本发明论及用于监督核蒸汽发生器中换热管腐蚀的模拟蒸汽发生器。 用于监督核蒸汽发生器换热管中发生的腐蚀破坏量的某些类型模拟蒸汽发生器,在以前的技术中通常是大家知道的。一般地说,这种模拟蒸汽发生器是通过使一组试样换热管承受核蒸汽发生器中换热管周围相同的热、压力和化学条件来工作的。如果这些条件被精确地模拟,则模拟蒸汽发生器试样换热管中发生的腐蚀量将精确地指示出在被监督的核蒸汽发生器中存在的管子腐蚀。这种模拟蒸汽发生器是腐蚀监测的一种特别有用的形式,因为它们不需要停闭核电站也不需要派技术人员进入蒸汽发生器有放射性的内部去。但是,仅在这种模拟蒸汽发生器能精确地模拟核电站内存在的热、压力和化学条件的情况下,它们才是有用地。任何对这些条件的偏离都将对模拟蒸汽发生器的精度产生不利的影响。
为了了解在建造一个对换热管腐蚀提供精确监督的实用模拟蒸汽发生器中的困难,人们必须首先了解核蒸汽发生器通常是如何构造的,以及什么样的化学和水力条件会造成管子腐蚀。
核蒸汽发生器由三个主要部分组成,它包括一个二次侧、一个管板以及一个流通核反应堆来的加热水的一次侧。蒸汽发生器的二次侧包括许多U形管以及一个导入给水流量的进口接管。在二次侧内U形管的入口和出口端被安装在管板上,该管板从水力上把蒸汽发生器的一次侧和二次侧分隔开。一次侧又包括分配板,分配板从水力上将U形管的入口端和出口端隔离开。从核反应堆流来的热水导入一次侧包含U形管所有入口端的部分。热水流过入口,向上通过管板并绕着延伸到蒸汽发生器二次侧内的U形循环。热水通过U形管的管壁将其热量传送到流过蒸汽发生器二次侧的给水中,从而将给水转换成蒸汽。在核加热水循环通过U形管后,它流过管板、U形管的出口,进入一次侧的出口部分,然后回流到核反应堆。U形管的入口端称之为“热段”,这些管子的出口端称之为“冷段”。
这种核蒸汽发生器的换热管可能会遭到许多不同形式的腐蚀破坏,包括颈缩、应力腐蚀裂纹、晶内腐蚀和点状腐蚀。对这些蒸汽发生器的管子的现场检查已经发现,这种腐蚀破坏大多数发生在称之为蒸汽发生器的裂隙区。这种裂隙区包括换热管和管板间的环形间隙以及在这些管子和二次侧中各种支撑板之间的环形间隙,这些支撑板是用来均匀地隔开和定位这些管子的。腐蚀性淤渣由于重力的作用趋向于收集在这些裂隙内。此外,在这些区内较差的水力循环趋向于使淤渣保持在这些裂隙中,并在靠近淤渣的管子中造成集中的“热点”。这些“热点”辐射出的热在引起换热管的外表面与淤渣中的腐蚀性化合物进行化合上起到强有力的催化剂作用。虽然大多数的核蒸汽发生器包括有排污系统,用来定期地将淤渣清除出蒸汽发生器壳体,但是在裂隙区的淤渣是不容易用这种排污系统产生的液压流冲掉的。尽管这种核蒸汽发生器的换热管一般用耐腐蚀的因科镍(Inconec)不锈钢制成,但是局部区域热量和腐蚀性淤渣的结合最终可能引起换热管破裂,并使一次侧的放射性水泄漏到蒸汽发生器的二次侧中。然而,如果在腐蚀引起管壁生成裂纹以前在换热管内部装有增强套管,就不存在这种不足了。
为了精确地监测特定的核蒸汽发生器的换热管中发生的腐蚀破坏量,改进了模拟蒸汽发生器,其目的在于在任何管壁破裂之前可给这些管子装上套管。已经发现这种模拟蒸汽发生器是一种确定核蒸汽发生器换热管中发生的腐蚀破坏量的特别精确的方法,因为特定蒸汽发生器的给水化学性质和热工水力特性在特定管组中引起的特定腐蚀量实际上是不可能用纯粹理论模型来预测的。
然而,这种采用先有技术的模拟蒸汽发生器存在着一些重大的问题。例如,某些这种模拟蒸汽发生器没有办法将水从它们产生的、二次侧出来的湿蒸汽中分离出来。这使得相当量的产生淤渣的化合物通过夹带在蒸汽中的水滴逸出,从而削弱了这种模型精确模拟蒸汽发生器中积累的淤渣量的能力。为了校正这种不精确性,某些模拟蒸汽发生器采用全尺寸蒸汽发生器中使用的螺旋叶片或水分离器的按比例缩小的模型。
这种螺旋叶片或分离器是使一块金属板在模拟蒸汽发生器产生的蒸汽柱中不断旋转进行工作的,这块金属板冲撞夹带在这个蒸汽柱中的许多水滴并把它们抛撞在蒸汽发生器二次侧的内壁上,在那里它们向下流回到二次侧中的给水槽中。虽然这种螺旋叶片式分离器的按比例缩小模型对去除模拟蒸汽发生器二次侧产生的蒸汽中夹带的大多数水滴是有效的,但损失率仍远高于被模拟的核蒸汽发生器中螺旋叶片式分离器所具有的0.25%损失率。因为在去除模拟蒸汽发生器二次侧产生的蒸汽中所夹带的水滴方面,比例缩小型螺旋叶片式分离器的效率不是按比例的。因此这些模拟蒸汽发生器具有较大的水损失流过它们的蒸汽输出管道。这些水损失又导致相当量的生成淤渣的化合物被喷出二次侧的蒸汽出口管。这又延缓了模拟蒸汽发生器中的淤渣生成,这种淤渣生成的延缓以一种特别危险的方式影响到模拟的精度。模拟蒸汽发生器的操作员可能得到错误的印象,即被监督的核蒸汽发生器在管板附近积累的腐蚀管子的淤渣比它实际积累的要小。
用先有技术制造的模拟蒸汽发生器的其它不足之处还包括它们不能精确地模拟在蒸汽发生器不同区域内换热管和管板的条件。更精确地说,许多先有的模拟蒸汽发生器不能模拟被监督的核蒸汽发生器管板的半径方向上不同点处的循环量和热通量。此外,许多以前的模拟蒸汽发生器不能方便地模拟“低通量”和“高通量”两种条件,而这些条件在核蒸汽发生器从其最低蒸汽输出到最高蒸汽输出时是存在的。
显然,要求模拟蒸汽发生器具有的蒸汽分离器能够使通过蒸汽发生器二次侧蒸汽出口管的水损失量降低到同被监督的核蒸汽发生器中实际存在的水损失量相当的程度,以便能精确地模拟该蒸汽发生器管板附近存在的淤渣积累。理论上,这种模拟蒸汽发生器还能精确地、方便地模拟核蒸汽发生器管板半径方向上任一点的热工水力特征。最后,这种模拟蒸汽发生器应能够在较宽的调节范围内模拟换热管的“热段”和“冷段”周围的条件。
本发明主要包括有一个用来模拟全尺寸蒸汽发生器内条件的改进的模拟蒸汽发生器。这一模拟蒸汽发生器包括有一些换热管和一块支撑管板,以模拟和监督全尺寸蒸汽发生器中包含的换热管和管板的条件和损坏情况。该模拟蒸汽发生器包含有一个蒸发器壳体,壳体装有一个给水进口接管,用来将给水导入蒸发器壳体的内部;壳体至少装有一根试样换热管,用来将给水转化为蒸汽流;壳体装有一个蒸汽出口接管,用来引导蒸汽流流出壳体;壳体装有一个分离装置,用来将流出出口管的蒸汽流内夹带的水滴分离出来,该分离器包括有许多分离筛,每一个分离筛由一排偏转板部件构成。
这里介绍的一种推荐的具体装置设置有一台模拟蒸汽发生器,该蒸汽发生器装有一个改进的分离装置,用来将模拟蒸汽发生器二次侧产生的蒸汽流内夹带的水滴分离出来。该模拟蒸汽发生器还包括有一个装有第一组和第二组冷凝管的冷凝器装置,用来将模拟蒸汽发生器二次侧产生的蒸汽流转化回冷凝水,为了增加模拟蒸汽发生器的调节化,装有一个限制阀,用来有选择地断开冷凝器装置的一组冷凝管道,由限制阀提供的调节比使模拟蒸汽发生器能在很宽的运行负荷范围内精确地模拟核蒸汽发生器内部的热工水力条件。最后,本发明可以包括有一台给水预热器,用来使引进蒸汽发生器二次侧的给水预加热到一个选定的温度,以便能精确地模拟有关被监督的该蒸汽发生器的管板各个区域的可变热工条件。预热器以一组筒式电阻加热器为能源,这种加热器采用双壁加热器,使得在加热器的一层壁破裂时防止污染模拟蒸汽发生器的二次侧。
分离装置可包括有许多分离筛,每一个分离筛由一排平行的偏转板部件构成。每一个偏转板部件最好是一个细长的、半圆柱形的部件,它有一个对着模拟蒸汽发生器二次侧向上蒸汽流布置的凹形面。这些分离筛可布置在靠近蒸汽出口的上游排汽管中和朝着试样管的下游排汽管中,在下游排汽管中的分离筛的每一个偏转板部件与水平面呈倾斜,使得冲击偏转板部件的水滴可以向下流回到模拟蒸汽发生器二次侧底部的存水中。另外,在上游排汽管和下游排汽管中每一个分离筛的偏转板部件相对于相邻分离筛的偏转板部件呈倾斜布置,以便给通过冷凝器装置的向上蒸汽流提供一个弯曲的流道。在推荐的具体装置中,每一个偏转板部件相对于其上方的一个分离筛和下方的一个分离筛的偏转板部件呈45度角倾斜布置。
通过用举例方法和参考附图对一个推荐的具体装置进行下述说明,可以对本发明有更详细的了解,在这些图中有:
图1A、1B和1C构成本发明一个具体装置的改进模拟蒸汽发生器的示意图;
图2A是本发明的蒸发器装置的一个截面侧视图;
