para formar uma alça de circulação de água pesada, e transmite o sulco de calor do tanque de água pesada para o segundo sistema de água de resfriamento secundário.

A função do sistema de resfriamento do núcleo de emergência é garantir que o núcleo seja adequadamente resfriado durante as condições de acidente do reator, mantendo a temperatura do núcleo dentro dos limites seguros e evitando danos ao elemento combustível.

Os três sistemas acima exigem trocadores de calor para transferência de calor. Portanto, o trocador de calor é o equipamento-chave do sistema, e sua qualidade desempenha um papel importante no desempenho das funções do sistema.

2 Design do trocador de calor Como o meio no aquecedor de água pesada é água pesada e água de resfriamento secundária, o meio no trocador de calor principal e o trocador de calor de água é água deionizada e água de resfriamento secundária, para diferentes mídias, as exigências para vedação também são diferentes. Portanto, o design do trocador de calor será descrito de acordo com o desenho dos diferentes trocadores de calor de peso do meio, o design do principal trocador de calor e do trocador de calor da água.

2.1 Projeto de transferência de calor de água pesada Devido ao alto preço da água pesada, é radioativo depois de irradiado por nêutrons. Para evitar o vazamento de água pesada e evitar a poluição radioativa ao meio ambiente, o projeto do trocador de calor de água pesada deve ter as características de proteção vedavel, radioativa e pequeno volume.

2.1.1 O projeto de proteção radioativa tem dois aspectos principais: 1 para evitar vazamentos internos. É necessário garantir que a pressão no lado da água leve seja maior do que a pressão no lado da água pesada, de modo que uma vez que a água leve vaze para a água pesada, e o ambiente não seja poluído; 2 para evitar vazamentos. Para ser incorporado no projeto estrutural do trocador de calor. 2.1.2 Seleção de materiais Ao determinar o material, considera-se a química da água do fluido, a compatibilidade eletroquímica e térmica com o material de contato, a resistência à erosão e corrosão, a resistência à radiação e as propriedades de processamento (incluindo a soldabilidade). , maleabilidade, etc. Com base nos requisitos acima, o material principal do trocador de calor é 0Crl8Nil0Ti, e o material do reservatório de água secundário é de 20 aços, o que é consistente com o material da tubulação do sistema de loop. 2.1.3 Estrutura e material do trocador de calor 2.1.3. 结构 Projeto estrutural do estágio de projeto preliminar O projeto preliminar do trocador de calor de água pesada utiliza um trocador de calor horizontal, contracorrente, tipo invólucro de passe único. O trocador de calor tem rica experiência de operação, e a água de resfriamento secundária flui através do tubo interno, e a água pesada flui para trás através da lacuna anular entre o tubo interno e o tubo externo, para que a transferência de calor do hélio possa ser obtida com a quantidade mínima de enchimento de água pesada. Eficácia.

2.1.3.2 Determinação dos trocadores de calor da placa Durante o projeto de construção, sabe-se que a AFLAF tem uma longa história de trocadores de calor de placas de fabricação para água pesada, e possui experiência de design, processamento e fabricação ricas e confiáveis.

Comparado com o trocador de calor do invólucro, o trocador de calor da placa é fácil de montar e desmontar, o que é benéfico para limpeza e descalcificação, baixa frequência de limpeza, baixo tempo de limpeza, não há necessidade de inspeção regular e baixa taxa de falha. Quando o material estrutural da placa é metálico, a superfície de transferência de calor da unidade é mais barata que o tubo. Devido ao alto grau de turbulência de fluidos no canal de fluxo, a possibilidade de incrustação no trocador de calor é bastante reduzida e o coeficiente de transferência de calor é relativamente alto. Sua estrutura é mostrada em Figura 丨. Os parâmetros dos dois trocadores de calor são comparados com os mostrados na Tabela 1.

Tabela 12 Comparação de vários parâmetros de trocadores de calor Troca de calor Para troca de calor para troca de água pesada 1 água secundária água pesada lado secundário água * trabalho de calor * / fluxo MW / população m3 / * c exportação cachoeira / T resistência l*/m (água coluna) pegada de material líquido (comprimento X largura y número do trocador de calor / tabela da mesa posso ser encontrado que o trocador de calor da placa tem as seguintes vantagens sobre o trocador de calor do invólucro: (1) tamanho pequeno, A pequena pegada reduz o investimento dos fundos.

Os custos operacionais são baixos. Uma vez que o trocador de calor de água pesada adota um tipo de contracorrente, a fim de reduzir o vazamento radioativo, é necessário garantir que a pressão do lado da água leve seja maior do que a pressão do lado da água pesada, ou seja, a pressão secundária da saída de água é maior do que a pressão de entrada de água pesada. Não é difícil ver na Tabela 1 que o uso do trocador de calor da placa reduz o levantamento da bomba de água pesada e da bomba de água secundária em 25,7 m e 19,86 m, respectivamente, e reduz a taxa de fluxo da água de resfriamento secundária em 674 m3/h, respectivamente. Despesas operacionais.

