蒸汽發生器給水環設計與水力特性分析

胡彧　魯佳　李冬慧　談國偉　何戈寧

【摘 要】在蒸汽發生器（SG）給水環的設計中，傳熱管冷側和熱側熱負荷不均的特性要求通過合理的結構布置使給水按合理的比例分配給冷側和熱側，以適應兩側不同的熱負荷，保證二次側自然循環回路的穩定性。本文介紹了國內二代改進型機組55/19B型蒸汽發生器的給水環的結構設計，建立了給水環的水力計算模型，通過分析，得到了給水環的水力特性及給水分配情況，證明了設計滿足給水分配要求。

【關鍵詞】給水環；蒸汽發生器；水力特性

中圖分類號： TM623.91 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）29-0069-002

【Abstract】In the design of steam generator （SG） feed water ring， the characteristics of uneven heat load on the cold side and hot side of the heat transfer pipe require that the water supply should be distributed to the cold side and the hot side at a reasonable ratio through reasonable structural arrangement，In order to adapt to different heat load on both sides， to ensure the stability of the secondary side of the natural circulation loop.This paper introduces the structure design of the water supply ring of 55/19B steam generator of the second generation improved unit in China and establishes the hydraulic calculation model of the water supply ring.Through the analysis，the hydraulic characteristics and water distribution of the water supply ring are obtained， Meet the water distribution requirements.

【Key words】Water supply ring；Steam generator；Hydraulic characteristics

0 引言

國內二代改進型機組55/19B型蒸汽發生器為典型的立式倒U型管式自然循環蒸汽發生器（簡稱SG，下同），這種SG的U型傳熱管冷側和熱側在工作中的傳熱效率存在著不均。在蒸汽發生器給水環的設計中，傳熱管冷側和熱側熱負荷不均的特性要求通過合理的結構布置使給水按合理的比例分配給冷側和熱側（冷側約20%，熱側約80%），以適應兩側不同的熱負荷，保證二次側自然循環回路的穩定性。這就要求對蒸汽發生器給水環的水力特性進行準確的分析計算，以優化蒸汽發生器給水環的設計，保證給水分配滿足要求。

本文介紹了國內二代改進型機組55/19B型蒸汽發生器的給水環的結構設計，通過分析，得到了給水環的水力特性及給水分配情況，證明了設計的合理性。

1 給水環結構設計簡介

55/19B型蒸汽發生器給水環結構見圖1所示。

給水環由給水總管、給水三通、給水環管、J形管4部分組成。SG正常運行時，SG的主給水由給水總管進入，通過給水三通進入到給水環管中，再通過布置在給水環管頂部的36個倒J形管，引入到SG二次側。

55/19B型蒸汽發生器的給水環的結構總體上看是對稱的，考慮了冷熱側給水分配的要求，J形管在給水環管頂部呈不均勻分布。

2 分析方法簡介

1）計算假設

由于給水環外部為蒸汽發生器二次側內部水腔的大空間，假設所有J形管出口外靜壓相同，速度為零。

同時，由于55/19B型蒸汽發生器給水環為近似對稱的結構，計算分析時按對稱模型，將給水環水力計算簡化1入口多出口的一維穩態水力計算模型。

將一維流動路徑上的給水環模化為如圖3所示的若干區域，其中，J形管從最遠離給水母管的位置開始編號。

2）計算模型建立

對上述每個區域，按兩個不同路徑進行水力計算：

①B點的靜壓=A點（J形管出口）總壓（等于靜壓）+B點至A點的總流動阻力-B點的動壓。

②B點的靜壓=C點的靜壓+ C點的動壓+ B點至C點的總流動阻力-B點的動壓。

按照參考文獻[1]推薦的方法，針對上述兩個不同路徑上的沿程阻力、局部阻力等，建立詳細的水力計算模型。

3）模型求解

按圖4所示建立迭代計算，進行求解。

3 計算結果及分析

本文分別針對國內二代改進型機組55/19B型蒸汽發生器在10%額定功率及100%額定功率情況下，給水環的給水分配情況進行了計算。

圖5是10%FP工況下的給水流量分配匯總情況，圖6是100%FP工況下的給水流量分配匯總情況。

從分析可見，在不同工況（10%FP、100%FP）下，冷側給水均約占總給水量的約20%（實際占23%），熱側給水均約占總給水量的約80%（實際占77%）。計算結果證明，55/19B型蒸汽發生器給水環的設計，滿足給水分配設計要求。

4 結論

本文建立了水力計算模型，計算了國內二代改進型機組55/19B型蒸汽發生器的給水環的水力特性。

計算得到了不同工況下各J形管的流量，驗證了55/19B型蒸汽發生器給水環的設計滿足給水分配要求。

【參考文獻】

[1]華紹曾，楊學寧等.實用流體阻力手冊[M].北京：國防工業出版社，1985.

[2]時鈞，汪家鼎，于國琮，等.化學工程手冊[M].北京：化學工業出版社，1996.endprint