图2B是沿着2A B-B线的蒸发器装置的平面截面图;
图2C是模拟蒸汽发生器一次侧加热器组件中使用的一个筒式加热器的部分截面侧视图;
图2D是蒸发器装置一次侧上部的截面侧视图;
图2E是沿图2A中E-E线的蒸发器装置的平面截面图;
图2F是蒸发器管板及二次侧中布置的一根试样管的部分截面侧视图,它表示了试样管内布置的升气管和封闭试样管的端塞;
图2G是沿着图2A G-G线所作的蒸发器装置二次侧的平面截面图;
图2H是二次侧立式套筒中分离装置的截面侧视图;
图2I是应用在本发明分离装置中的一个大水滴分离筛的平面底视图;
图2J是应用在本发明分离筛装置中的一个小水滴分离筛的平面底视图;
图3A是本发明推荐的给水输入系统的原理图;
图3B、3C和3D都是本发明的给水输入系统的原理图;
图4是模拟蒸汽发生器供电线路的原理图;
图5A是改进模拟蒸汽发生器的机械布置侧视图,它表示蒸汽发生器各个部件在框架内是如何安装的;
图5B是沿着图5A B-B线所作的蒸汽发生器机械布置的顶视平面图;
图5C是沿着图5A C-C线所作的蒸汽发生器机械布置的顶视平面图;
图6A是运送蒸发器装置的一次侧和管板进出模拟蒸汽发生器主框架所用的起重车的正视图;
图6B是图6A所示起重车的剖面侧视图,它表示安装在起重车底部的起重器如何用来调整本发明蒸发器装置的一次侧和管板的位置。
图6C是沿图6A C-C线所取的起重车的顶视平面图;
图6D是沿着图6A D-D线所取的起重器机座的顶视平面图,该起重器用来垂直调整起重车的位置。
参考图1A、1B和1C,图中的相同数字在所有图中代表同样的部件,本发明的模拟蒸汽发生器1一般包括有:给水输入管道3,补给水源60,由一次侧102、管板240和二次侧300组成的蒸发器装置100,冷凝器装置400和过冷器装置423。给水输入管道3连接到图3A至3D表示的给水系统600。如图5A至5C以及图6A至6D表示的那样,所有的主要部件实际上都布置在包括有起重车720的框架装置700内,该起重车能在管道检查过程中方便地使管板240和一次侧102从蒸发器壳体100的二次侧300中移出。
给水输入管道3包括有一个预热器31,用来给本发明的蒸发器壳体100(下文称之为蒸发器装置100)的二次侧300提供预热水如下文将要更详细地讨论的那样,预热器设备31使模拟蒸汽发生器1能模拟被监督的核蒸汽发生器的管板上各个径向点处存在的热工水力条件。补给水源系统60将补给水供给封装在蒸发器装置100的一次侧102内的加热器组件150。蒸发器装置100的一次侧102与二次侧300之间通过4个试样换热管258a、258b、258c和258d传送热量,这些试样换热管装在管板240内部,管板240从水力上使蒸发器装置100的一次侧102与二次侧300相隔开。这四个试样换热管258a至258d具有和被监督的核蒸汽发生器中使用的换热管相同的直径、壁厚和材料。管板240与试样管258a 258b、258c和258d之间的环形间隙最好与核蒸汽发生器管板内的换热管的环形间隙相同,以便准确地模拟在这些区域中通常要发生的产生腐蚀的“缝隙沸腾”。
通过试样管并应用沸腾-冷凝热虹吸作用原理进行热量传送。采用这一原理时,一次侧102的水通过加热器组件150转化成蒸汽流,这一蒸汽流流进试样管258a、258b、258c和258d的开口端,并将热量传送给二次侧的给水,然后沿着试样管258a、258b、258c和258d的内壁向下流,最后流回到一次侧102的存水中。为了能真实地再现被监督的核蒸汽发生器中换热管周围的均匀热通量分布,加热器组件150包括有相应地同轴布置在试样管258a、258b、258c和258d内的升气管270a、270b、270c和270d。如下面将要更详细说明的那样,这些升气管防止在试样管内壁向下流动的冷凝层中形成热粘着性、赫姆霍兹(Helmhotz)不稳定性或波动。这些波动可能使试样换热管周围的热通量分布图中产生不均匀,从而引起模拟的不精确性。升气管270a、270b、270c和270d还通过沿着试样管内壁向下的压缩蒸汽流促进热虹吸原理中的循环,该蒸汽流协助重力使冷凝水流回到蒸发器装置100的一次侧102的存水中。
由试样管258a、258b、258c和258d传来的热量使二次侧中的给水沸腾并转化为蒸汽。为了精确地模拟核蒸汽发生器内的条件,必须将这一蒸汽柱中夹带的水滴收集起来并使之循环流回到二次侧中,如果不能收集这些夹带的水滴和不能使之再循环,将会增加排污的要求,而这些水滴将稀释二次侧300给水中形成淤渣的化合物的浓度。生成淤渣的化合物浓度的稀释会在模拟蒸汽发生器与实际的蒸汽发生器之间在淤渣积累的相对量方面产生不精确性。因此,二次侧300包括有一个分离装置355,它由许多分离筛组成,每一个分离筛包括有一排相互平行的偏转板部件。如下面将会见到的那样,这些偏转板部件构成的水分离器比较核蒸汽发生器中应用的螺旋叶片式分离器的按比例缩小的分离器有效得多,并有利地使模拟蒸汽发生器能以实时预测方式进行工作。
在蒸发器装置100的出口侧,模拟蒸汽发生器1包括有冷凝器装置400。该装置包括有第一冷凝管组和第二冷凝管组409和411,一个电动的限制阀418可以选择地关闭第一冷凝管组409,以便增加冷凝器装置400的有效调节比。冷凝器装置400和排污输出系统458连接到过冷器装置423上。特别是,冷凝器装置400的输出管道419连接到冷凝水过冷器的螺旋管424,而排污沉降槽462来的输出管道468连接到过冷器装置423的排污过冷器螺旋管425,过冷器装置423使冷凝器装置400产生的冷凝水和排污输出系统458流出的流动水的温度降低到低于200°F,以防止在冷凝水和排污水相应地流出气动控制阀446和490时急骤蒸发掉。
组成蒸发器装置100的一次侧102、管板240和二次侧300都是用格雷洛克(Grayloc)型夹紧部件215和280活动连接的,如图2A中所示。在特定试验结束时,这些夹紧部件215和280可允许对试样管方便地进行检查。
最后,如图5A至5C以及图6A至6D所示,本发明包括有一个悬吊二次侧300的框架702和一台起重车720。起重车720包括有一台螺旋起动器730,它可使一次侧102和管板240相对于悬吊的二次侧300进行横向和纵向移动,更加便于进行管子检查。
现在我们具体地参阅图1A和1B,为蒸发器装置的二次侧300指定的给水在加压下从给水输入系统600进入输入管道3,在大多数情况下,进入输入管道3的给水将与被监督的核蒸汽发生器中使用的给水相同,以保证两个系统中所用的化学性质没有差别。然而,正如下面将要更详细地说明的那样,模拟蒸汽发生器1中使用的给水也可以就是从核蒸汽发生器来的、但已用防腐蚀添加剂作过特殊处理的给水,目的是为评价添加剂在蒸发器装置100的换热管258a、258b、258c和258d中减缓腐蚀方面的效能。另外,也可以将作过化学处理的除盐、除氧水引进输入管道3,以便试验核蒸汽发生器中常用添加剂以外的其它防腐蚀添加剂的效用。虽然在这几张图中没有表示出来,但给水输入管道3还可能包括有给水增压泵26.1,以保证将适当的给水流量输送到蒸发器装置100的二次侧300。
输入管道3包括有手动的和电动的给水截流阀5和7,可将模拟蒸汽发生器1与给水水源完全开隔离开。电动阀7是一种具有正向截流特性的旋转球形阀。虽然市场上可买到的许多种阀门可以应用于蒸汽发生器1中,但电动阀7(以及系统中所有其它的电动阀)最好应用伊利诺斯洲埃文斯顿市的克莱顿-马克(Clayton-Mark)太平洋公司制造的SS-790型阀门。手动截流阀5(以及蒸汽发生器1的所有其它手动截流阀)可以是市场可买到的许多种球阀的任一种。在两个截流阀7和5中,电动阀7是优先用来使模拟蒸汽发生器1与给水源隔断开的阀门,而把手动截流阀5用作为中央处理单元21故障或阀门7的电动机故障时电动阀门的备用阀。电动阀7由连接到中央处理单元21的输出模块9远距离进行控制。在推荐的具体装置中,中央处理单元是基于微处理器PM 550的控制系统,它由德克萨斯州达拉斯市的德克萨斯仪器公司制造。
