學院：核科學與技術學院
姓名：鄒宇飛
學號：2011151127
指導老師：孫中寧
時間：2023年11月22日
在壓水堆核電站中，蒸汽發生器是一回路系統中的乙個主要裝置，具有尺寸大、重量重、設計、製造複雜、作用大的特點，再設計和製造方面被稱為當代熱交換器技術的最高水平。長期以來國際上壓水堆核電站蒸汽發生器經常發生傳熱管腐蝕破損，在可靠性上存在嚴重問題，是核蒸汽**系統的唯一致命弱點，保證蒸汽發生器的製造質量有助於提高其安全可靠性。由於蒸汽發生器製造相當複雜，技術密集程度高，要求製造質量符合設計說明書上的要求，因此，設計說明書在蒸汽發生器的製造過程中就尤為重要。
本設計說明書是針對壓水堆設計的立式 u 型管自然迴圈蒸汽發生器。作者在參考了孫中寧老師編寫的《「蒸汽發生器」課程設計指導書》和《核動力裝置》，在閱讀了大量文獻後，提出了蒸汽發生器的一種新的方案設計，並進行了論證。通過強度計算和結構設計，確定了蒸汽發生器的結構尺寸，然後分別進行了蒸汽發生器的熱力計算、水動力計算，希望能獲得更佳的設計方案。
由於編者水平有限，實踐經驗不足，加之時間倉促，設計說明書中難免有疏漏和錯誤之處，誠懇希望讀者批評指正。
鄒宇飛2023年11月於哈爾濱
蒸汽發生器是產生汽輪機所需蒸汽的換熱裝置。在核反應堆中，核裂變產生的能量由冷卻劑帶出，通過蒸汽發生器將熱量傳遞給二迴路工質，使其產生具有一定溫度一定壓力和一定乾度的蒸汽。此蒸汽再進入汽輪機中做功，轉換為電能或機械能。
在這個能量轉換過程中，蒸汽發生器既是一回路的裝置，又是二迴路的裝置，所以被稱為
一、二迴路的樞紐。蒸汽發生器作為一回路主裝置，主要功能有：
1、將一回路冷卻劑的熱量通過傳熱管傳遞給二迴路給水，加熱給水至沸騰，經過汽水分離後產生驅動汽輪機的幹飽和蒸汽；
2、作為一回路壓力邊界，承受一回路壓力，並與一回路其他壓力邊界共同構成防止放射性裂變產物溢位的第三道安全屏障；
3、在預期執行事件、設計基準事故工況以及過度工況下保證反應堆裝置的可靠執行。
實際執行經驗表明，蒸汽發生器能否安全、可靠的執行，對整個核動力裝置的經濟性和安全可靠性有著十分重要的影響。據壓水堆核電廠事故統計顯示，蒸汽發生器在核電廠事故中居重要地位。一些蒸汽發生器的可靠性是比較低的，它對核電廠的安全性、可靠性和經濟效益有重大影響。
因此，各國都把研究與改進蒸汽發生器當做完善壓水堆核電廠技術的重要環節，並制定了龐大的科研計畫，主要包括蒸汽發生器熱工水力分析；腐蝕理論與傳熱管材料的研製；無損探傷技術；振動、磨損、疲勞研究；改進結構設計，減少腐蝕化學物的濃縮；改水質控制等。
第二章蒸汽發生器的設計與計算
一回路工作壓力mpa （給定）
一回路水進口溫度給定）
一回路水出口溫度給定）
一回路水平均溫度
一回路進口水焓kj/kg （15.0mpa，310℃）
一回路出口水焓kj/kg （15.0mpa，290℃）
蒸發器熱效率給定）
二迴路工作壓力mpa給定）
二迴路飽和水溫度5.0mpa ）
二迴路飽和水焓kj/kg （5.0mpa ）
二迴路給水溫度給定）
二迴路給水焓kj/kg （5.0mpa，220℃）
汽化潛熱kj/kg （5.0mpa ）
蒸汽乾度0.99給定）
排放係數1給定）
二迴路蒸汽產量126kg/s給定）
一回路放熱量231000kw
一回路水流量2125.85kg/s
二迴路排汙量1.26kg/s
傳熱管外徑22mm（選定）
傳熱管節距30.8mm
最小u形管節圓直徑 =123.2mm
半徑61.6mm
彎曲減薄係數1.089
負公差修正係數1.102
