蒸汽发生器给水环设计与水力特性分析

胡彧　鲁佳　李冬慧　谈国伟　何戈宁

【摘 要】在蒸汽发生器（SG）给水环的设计中，传热管冷侧和热侧热负荷不均的特性要求通过合理的结构布置使给水按合理的比例分配给冷侧和热侧，以适应两侧不同的热负荷，保证二次侧自然循环回路的稳定性。本文介绍了国内二代改进型机组55/19B型蒸汽发生器的给水环的结构设计，建立了给水环的水力计算模型，通过分析，得到了给水环的水力特性及给水分配情况，证明了设计满足给水分配要求。

【关键词】给水环；蒸汽发生器；水力特性

中图分类号： TM623.91 文献标识码： A 文章编号： 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

国内二代改进型机组55/19B型蒸汽发生器为典型的立式倒U型管式自然循环蒸汽发生器（简称SG，下同），这种SG的U型传热管冷侧和热侧在工作中的传热效率存在着不均。在蒸汽发生器给水环的设计中，传热管冷侧和热侧热负荷不均的特性要求通过合理的结构布置使给水按合理的比例分配给冷侧和热侧（冷侧约20%，热侧约80%），以适应两侧不同的热负荷，保证二次侧自然循环回路的稳定性。这就要求对蒸汽发生器给水环的水力特性进行准确的分析计算，以优化蒸汽发生器给水环的设计，保证给水分配满足要求。

本文介绍了国内二代改进型机组55/19B型蒸汽发生器的给水环的结构设计，通过分析，得到了给水环的水力特性及给水分配情况，证明了设计的合理性。

1 给水环结构设计简介

55/19B型蒸汽发生器给水环结构见图1所示。

给水环由给水总管、给水三通、给水环管、J形管4部分組成。SG正常运行时，SG的主给水由给水总管进入，通过给水三通进入到给水环管中，再通过布置在给水环管顶部的36个倒J形管，引入到SG二次侧。

55/19B型蒸汽发生器的给水环的结构总体上看是对称的，考虑了冷热侧给水分配的要求，J形管在给水环管顶部呈不均匀分布。

2 分析方法简介

1）计算假设

由于给水环外部为蒸汽发生器二次侧内部水腔的大空间，假设所有J形管出口外静压相同，速度为零。

同时，由于55/19B型蒸汽发生器给水环为近似对称的结构，计算分析时按对称模型，将给水环水力计算简化1入口多出口的一维稳态水力计算模型。

将一维流动路径上的给水环模化为如图3所示的若干区域，其中，J形管从最远离给水母管的位置开始编号。

2）计算模型建立

对上述每个区域，按两个不同路径进行水力计算：

①B点的静压=A点（J形管出口）总压（等于静压）+B点至A点的总流动阻力-B点的动压。

②B点的静压=C点的静压+ C点的动压+ B点至C点的总流动阻力-B点的动压。

按照参考文献[1]推荐的方法，针对上述两个不同路径上的沿程阻力、局部阻力等，建立详细的水力计算模型。

3）模型求解

按图4所示建立迭代计算，进行求解。

3 计算结果及分析

本文分别针对国内二代改进型机组55/19B型蒸汽发生器在10%额定功率及100%额定功率情况下，给水环的给水分配情况进行了计算。

图5是10%FP工况下的给水流量分配汇总情况，图6是100%FP工况下的给水流量分配汇总情况。

从分析可见，在不同工况（10%FP、100%FP）下，冷侧给水均约占总给水量的约20%（实际占23%），热侧给水均约占总给水量的约80%（实际占77%）。计算结果证明，55/19B型蒸汽发生器给水环的设计，满足给水分配设计要求。

4 结论

本文建立了水力计算模型，计算了国内二代改进型机组55/19B型蒸汽发生器的给水环的水力特性。

计算得到了不同工况下各J形管的流量，验证了55/19B型蒸汽发生器给水环的设计满足给水分配要求。

【参考文献】

[1]华绍曾，杨学宁等.实用流体阻力手册[M].北京：国防工业出版社，1985.

[2]时钧，汪家鼎，于国琮，等.化学工程手册[M].北京：化学工业出版社，1996.endprint