进入蒸发器装置100的二次侧300的给水流量的主要调节设备不是截流阀5或7,而是位于截流阀5和7上游的气动控制的针阀11。针阀11的气动控制机构通过空气管线15连接到一个压缩空气源(图中未表示)上。允许进入阀门11气动机构的压缩空气量由电流-压力转换器13来调节,转换器13通过电缆19连接到中央处理单元21的输出模块17上,输出控制模块17传送给电流-压力转换器13的电流大小取决于输入模块23传送来的电信号,而模块23通过电缆25连接到液位传感器27。
一般说来,液位传感器27实际上是一个包括有一个弹性膜盒的差压传感器,膜盒上的应变电阻片桥路是用化学方法印制的。蒸发器装置100的二次侧300中的液位不同使液位传感器27中的薄膜向内或向外发生弯曲,进而改变电缆25中流过的控制电流。中央处理单元由程序进行控制,以使得二次侧300中的液位保持在一定的极限之间;并根据输入模块23探测来的控制信号电流的波动、通过输出模块17调节气动控制的针阀11。在推荐的具体装置中,液位传感器27(以及蒸汽发生器1所有的差压传感器)包括有一个汇流阀28。在需要维修或更换传感器27时,汇流阀28可使模拟蒸汽发生器1的操作员将液位传感器27与压力测量管线76a、76b隔离开来,因而不需要使总的系统停闭。液位传感器(以及蒸汽发生器1的所有差压传感器)采用115DP-3-E-M1型传感器,它由明尼苏达州明尼阿波利斯市的罗斯芒特(Rosemont)公司制造。
流量计29装在输入管道3上气动调节阀11的上游,流量计29用作为监测流进蒸发器100二次侧300的给水流量的一种手段。流量计29最好采用宾夕法尼亚州trevose市热工仪表公司制造的FMI型热式流量计。流量计29的输出在控制屏(图中未表示)上直观显示出来,控制屏与把模拟蒸汽发生器1所有机械部件装在一起的框架装置700分开进行布置。
流过流量计29的水在通过管道58进入蒸发器装置的二次侧300之前先由电预热器31进行加热。预热器31总的目的是精确地模拟被监督的核蒸汽发生器的选定区中给水的热工条件。如果我们考虑实际的核蒸汽发生器管板不同区周围的给水热工条件,上述功能将变得很清楚。在核蒸汽发生器中,给水以较冷状态流过二次侧的管壳,并随着它流向延伸到蒸汽发生器管板外的U形换热管组的中心,变得越来越热。因此,给水的热通量部分地取决于它相对蒸发器管板的特定的径向位置,这一热通量还取决于给水是否从换热管的“热段”(即核加热水进入蒸发器二次侧处的管段)上或“冷段”(核加热水离开蒸发器二次侧时经过的管段)上经过。所以,如果核蒸汽发生器管板特定区周围的热工条件需要精确模拟的话,则必须重现这一部分给水的环境温度。热量是换热管周围腐蚀过程的促进因素,蒸发器装置100二次侧300中给水温度的任何不准确将引起试样管中腐蚀速率的不准确。而且,由于腐蚀速率与给水的环境温度成指数关系,即使给水温度很小的不准确度也将会引起管道腐蚀速率的很大误差。预热器31通过对流入蒸发器装置100二次侧300的给水进行准确的温度控制,可使模拟蒸汽发生器1能精确地重现被监督的核蒸汽发生器中沿管板任意选定区的换热管中的腐蚀速率。
预热器31通常由一个装有入口35和出口37的壳体33组成,预热器31的壳体33内部配置有许多筒式电加热器40,这些筒式加热器40的结构基本上与蒸发器装置100的一次侧102中使用的筒式加热器160的结构相同。这些结构以后将详细说明。在推荐的具体装置中,预热器31的筒式加热器40和蒸发器装置100的一次侧102中使用的筒式加热器160,最好封装在因科镍合金的两层壁内,以便降低加热器损坏的几率,而加热器的损坏可能对蒸发器装置100的二次侧300造成特别严重的后果,有时由于点蚀在这些加热器的棒形套管的管壁中形成针孔泄漏。这种针孔泄漏会使水在加热元件的氧化镁或氧化铝绝缘与其周围的园柱形套管间积累起来。如果在加热元件通电时套管内存在有这样积累的水,则套管内包含的水迅速转变为蒸汽,这会使金属套管沿纵轴方向“成拉链状破坏”(Zipper),从而使流进二次侧的给水由于加热元件周围的氧化镁或氧化铝绝缘而成污染。这种污染可能会破坏模拟蒸汽发生器正在进行的特定试验的结果。由于这些试验前后可能要用三个月时间,在时间和力量上造成的损失可能是很大的。然而,在筒式加热器40中采用因科镍合金的双层壁构造使得发生加热器损坏因而打乱试验结果的几率极小。
流过筒式加热器40的电流量由可控硅整流器(或SCR)44进行调节。SCR 44的输出通过动力电缆42连接到筒式加热器40的输入导线,SCR 44的输入通过动力电缆46连接到220伏三相交流电源,SCR 44的栅极由电缆48连接到中央处理单元21的输出模块50,输出模块50产生的电流量由输入模块52产生的电流所控制,输入模块52通过电缆54连接到热电偶344的输出,该热电偶布置在蒸发器装置100二次侧内的给水中。中央处理单元21由程序进行控制,通过由栅极电缆48、输出模块50、输入模块52以及热电偶电缆54组成的反馈回路使流入二次侧300的给水的温度保持在要求范围以内。在推荐的具体装置中,SCR 44(以及在模拟蒸汽发生器1中使用的所有其它的SCR)按零电压开关(而不是相移角型开关)方式工作进行接线,以尽量减小不希望产生的高次谐波,这些高次谐波对于模拟蒸汽发生器1电子设备的工作可能有破坏性。
现在我们来看给蒸发器装置100供水的补给水系统60,开始时补给水流进输入管道62,在那里它流过手动截流阀64,手动截流阀64同前面讨论过的给水系统3的截流阀5相同,它通常只在电动截流阀94不起作用时用来使一次侧102与补给水系统60隔离开来。因此,手动截流阀64几乎总是开着的。手动隔离阀64的上游是一台正位移泵66,在它的输入侧和输出侧连接有止回阀68a和68b。水泵66以通过继电器67驱动的电动机为动力,而继电器67由中央处理单元21来控制,其控制方式将在下文予以详细说明。
水泵66出口的上游是水力交叉点69和78。在这些交叉点上,在蒸汽发生器1初始启动或“充水停运”时通过打开相应的手动阀72和432,使水泵66出口引出的有些水流用来对液位传感器27、86和429的压力测量管线进行起动注入。当手动阀72和432打开时,水流流进水线70a、80和70b形成水力交叉点69和78,然后流过液位传感器27、86和429的对应压力测量管线76a、90a和430。每一个液位传感器27、86和426包括有补偿阀74、84和434,用来定期地排放和清洗这些设备的内部。
补偿水泵66的输出通过手动截流阀92和电动的流量控制阀94流进蒸发器装置100的一次侧102。如果电动的流量控制阀94没有什么故障,手动截流阀92通常是决不关闭的。和前已讨论过的电动阀7一样,电动阀94是具有可靠的正向截流特性的球形阀。阀门94以及水泵66的驱动由通过中央处理单元21起作用的液位传感器86的输出进行控制,为了搞清楚这种控制是如何完成的,就需要具体了解所有连接到液位传感器的液压管线和电气电缆的作用。
液位传感器86包括有两条压力测量管线90a和90b,它们通过汇流阀88连接到蒸发器装置100一次侧的上部和下部。和液位传感器27的汇流阀28一样,汇流阀88可使液位传感器86在它需要更换或修理的情况下同它的压力测量管线断开,而不是停闭整个蒸汽发生器1。还和液位传感器27一样,传感器86包括有一个清洗用的清洗阀84,包括有将水泵66出口流出的补给水连接到传感器86的阀门82,在起动时起到起动注水作用。液位传感器86产生出指示一次侧102液位的电信号,该信号用电缆96传送到中央处理单元21的输入模块95,中央处理单元21相应地通过电缆98a、98b连接到输出模块97a、97b,模块97a、97b控制水泵电动机继电器67的状态以及连接到电动流量调节阀84的电动机的电缆98b的输出。模块95通过电缆96接收到液位传感器86来的信号表示一次侧102的水位太低时,中央处理单元将通过相应的输出模块97a、97b同时闭合继电器67起动正位移泵66和打开流量调节阀94。