一回路側設計壓力1.875mpa=191.33kg/cm2
傳熱管許用應力18kg/mm2=1800kg/cm2
傳熱管壁厚1.346mm
這裡取傳熱管壁厚為1.5mm
傳熱管內徑19mm
單管流通面積2.84×10-4m2
參考相關文獻記錄，u形管大約有2000根，通過排管，最終確定u形管數目=2082根。
一回路流通面積0.59m2
一回路水平均比容0.001378m3/kg（15.0mpa，300℃）
一回路水流速4.95m/s
一回路水導熱係數0.56w/(m·℃)（15.0mpa，300℃）
一回路水動力粘度8.833×10-5kg/(m·s)（15.0mpa，300℃）
一回路水普朗特數0.8616（15.0mpa，300℃）
一回路水雷諾數780000
一回路側放熱係數33129w/(m2·℃)
傳熱管導熱係數17.4w/(m2·℃)
傳熱管壁熱阻9.27×10-5m2·℃/w
汙垢熱阻2.6×10-5m2·℃/w
參考有關文獻，假定二迴路側放熱係數 =27357w/(m2·℃)
傳熱系數5257.5w/(m2·℃)
大端溫差46℃
小端溫差26℃
對數平均溫差35℃
傳熱面積1262m2
熱流密度183000w/m2
將熱流密度迭代回二迴路側放熱係數公式，則 =27190w/(m2·℃)
與原假定相近。
傳熱裕度係數1.1（選定）
設計傳熱面積1388m2
傳熱管總長20085m
排列方式為正方形
節距0.0308m
最小u形管節圓直徑 =0.1232m
實際布管數2082根
管束直徑2.4m
彎管總長3226m
直管總長16859m
管束直段高4.0m
管束彎段高1.15m
管束總高5.15m
裝配間隙20mm（選取）
襯筒內徑2.44m
襯筒壁厚12mm（選取）
襯筒外徑2.464m
下降流道寬度 =88mm（選取）
下筒體內徑2.64m
二迴路設計壓力 =6.25mpa=63.78kg/cm2
下筒體許用應力 =18kg/mm2（給定）
計算壁厚47.79mm
設計壁厚70mm
筒體外徑2.78m
與管板連線壁厚 =80mm
二迴路設計壓力 =6.25mpa=63.78kg/cm2
許用應力18kg/mm2（給定）
上筒體內徑 =3200mm（給定）
計算壁厚57.92mm
設計壁厚60mm
上筒體外徑 =3320mm
設計壓力191.33kg/cm2
許用應力14.518kg/mm2（給定）
課程設計 蒸發器
第一章蒸發操作條件的確定 蒸發作為化工產品工藝製造過程中的單元操作，有多種不同的裝置，不同的流程和不同的操作方式。蒸發操作條件的確定主要指蒸發器加熱蒸汽的壓強 或溫度 冷凝器的操作壓強 或溫度 的確定，正確選擇蒸發的操作條件，對保證產品質量和降低能耗極為重要。1.1 加熱蒸汽壓強的確定 通常被蒸汽的...
管式降膜蒸發器技術說明
1.主要裝置選型 1.1概述 本標書提供的蒸發器型式為管式降膜蒸發器，管式降膜蒸發器在食品 化工 海水淡化 造紙等行業早已是成熟產品，特別是造紙業由於管式降膜蒸發器的特點，目前在國際上早已形成主流，由於國內薄壁不鏽鋼管材的 得到解決，今後管式降膜蒸發器將成為使用者第一選擇。我公司從事蒸發研究與製造多...
減速器設計說明書
實訓類別 機械設計 院別 機電學院 專業 機械設計製造及其自動化 汽車工程 班級姓名 學號指導教師 張平 教務處制 二00八年 12月15日 注 1 文中單位名稱可採用國際通用符號或中文名稱，但全文應統一，不可混用。2 字數一般不少於，可另加同規格紙張。目錄 一減速器設計說明書 5 二傳動方案的分析...