O trocador de calor de água pesada foi alterado do tipo de invólucro para o tipo de placa, e foi alterado dos 2 conjuntos originais para 1, que salvou 21 válvulas e dezenas de dutos de grandes e pequenos, e mudou as especificações de alguns tubos do conjunto original<>219x8. É 4>159x6, que simplifica o layout do gasoduto. É mais fácil e conveniente revisar. Reduz o perigo oculto de vazamento de água pesada e economiza 1,8m3 de água pesada (no valor de RMB 3,96 milhões).

Manutenção e limpeza são mais fáceis e convenientes.

O preço é baixo. O custo total de fabricação, processamento e design de trocadores de calor de placas é de cerca de 75.000 euros (750.000 yuan), enquanto o preço de processamento dos trocadores de calor de invólucro é de cerca de 1,5 milhão de yuans por unidade. O custo total da máquina chegará a 3 milhões de yuans.

Através da análise acima, o design original do trocador de calor do invólucro foi substituído por um trocador de calor de placa na fase de projeto de construção.

2.1.3.3 Seleção de material de trocador de calor da placa A escolha do material da placa e do material da junta também é muito importante. De acordo com o índice de qualidade da água fluida, é determinado que a placa ainda seleciona 0Crl8Nil0Ti, e a junta seleciona NBR (borracha butadiene de acrilonitrila). Os especialistas da Codex AFLAF acreditam que, na aplicação de sistemas de água pesada, o trocador de calor de placa convencional é suficiente para garantir que ele não sangre, pois a água pesada não causa corrosão na junta. Normalmente, a junta usada em água pesada 5 precisa ser substituída apenas uma vez em um ano ou mais. Considerando o impacto do vazamento de água pesada no meio ambiente e algumas perdas econômicas, foi selecionado um trocador de calor de placa semi-soldada, ou seja, duas placas para circulação de água pesada foram seladas por vedação a laser, e duas da água de resfriamento secundária foram divulgadas. As placas são conectadas por juntas convencionais, tornando o design mais seguro, mais econômico, mais razoável e mais avançado. A estrutura da solda de vedação é como mostrado.

2.2 Design do trocador de calor principal e trocador de calor da água da piscina Uma vez que o meio fluido no trocador de calor principal e o trocador de calor da água da piscina são água deionizada e água de resfriamento secundária, o principal trocador de calor é um secundário seguro, o trocador de calor da piscina Para as notas relacionadas à segurança, a descrição do design aqui é apenas para o principal trocador de calor.

O modelo selecionado para o trocador de calor principal é M30*FD. Este trocador de calor é o mesmo tipo do mesmo trocador de calor usado pela HANARO na Coreia. O trocador de calor tem sido usado por vários anos, e sua experiência vale a pena aprender. Durante o período de 10 anos, a junta foi substituída duas vezes.

Zhang Zhanli (1976-), homem, engenheiro assistente. Em 1997, ele se formou na Escola da Indústria Nuclear de Pequim com um curso de engenharia e testes de reator nuclear. Agora trabalhando na engenharia do reator.

Fan Yuerong (1970-), mulher, engenheira.丨 graduado pelo processo de fabricação mecânica e equipamentos da Universidade Jimei em Xiamen em 996. Agora, do projeto de engenharia do reator... Dai Shoutong (1974-), macho, enxofre. Em 2006, formou-se na Academia chinesa de Energia Atômica com um curso de ciência e engenharia de reatores. Agora, a partir da análise mecânica da tubulação do reator.

(Editor: Liu Jun) (Continuado a partir da página 85) Na verdade, o ciclo de substituição da junta depende do funcionamento do trocador de calor, pois a junta é fixada na ranhura do trocador de calor pressionando, e é pressurizada. Após a deformação ocorrer, ele não retornará ao estado original, portanto, se não houver vazamento durante a operação ou o trocador de calor não puder atender à eficiência da transferência de calor, não desmonte a placa de transferência de calor 3. A aplicação do trocador de calor da placa no reator de pesquisa doméstica Pela primeira vez, o dispositivo está atualmente em fase de instalação. Devido à pequena pegada, baixo custo operacional, longo período de manutenção e fácil manutenção, e baixo investimento, é razoável acreditar que o trocador de calor da placa é ainda mais aplicado no campo do reator de pesquisa.

Han Haifen (1972-), mulher, engenheira. Em 1997, formou-se no Instituto de Tecnologia de Zhongnan, graduando-se em máquinas químicas.

Zhang Jinshan (1974-), homem, engenheiro. Em 1998, formou-se na Harbin Engineering University com um curso de engenharia térmica.

Jiang Baihua (1977-), mulher, engenheira. Em 2000, formou-se na Harbin Engineering University com um curso de engenharia nuclear.

(Editor: Liu Jun)

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