正常时,在对一次侧102起动加注以给一次侧102的加热器组件105周围提供适当的水量以后,就没有必要给一次侧102引进新水。在运行时,一次侧102内的热虹吸原理(下文较详细地进行说明)不断地使存水通过一次侧102以“闭合环路”方式循环。然而,如果在试验过程中腐蚀使试样管258a、258b、258c和258d中的一根发生破裂,则会在蒸发器装置100的一次侧102中的水与二次侧300中的水之间出现某些泄漏。在这种情况下,液位传感器86会探测到一次侧102中的水位降低并按以前已介绍过的方式打开流量控制阀94和启动补给水泵66。补给水系统60中使用的补给水最好是采用除盐、除氧水,这有两个理由。首先,应用这种水可尽量减小整个过程中蒸发器装置100的一次侧102内的腐蚀量和可能积累的淤渣沉积。其次,假如破裂的试样管使一次侧102内的水泄漏到二次侧300中去,这样的水将对蒸发器装置100的二次侧300内水的化学性质产生最小的影响。
现在参考图2A,蒸发器装置100一般包括有一次侧102、管板240和二次侧300。一次侧装有加热组件用来蒸发一次侧内包含的存水,管板中装有试样换热管258a、258b、258c和258d,二次侧依靠伸出管板240的试样换热管使给水系统3来的给水转变为蒸汽。
现在具体地来看图2A和1B,一次侧102的外表由一个带有底盖106的园柱形壳体104组成,底盖106包括有一个排放孔113a,它的未端接有清洗用的排放管接头113b。如图1B中所示,排放管接头113b通过一个清洗阀114连接到清洗管线。12个压缩管组件(只表示了其中2个108a和108b)拧入到孔中(未表示在底盖106中),这些压缩管组件内装有加热器组件150的筒式加热器160,每一个筒式加热器的未端接有动力电缆109,用来将电源送到加热器160内的加热元件。如图1B中粗略表示,动力电缆109通过零开关型可控硅整流器110连接到220伏三相交流电源上。SCR 110的栅极通过电缆112连接到中央处理单元21的输出模块111,中央处理单元21根据它从装在一次侧102加热器组件150上部的热电偶142以及从连接到SCR 110的电源输入电缆148的功率表146接收来的信号,来开通SCR 110的栅极112。正常控制方式是将一次水的沸腾温度固定在要求的范围内,中央处理单元21使SCR 110的栅极开通到使蒸发器装置100一次侧102内的水上升到上述要求范围内所需要的程度,该温度范围由热电偶142测得。另一种控制方式是固定试样管158a、158b、158c和158d上的表面热通量,这时,中央处理单元21将开通SCR 110的栅极,以产生加热器组件150的功率输出达到由功率表146测得的要求数值。但是,如果中央处理单元21通过热电偶169(图2C)测得筒式加热器160正工作在过高的温度上,它将接通一个报警线路(未表示出来)以通告操作员。到达一确定的上限时,该报警线路还将自动切断加热器组件150。一次侧底盖106的上边缘是图示的环形凸缘116。
夹紧部件115使底盖106可拆卸地连接到一次侧102的园柱形壳体104上。在这一夹紧部件115中,底盖106的上端环形凸缘116通过密封环118紧贴在一次侧的下端环形凸缘120上。格雷洛克(Grayloc)型夹钳122有一个侧面呈锥形的环形凹槽124,该夹钳安装底盖106和一次侧壳体104的环形凸缘116、120。环形凹槽124的锥形侧面使环形凸缘116、120紧贴着密封环118紧紧夹在一起,形成压力和流体密封啮合状态。
夹紧部件115包括有两个半园形的半夹钳,图2A中只表示了半夹钳122。但是,每一个半园形半夹钳的端部是安装螺栓的法兰,对于半夹钳122这些法兰标以符号126a、126b。此外,每一个半夹钳的柱栓法兰包含有互相对准的螺栓安装孔,对于半夹钳122这些孔标以符号128a、128b和130a、130b。当两个半夹钳的柱栓法兰通过拧到螺栓端部的螺母紧紧挤压在一起的时候,半夹钳122中环形凹槽124的锥形侧面使端盖的环形凸缘116同一次侧壳体104的环形凸缘120贴着这两个凸缘之间的密封环118夹紧夹在一起。
在一次侧壳体104的右侧的夹紧部件115的上方布置有一个注入孔132,经过该孔连接上前面介绍的补给水系统60。在一次侧壳体的左侧装有两个液位测孔133和134,它们连接到前面介绍过的液位传感器86的压力测量管线90a和90b。靠近一次侧壳体104的顶部有一个带螺纹的热电偶孔138,孔中装有一个热电偶配件140,内含前已讨论过的热电偶142。如图1B所示。热电偶的输出信号连接到中央处理单元21的输入模块143,并用来控制SCR110,SCR 110对供给一次侧102内的加热器组件150的功率量进行调节。一次侧壳体140的上端部是图中表示的上部环形凸缘149。
一次侧102的内部包括有前已提到过的加热器组件150。一般说来,加热器组件150的外部由一个园柱形套筒152组成,它限定了园柱壳体104的内壁与套筒152外表面之间的环形空隙。这个环形空隙154起到冷凝水的流道作用,这一冷凝水是由于加热器组件150、试样管258a、258b、258c和258d、升气管270a、270b、270c和270d、以及下水管170a、170b、170c、170d、170e和170f之间的相互作用形成的热虹吸原理所不断产生的,并沿着一次侧102的园柱形壳体104的内壁向下流动。套筒的内表面围着一对支撑板156a、156b,板上有一组相互对准的开孔158,这些孔参考图2B可以看清。支撑板156a、156b用来支撑和分隔开许多筒式加热器160。这些加热器可以滑动地插入到支撑板内相互对准的开孔158中。
图2c表示了加热器组件150以及预热器31中使用的筒式加热器160的具体结构。每一个筒式加热器160一般都包含有具有双层壁结构162、163的棒形体161。每一层壁最好由耐热金属例如因科镍合金800制成。在因科镍合金的双层壁内布置有加热元件165,加热元件周围环绕着氧化铝或氧化镁。如前面对预热器31讨论的那样,在加热元件165周围采用双壁外壳构造实际上可减少泄漏到壳壁162、163以内,泄漏到加热元件周围的可能性,这种水的漏入可能会使加热器160的加热体161发生破裂,并使蒸发器装置100一次侧102内的水受到化学污染。在把双壁筒式加热器160作为优先选用的加热器应用于预热器31和加热器组件150的时候,应当注意到,双层壁结构对于预热器31更为重要。模拟蒸汽发生器1输入侧中破裂的筒式加热器会使进入二次侧300的给水立即产生化学污染,这就会很可能破坏模拟的准确度。反过来,如果一次侧加热器组件150中的筒式加热器160发生破裂,则产生的化学方污染可能并不破坏模拟的准确度,除非试样管258a、258b、258c和258d之一破裂到这样的程度,使得大量的水从一次侧102泄漏到二次侧300。由于出现这样的破裂管道是罕见的,所以可在加热器组件150中使用单层壁的筒式加热器,而代替在预热器31中使用的推荐的双层壁的筒式加热器。但是,在这两种情况下推荐的是使用双层壁的筒式加热器。
现在转向图2D,加热器组件150的套筒152的上部外接有图示的套筒盖172,环形凹槽174外接在盖子172的园周上并形成一个环形台肩175。环形凹槽174和台肩175与套筒152的上部边缘以图示的对接啮合装在一起。这种结构可使套筒的上部可靠地与套筒172相接合,而不扩大加热器组件150的园柱体直径,组件直径扩大会阻碍上面提到的、由套筒152的外壁与一次侧园柱形壳体104的内壁之间限定的冷凝水回流流道。套筒盖172的表面上含有下水管170a、170b、170c、170d、170e和170f的安装孔以及带有平截头锥形槽178a、178b、178c和178d的安装孔176a、176b、176c和176d,用来安装蒸汽漏斗180a、180b、180c和180d。下水管170a至170f为沿着试样换热管258a、258b、258c和258d内壁向下流动的冷凝水提供另一条回流流道。
从图2B清楚地看到,下水管170a至170f在加热器组件150的所有筒式加热器之间布置成近似五角形,其中下水管170f布置在筒式加热器160阵列的中心位置。下水管完成两个特殊的重要功能,首先,它们沿着热虹吸原理的冷凝水返回流道增加水的传导性,这是通过增加冷凝水返回流道的截面面积来实现的。第二,它们均匀地引导冷凝水流过加热器组件150的筒式加热器阵列,因而有助于将筒式加热器产生的热量传递给累积在一次侧102底部的存水。这样两个功能增加了由加热器组件150产生的流入试样管258a、258b258c和258d的蒸汽与沿着上述试样管内壁向下流回到一次侧底部积累的存水中的冷凝水之间的蒸发-冷凝热虹吸循环回路的有效性。这种有效性的增加不仅降低了模拟蒸汽发生器1的能源要求,而且通过增加流过筒式加热器的较冷水的体积提高加热器组件的筒式加热器160的寿命。加热器的预期寿命取决于加热器表面温度的平方,因此较冷水流量的增加显著地延长了筒式加热器160的预期寿命。漏斗180a、180b、180c和180d通过将加热器组件150产生的蒸汽导入升气孔管270a、270b、270c和270d,并由升气管将蒸汽引导到试样换热管258a、258b、258c和258d的封闭端,同样也改进了热虹吸原理的有效性。如下文将要详细讨论的那样,升气管270a、270b、270c和270d由于它使沿着试样管内壁向下流动的冷凝液流与向上导出的蒸汽流隔离开来,在热虹吸原理中起着重要作用,这种向上的蒸汽流可能在沿着试样管内壁向下流的冷凝水层中形成热粘着性波动,从而造成径向和轴向热通量的不均匀特性。
再来参考图1B,一次侧内的压力通过压力传感器135来调节。压力传感器135通过测压管线136.1连接到一次侧壳体上,测压管线136.1上还装有压力计136,用来给蒸汽发生器1的操作员提供传感器135测得的压力直观指示,压力计136在电气上通过电缆137.1连接到输入模块137。虽然在图上并未表示出来,但模块137连接到中央处理单元21,当传感器135发送出过压条件的指示信号时,中央处理单元由程序进行控制,断开供给加热器组件150的电源。万一传感器135未能给中央处理单元发生过压条件的警告信号时,一次侧102包括有一个压力出口端184,它通过管道188和192连接到一个安全膜190上。在一次侧102出现危急的过压条件时,安全膜190将破裂并从蒸发器装置100的一次侧102释放蒸汽压力。压力出口端184还经过手动操作阀186和管道188并分别通过阀门198、202、206和209连接到二次侧300的蒸汽输出管道346、真空源200、压缩氮气源204和通风孔208。当阀门186打开时,压力出口端184就可以通过阀门198连接到蒸汽输出管道346(因此连接到二次侧300)。当阀门186打开时,压力出口端184还可以通过手动操作阀202连接到真空源200、通过阀门206连接到压缩氮气源、并通过阀门209连接到通风孔。压力计203和207对应连接在阀门202与其真空源200以及阀门206与氮气源204之间,一个背压调节器210连接到通风源208和通风阀209之间,如图所示。
阀门186、198和206在系统初始启动和“充水停运”过程中是有用的。在充水停运过程中,蒸发器装置100的一次侧102通过补给水系统60充水到适当的液位,二次侧300用给水输入管道3来的给水充到一个合适的液位。接着,一次侧102和二次侧300内部的空气通过打开阀门186、198和206用压缩氮气源204来的氮气置换掉。背压调节器210使一次侧102内氮气环境中的背压保持得足够使一次侧102内水中的氮气达到饱和状态。阀门202可使操作员通过打开阀门202和186对一次侧102抽真空,通过打开阀门202和198对二次侧300抽真空。当想要或必需净化一次侧102内或二次侧300内环境的时候,这种抽真空的能力是有用的。最后,阀门209可使操作员有选择地通过打开阀门186使一次侧排气,或通过打开阀门198使二次侧排气。所有上面提到的能力都是重要的,因为这些能力可使模拟蒸汽发生器1能够模拟充水停运过程中一个实际的核蒸汽发生器内部存在的所有主要的温度,压力和环境条件。
现在再返回到图2A,一次侧102的上部凸缘149依靠夹紧部件215同管板240的下部环形凸缘219形成密封连接。夹紧部件215是格雷洛克(Grayloc)型压力夹钳,它将一次侧102可拆卸地连接到管板240。从结构上说,它在所有方面都相同于前面描述的夹紧部件115。特别是,夹紧部件215包括有一个配置在一次侧102的上部凸缘149与管板240的下部凸缘219之间的密封环217。另外,它还包括有两个半园形的夹钳,图上只见到其中的夹钳221。这两个夹钳包括有一个锥形的环形凹槽223,用来当合适的螺栓通过螺栓孔227a、227b和229a、229b拧到柱栓法兰225a、225b时将环形凸缘149、219向内贴着密封环217紧紧夹在一起。
管板240本身包括有一个园柱体242,它外接有一个管板保热部件244,这一加热部件244概括地示于图1B中。加热部件244包括有一些电加热元件246,它们通过零开关型可控硅整流器250连接到240伏单相电源电缆248a、248b上。SCR250的栅极通过电缆252连接到中央处理单元21的输出模块251上。中央处理单元21接到输入模块253,由热电偶254通过电缆255将指示加热部件244温度的信号传送到输入模块253。中央处理单元21将热电偶154传送给它的温度信号同程序预先设定的温度范围进行比较,并给SCR 250的栅极发生一个控制信号,使SCR 250对加到加热元件246上的电功率量进行调节,以便将管板保热部件244的温度保持在程序预先设定的需要范围内。管板保热部件244可使模拟蒸汽发生器1真实地重现实际的核蒸汽发生器管板中沿管板的径向和纵轴方向的热通量分布。如果本发明中不存在管板保热部件244,则管板240侧面的热损失会使模拟蒸汽发生器管板中的热通量与被监督的核蒸汽发生器中管板的热通量之间产生差异。
转回到图2A,管板240的园柱体242包括有4个孔256a、256b、256c和256d,用来分别安装前已提到的试样管258a、258b、258c和258d。试样管最好用和被监督的核蒸汽发生器二次侧中所用的换热管同样的金属成分、同样的直径和同样的壁厚制成。另外,布置在蒸发器装置100的二次侧300中的试样管的端部最好用管塞260a、260b、260c和260d封闭起来,而对着一次侧102的试样管端部最好是打开的,用262a、262b、262c和262d表示。
在管板240的顶部,设有一个淤渣槽263,它用来将被监督的核蒸汽发生器中取来的淤渣试样放到试样换热管258a、258b、258c和258d的周围,以试验这种淤渣引起换热管管壁腐蚀的能力。在淤渣槽263的下部有一个垂直截面为264、水平截面为268的排放孔,它可使模拟蒸汽发生器1的操作员在需要进行排污放时将二次侧300的所有水排放掉。为了防止淤渣进入排放截面264和268中,在图2A所示位置的垂直截面264的顶部放有一个多孔塞266,在管板240的底部。通过园柱形管接头274a、274b、274c和274d在试样管258a、258b、258c和258d内同心地配置升气管270a、270b、270c和270d,这些园柱形管接头将升气管摩擦配合到延伸出套筒盖172外的漏斗180a、180b、180c和180d的喇叭口上。
由图2E和2F可以清楚地看到,升气管270a、270b、270c和270d同心配置在它们对应的试样管内部并几乎延伸到试样管的整个长度。升气管270a、270b、270c和270d在保持试样管中纵轴方向任一给定点处具有均匀的径向热通量方面起着重要作用,这是通过使沿着试样管内壁向下流的冷凝液层与假定试样管暴露于向上蒸汽流中时冷凝液层可能遇到的流动剪力相隔离开而达到的。如前已指出的那样,这种剪力会使冷凝液层中形成热粘着性波动,这会引起所需热通量分布中的不平整。除了将冷凝液流与这些流动剪力隔离开以外,应当注意到,升气管270a、270b、270c和270d实际上在升气管外壁与试样管内壁之间限定的环形空间内形成一个正向压差,这一正向压差在靠近试样管端塞的区域中是很强的,帮助重力使冷凝液层沿着上述环形空间向下流,因而进一步保证在试样管258a、258b、258c和258d的内壁与升气管270a、270b、270c和270d的外壁之间不会形成流体“膜”(Webs)的波动。这些升气管还可以允许比应用先有技术的流体系统采用更大得多的试样管。特别是,这些试样管258a、258b、258c和258d和长度可以长达24英寸,然后才会在试样管周围的热通量分布图中出现实质性的变化。模拟蒸汽发生器使用这样长试样管的能力可使操作员在蒸发器装置100的二次侧内设置试样支撑板,并能真实达地重现被监督的核蒸汽发生器的支撑板区域附近的热工水力条件。
另一个格雷洛克(Grayloc)型夹紧部件280可拆卸地连接管板的上部环形凸缘276和二次侧300的下部环形凸缘284,这些在图2A和图2E中看得很清楚。如前已讨论过的夹紧部件115一样,这一夹紧部件280包括有一个密封环282和两个带有锥形凹槽288的半园形夹钳286a、286b,当螺栓296a、296b用螺母安装到夹钳286a、286b的柱栓法兰290a、290b的螺栓孔292a、292b和294a、294b中时,夹钳便将环形凸缘276和284紧压在密封环上,成流体密封连接状态。
蒸发器的二次侧300基本上由园柱体302构成。在园柱体的底部,包括有一个液位测孔304和一个排污孔306,排污孔上装有一个排污管接头308,该管接头308进而连接到排污管310上。为了使模拟蒸汽发生器的排污设备具有和全尺寸核蒸汽发生器中被模拟的排污设备同样的相对容量,应仔细地确定排污管310同管板240之间的间距尺寸,以使得管道310在排放淤渣槽263中淤渣时的效能非常接近于全尺寸的核蒸汽发生器中排污管的效能。液位测口304和排污管接头308的上部装有给水进口315,它连接到前已讨论过的给水系统3上。第2个液位测口319位于给水进口315之上,液位测口304和319连接到前已讨论过的与液位传感器27相接的压力测量管线76a和76b上。在最高那个液位测口319的对面装有压力测口317。如下文将要讨论的那样,压力测口317连接到压力传感器375,该传感器通过中央处理单元21控制蒸发器装置二次侧300中的压力。
在二次侧300园柱体302的顶端是环形凸缘321,环形凸缘321通过夹紧部件330密封地连接到蒸发器盖324下端的环形凸缘上。夹紧部件330是又一个格雷洛克(Grayloc)型部件,它将蒸发器盖323可拆卸地连接到二次侧300的上端。象每一个前已介绍过的夹紧部件115、215和280一样,夹紧部件330包括有一个密封环,该密封环配置在二次侧300的园柱体302的凸缘321和蒸发器盖323的凸缘325之间。另外,夹紧部件330包括有内部带有锥形凹槽的半园形夹钳334,夹钳的作用是将环形凸缘321和325紧压到密封环332上,形成压力密封连接状态。最后,每一个半园形夹钳包括有柱栓法兰338a、338b以及互相对准的螺栓孔340a、340b和342a、342b,这些螺栓孔用来安装配有螺母的螺栓。在蒸发器顶盖323的上部,包括有一个位于中心位置的蒸汽出口接管345和一个装热电偶用的热电偶安装口344。蒸汽出口接管连接到图1B所示的蒸汽管道346。
二次侧300的内部包含有通常为园柱形的立式园筒348,该园筒的顶端用一个盖子365封闭起来,盖子上有一个漏斗形的开孔366,用来将二次侧300产生的蒸汽柱引导到蒸汽出口接管345。立式园筒348的下端是开通的,并包括有3个定位键350a、350b和350c,用来将园筒348的园柱体同心地配置在二次侧300内壁的内部。立式园筒348的底部密封安装有试样管258a258b、258c和258d,立式园筒348的上部包括有分离装置355,用来使液体水滴从二次侧300产生的蒸汽柱中分离出来。
现在转向图2H、2I和2J,分离装置355包括有图2H所示的垂直位置上的一组大水滴分离筛357a至357i。从图2I可以清楚地看到,大水滴分离筛357a至357i中的每一个分离筛都包括有4个平行的分离偏转板部件359,每一个分离偏转板部件359是一个半园柱形部件,每一个大水滴分离筛357a至357i的偏转板359都有自己的凹形侧面对着沿立式园筒348上升的蒸汽流。另外,大水滴分离筛的每一个偏转板部件359都与水平面大约成5度倾斜。这样一个倾斜可使冲撞到半园形部件凹形表面的大水滴沿着这些偏转板部件的纵轴向下流,并沿着立式园筒348的内壁向下排走,并和二次侧300底部的给水混合起来,虽然在这些图中都没有表示出来,大水滴分离筛357a至357i中的每一个分离筛与其上面的分离筛和下面的分离筛都倾斜地偏移45度角。九个大水滴分离筛357a至357i之间的这种倾斜偏移可保证,没有撞到某一块分离筛357中的半园柱形偏转板部件359的带水滴蒸汽流必定会碰到下一块分离筛357中的一个偏转板部件359。大水滴分离筛357a至357i的各个偏转板部件359的倾斜偏移还给从试样换热管258a、258b、258c和258d流走的蒸汽流以一个径向运动分量,这个径向运动促使聚合在半园柱形偏转板部件359底部的大水滴沿着立式园筒348的侧面向下排走。
参考图2H可以清楚看到,分离装置355还包括有一组小水滴分离筛361a至361k,每一个小水滴分离筛包括有许多较小的半园柱偏转板部件363,这可从图2J清楚看到。如同偏转板部件359的情况一样,每一个半园柱形偏转板部件363的凹形面都是朝着从试样换热管258a、258b、258c和258d上升来的蒸汽流布置的。还和大水滴分离筛357一样,每一个小水滴分离筛361与其上下紧邻着的小水滴分离筛成45度偏斜布置。这种小水滴分离筛361对于其邻近分离筛的径向偏移再一次保证流过分离装置355的蒸汽流的所有组成部分将会碰到分离筛361a至361k的半园柱形偏转板部件363的凹形面上。这种偏移也将给向上流过立式园筒的蒸汽流加上一个前已讨论过的斜角的运动分量,同时必然会带来有利的排水效果。大水滴分离筛357a至357i与小水滴分离筛361a至361K之间唯一的主要的结构差别(除了小水滴分离筛包括有较多的半园柱形偏转板部件363以外)是:这些偏转板部件363对水平方向是不倾斜的,实际上是水平布置的。这种对水平面的倾斜是不必要的,因为沿着偏转板部件363的底下的凹形表面的横向压力将使撞击到并聚合在这些表面的水滴向着立式园筒348的壁面移动。
上面介绍的倾斜布置的分离筛组357a至357i以及361a至361K在分离通过立式园筒348上升的蒸汽柱中夹带的水滴方面是非常有效的。发明者已经发现,由这些分离筛组成的分离装置355能从该蒸汽柱中几乎分离出全部夹带的水,只留下0.1%左右。这样少量的水损失使二次侧300能以此被监督的核蒸汽发生器更快的速率积累淤渣,因为核蒸汽发生器中的水损失量通常为0.25%左右。淤渣积累速率与这样的水损失量有关,因为由蒸汽带走的“损失的”水中含有溶解的产生淤渣的化合物,如果蒸发器产生的蒸汽完全干时,这些化合物就保留在二次侧300中。在减少通过蒸汽管道346的水损失量方面达到2.5倍效率的分离器装置,可使模拟蒸汽发生器以实时方式或者只通过调整系统的排污速率以大为加速的预定方式来积累淤渣。如果流出模拟蒸汽发生器1二次侧300的相对的水损失量相对地大于被监督的核蒸汽发生器的水损失量,则模拟蒸汽发生器不能以实时方式模拟蒸汽发生器中的淤渣积累速率。
现在转到图1B和1C,蒸发器装置100二次侧300内的蒸汽压力用两种不同的设备进行调节。第一,在危急的高压条件下,二次侧300的内部通过管道369连接到一个安全膜367。应对安全膜367进行刻度,使得在蒸汽压力达到二次侧园柱体302的压力极限以前很多时安全膜便破裂并释放出二次侧300内部的蒸汽。然而,如前已提到,安全膜367只在极为危急的条件下才工作。在正常情况下,二次侧300内的压力用压力传感器375来调节。传感器375同冷凝器装置400一起动作来冷却流出二次侧300的蒸汽,以便达到所需的压力。压力传感器通过压力管线377连接到二次侧300的压力测口317,压力传感器375的输出信号由输入模块387经电缆389接收到,与中央处理单元21相接的输出模块391接到电动机的速度控制器395,该控制器通过交流三相220伏电源电缆399驱动冷凝器装置400的压缩机403。蒸发器装置100二次侧300的蒸汽输出管道346连接到图中表示的冷凝器装置的冷凝器407,冷凝器407由第一组冷凝管道409和第二组冷凝管道411组成,两组冷凝管的热量偶合到由变速电动机控制器395控制的压缩机403的气流。根据压力传感器375接收到的信号,冷凝器装置400的压缩机403的速度将吹出较多的或较少的空气,经风管罩405流过第一组管道409和第二组管道411,以便调节管道346中蒸汽的冷凝速率,从而将蒸发器装置100的二次侧300内的压力保持在预先设定的极限以内。最后,应当注意到,压力计379通过压力管线381连接到压力管线377上,压力计379提供了二次侧300内的压力大小的直观指示,可供系统操作员观测。
现在转向图1C更详细地说明一下冷凝器装置400的结构。第一组冷凝管409生成的冷凝水由管道415收集起来,而第二组冷凝管411生成的冷凝水由管道417收集起来。管道415和417汇合到主冷凝管道419,如图所示。本发明的一个重要特点是在第一组冷凝管道415中装设有一个电动阀418,该电动阀可使冷凝器装置400既可以同时使用第一组和第二组冷凝管道409和411。或者只使用第二组冷凝管道411,根据阀门418是打开还是关闭来决定。因此,电动阀418起到了有选择地切断冷凝管407的某些管道的限制阀作用。这一点具有有益的后果,大大地改进了冷凝器系统400的总的调节比,可使模拟蒸汽发生器1精确地模拟被监督的核蒸汽发生器内部较大范围的蒸汽压力条件。
冷凝器装置400产生的冷凝水最终从主冷凝管道419流入热井420。热井420的出口连接到过冷器装置423,该装置对冷凝器装置400形成的冷凝水以及从二次侧300的排污出口308流出的排污水进行冷却并加以排放。
首先讨论热井420和过冷器装置423对冷凝器装置400来的冷凝水进行冷却和排放所采用的方式。热井420同液位传感器429一起工作,保持冷凝器装置400形成的冷凝水量与过冷器装置423冷却并排放的冷凝水量之间的平衡,使得热井420中的水量始终保持在一半左右。液位传感器429的一侧通过压力管线427连接到热井出口管道422,另一侧通过压力管线430连接到冷凝水输出管道419,两条水压测量管线427和430都通过一个汇流阀428连接到液位传感器429,使得液位传感器429可以方便地进行修理和更换而不用关闭整个的模拟蒸汽发生器。通过测量热井420两侧之间的差压,液位传感器429能够指示出热井内部的液位。液位传感器429通过中央处理单元21调节气动排放阀446,从而将热井420中的液位保持在所希望的范围以内。这一控制以下述方式实现。首先,使流过热井420的输出管道422的冷凝水引进过冷器的螺旋管424中,在过冷器中该冷凝水至少被冷却到200°F,以防止在排放端“急骤蒸发”掉。经过冷却的冷凝水流出过冷器424,经过管道426流入到流量调节阀446。液位传感器429通过电缆436连接到中央处理单元21的输入模块438,中央处理单元21的输出信号通过输出模块440和电缆444连接到电流-压力调节器442该调节器经气体管线448流进气动的流量控制阀446的压缩空气量。中央处理单元21根据它从液位传感器429接收来的、表示热井420内水位的信号调节气动控制阀446。冷却后的冷凝水在流出流量阀446后经过电动的截流阀450和手动操作的截流阀456继续流到排泄槽692(见图3A至3D)。电动截流阀450通过电缆454连接到中央处理单元21从液位传感器429接收到热井420中只有一点液位或没有液位而且新蒸汽进入到排放管道426中的信号,则中央处理单元将通过输出模块452和电缆454命令这个电动截流阀450关闭。
现在转向过冷器装置冷却和排出排污水采用的方法。开始时排污水从排污接管308排出到管道460中,进而排出到排污沉降槽462中。在沉降槽462中,给排污水中的微粒固体提供一个在槽底形成沉积物的机会。这种沉积物定期地通过清洗阀464来清除,清洗阀控制从沉降槽底部经过排泄管道466流出的排污水流量。部分清除了沉积物的、留在沉降槽462中的排污水从沉降槽462流向槽的输出管道468并流进过冷器装置423的排污过冷器螺旋管425中。同冷凝液过冷器螺旋管424一样,排污过冷器螺旋管425的热量经风管罩425。1偶合到由过冷器装置423的压缩机425。2产生的冷却空气流中。为了进行起动或充水停运,将流过管道468的排污水通过喷射管道472连接到氮气喷射系统470,该系统由手动操作的气动阀门474进行控制。在模拟蒸汽发生器1的起动或充水停运过程中,可使氮气经液体而通过喷射管道472并通过导管468进入蒸发器装置100的二次侧300中。这一喷射系统设施470可允许操作员通过将氮气一直通过二次侧300的底部(而不是只在二次侧300的给水上面有一层氮气)使流进二次侧300的给水更快地饱和。如果采用在给水上面充一层氮气的办法,则用氮气使给水饱和所需要的时间会更长一些。
如图1C所示,过冷器装置423的排污过冷器螺旋管425包括有三圈螺旋管。此外,应该注意到,排污过冷器螺旋管425靠近压缩机425.2产生的气流。由于经过排污输出系统458的排污水流量是冷凝器装置400产生的流动水总量的1%左右,所以排污过冷器螺旋管425中配置的三圈螺旋管给排污流量提供的表面冷却面积。比13圈螺旋管为冷凝器装置400产生的冷凝水提供的表面冷却面积的比例要更大一些。螺旋管中相对于其内流过的排污水量很大的螺旋管圈数,加上这些螺旋管最靠近压缩机425.2,导致排污水被冷却到接近于环境的温度。而这样可使试样在螺旋管425下游的多个试样排泄出口(图上未表示)的任一个出口处的容易而方便地排泄掉。将排污水冷却到明显低于212°F,还可以可靠地保证在排污出口468的任一点不会发生“急骤蒸发”,这种“急骤蒸发”可能在排污接管308区域中产生压力波动,这一区域中的压力波动可能会使排污水这样快地排出二次侧300,以致使模拟蒸汽发生器1不再能精确地模拟被监督的核蒸汽发生器管板附近区域中积累淤渣时的速率。
流过排污输出系统458的排污水总量的调节借助于流量计478来完成,该流量计通过管道476连接到排污过冷器螺旋管425。在推荐的具体装置中,流量计478采用宾夕法尼亚州Trevose市的热工仪表公司制造的FMI型热式流量计。流量计478的输出以下述方式调节气动流量调节阀490。首先,将流量计478的输出通过电缆480传送到中央处理单元21的输入模块482,中央处理单元21再给输出模块484发生一个控制电信号,该输出模块通过电缆488连接到电流-压力变换器486,然后由电流-压力变换器对连接到流量调节阀490的压缩空气管线492中流过的空气流量进行调节。流出流量调节阀490的排污水通常通过平时都打开的电动截流阀494和手动控制的截流阀500排泄到排污收集槽692(在图3A至图3D中表示)中。但是,如果需要使排污输出系统458与排污收集槽692相断开的话,则由连接到中央处理单元21的输出模块496使电动截流阀动作。输出模块496从实质上来说是一个开关,它控制流过电源电缆498中的电流。万一电动阀494不能工作,则由系统操作员手动关闭截流阀500,使排污输出系统458与排污收集槽隔离开来。
为了对流出冷凝水过冷器螺旋管424的冷凝水温度以及从排污过冷器螺旋管425排出的排污水的温度进行控制,设置了一个电动机速度控制部件502,由它控制过冷器压缩机425.2产生的冷却空气量。电机速度控制部件502包括有一个可变速度控制器504,它调节压缩机电机从电源电缆506引进的功率数值。可变速度控制器504的输出电源电缆508连接到压缩机425.2的电动机,而可变速度控制器504则由中央处理单元21产生的控制信号进行控制,这一控制信号取决于装在冷凝水过冷器螺旋管424的输出管道426中的热电偶518测得的温度。尤其是,可变速度控制器504经电缆510连接到中央处理单元21的输出模块512,中央处理单元21还包括有一个输入模块514,该输入模块通过热电偶导线连接到上面提到的热电偶518的输出端。根据热电偶518探测到的温度是否低于或高于中央处理单元21的存贮器内贮存的预定温度范围,压缩机425.2的电动机相应地转得更慢或更快些。
在结束蒸发器装置100的详细说明以前,应当注意到,由蒸发器装置的各个部件形成一个模拟蒸汽发生器,这种模拟蒸汽发生器不仅能精确地模拟核蒸汽发生器内部的热工水力条件,而且,如果在模拟的热工水力条件与实际的热工水力条件之间存在任何重要偏差的话,模拟的蒸汽发生器总是倾向于出现保守的误差。如前已提到,分离装置355的较高效率导致在二次侧300内以更快的速率积累淤渣。蒸发器装置100的另外两个也形成保守误差的特点包括有:流进二次侧给水的较慢的给水速率以及试验过程中试样管承受的较高压力。较慢的给水速率会助长淤渣积累并隐藏在二次侧300的裂隙区内。试样管258a、258b、258c和258d内的较高压力使试样管多承受6%的“切向应力”,这种应力是产生管子腐蚀速率的已知贡献因素。就模拟蒸汽发生器有关的危险后果表示管子处于比实际更好的情况而言,产生保守误差的总的趋向是明显有利的(即蒸汽发生器二次侧的管道破裂及放射线性污染与稍微过早的维修计划相比较)。
现在来参看图3A,模拟蒸汽发生器1的给水系统600一般由三部分组成,包括有:前已讨论过的给水输入管道3,用来将给水从被监督的核蒸汽发生器直接引导到模拟蒸汽发生器的预热器31;一组连接到给水管道3的水容器620,用作为给水贮存容器;一个除盐、除氧水的水源640,它连接到水容器620。现在来详细讨论这三个主要组成部分及其相互关系。
给水输入管道3包括有一个止回阀605、一个电动截流阀606、和一个手动操作的截流阀608,它们处在给水源602与“T”形水流交叉点610之间。在推荐的具体装置中,给水源602是与被监督的核蒸汽发生器中应用的给水相同的水源。另外,给水管道3还包括有一个保持流速的装置,使得在这样的流速下保证流动为湍流,保证在给水进入蒸发器装置100的二次侧之前给水中的微粒固体不会在管道中沉淀下来。用来保持这种湍流,防沉淀的流量用的特定装置将在下文予以讨论。止回阀605保证,进入模拟蒸汽发生器1给水泵系统600的给水不会回流到用于核蒸汽发生器的给水中。电动截流阀606可使系统操作员在需要时将给水系统600与给水源602切断开。在管道3上设置有手动截流阀608作为安全措施,除非电动截流阀606由于什么原因变得不能工作时,通常不使用。
在“T”型水流交叉点610,来自给水源602来的给水可通过打开管道612中的电动流量阀618有选择地流进前已提到的容器620中。管道612还包括有一个通常打开的手动阀616,但若在电动阀618不能工作希望使给水流量与容器620隔离开时,该阀可以关闭。在管道612上还设置有止回阀614,以保证不会使容器组620中的水回流到给水输入管道3中。容器组620还通过管道622返回连接到给水输入管道3。管道622和管道612一样,包括有一个电动截流阀624、手动控制的截流阀626、和一个止回阀628。这些阀门都相应地起到阀门618、616和614在管道612中的同样作用。管道622在“T”形交叉点630(连接到给水输入管道3。还有一个截流阀632装在“T”形交叉点630的下游、“T”形交叉点610的上游,以防止从容器组620流出的水回流到给水源602。使容器流出的水流与给水源602相隔离开的能力是很重要的,因为容器流出的这种水与核蒸汽发生器流来的给水相比具有不同的化学性质。在“T”形交叉点630的上游,给水输入管道3包括有前已提到过的手动截流阀5和电动截流阀7。容器组620设有一个水箱,可使防腐蚀添加剂或洗涤添加剂在该水箱内同被监督的核蒸汽发生器来的给水相混合。马上将会明白,容器组还没有一个水箱。可使上述添加剂在该水箱中同水源640来的除盐、除氧水相混合。
为了扩大模拟蒸汽发生器中可利用的试验选择并提供一个在试验程序之间清洗蒸发器装置100二次侧300用的纯水源,将一个除盐、除氧水的水源640连接到前面讨论过的容器组620。如果已经将防腐蚀化合物混合到核蒸汽发生器的给水中,则除盐、除氧水源640的设备可允许操作员试验未在蒸汽发生器使用的另外的防腐蚀添加剂的效能。水源640最好是与蒸发器装置100一次侧102相连的补给水系统所用的水源相同。除盐、除氧水的水源640通过水管道642连接到容器组620,水管道642在“T”形水流交叉点644处连接到容器管道645,容器管道645包括有一个止回阀646、一个手动截流阀647和一个电动截流阀648,这些阀门可以起到管道612中前已讨论过的阀门614、616和618同样的对应功能。直接连接到除盐、除氧水源640的管道642延伸到“T”形水力交叉点644,并通过止回阀650、手动截流阀652和电动截流阀654连接到一次侧102的补给水源60的输入管道62。此外,这些阀门的相应功能同前已描述过的管道612的阀门614、616和618的功能相同。
给水系统600的输出侧包括有前已讨论过的相应地从冷凝水过冷器螺旋管424和排污过冷器螺旋管425来的输出管道426和476。这两个管道还包括有前已讨论过的电动截流阀450、494以及当电动截流阀450、494之一不能工作时作应急使用的手动截流阀456和500。这些输出管道426和476并行联接到图示的输出主管道690。管道690再连接到贮存水槽692。该贮存水槽在其顶部通过气体管道694连接到一个压缩氮气源,而在其底部,则通过排放管道695连接到排水设施。具有氮气复盖的贮存水槽692的设备可在需要时使水在系统中进行再循环。假如模拟蒸汽发生器中的给水由于核蒸汽发生器中换热管的泄漏而被放射性污染时,贮存水槽692也设置有对放射性水疏忽误排放的保护措施。
图3B、3C和3D是上面提到的保持给水输入管道3内湍流用装置的另一种具体装置,使得在给水进入蒸发器装置100的二次侧300之前给水中的微粒固体不会沉淀下来。
图3B表示了推荐的这一具体装置,其中在电动截流阀606和手动截流阀605的下游的输入管道3上跨接有一对管道656和658。如图中所示,在这一对管道656和658之前,还装有另一个手动和电动的截流阀653、655。管道656最好取内径0.21英寸左右,而管道658最好取内径0.313英寸左右,根据为保持给水中的微粒物质在整个管道3中处于悬浮态所需要的流速,在模拟蒸汽发生器1的运行过程中将使用管道656或658的一根。但不两根一起使用。为了使液流从较小直径管道656切换到较大直径管道658,管道656和658中的每一根都包括有一对电动截流阀,分别为657a、657b和659a、659b。从较小直径管道656到较大直径管道658的切换可在每小时22磅到每小时80磅的流速范围内任一数值下进行。极其频繁地使用较小直径管道656或使用较大直径管道658可在一个较宽的给水流速范围内保持一个很高的雷诺数(超过4000)。
图3C表示了可保持给水输入管道3中高度防沉降湍流的另一个具体装置。在这一具体装置中,与输入管道3有相同内径的单一管道662同输入管道3并联连接,并联管道662在图示的位置上包括有两个电动阀664a、664b。根据所需要的流速,可以使用管道3和662的一根或两根同时使用。在这一具体装置中,管道3和662的每一根管道都具有约0.214英寸的内径,从使用单根管道至使用两根管道的切换可在每小时24磅至每小时80磅的整个范围内任一处进行。
图3D还表示了又一个保持给水输入和输出系统600所需湍流的具体装置。其中,装有单根管道604,它将恒定流量的给水输送到二次侧300中,这一流量大大超过了充分保持输入管道3中湍流流动所需要的数量,以使得给水中的微粒物质将不会在管道3中沉降下来。由于这一流速也大大超过模拟蒸汽发生器1的实用给水要求,必须设置某些设备来排放这一多余的流量,这一设备以气动控制阀672形式提供这一阀门布置在与输入管道3在“T”形交叉点668处相交叉的管道684中。
连接到中央处理单元21的流量计666通过与中央处理单元21的输出模块674相接的电流-压力变换器680来调节气动控制阀672。当流量计666测得蒸发器装置100的二次侧300中的给水要求升高时,它将关闭气动控制阀672,使得一个较小的给水量在“T”形交叉点668经过管道684被排放到前已讨论过的贮存水槽692中。反过来,如果流量计666测得二次侧300中的给水要求降低时,它便使气动控制阀672打开一个需要的开度,将多余的给水在“T”形交叉点668处并经过管道684排放掉。最后,应当注意到,通向贮存水槽692的管道684包括有一个用来降低给水温度的冷却螺旋管670,以保证在通向贮存水槽途中的管道684中的任何地方不会出现“急骤蒸发”条件。
从上述说明可以看到,给水输入和输出系统600给模拟蒸汽发生器的操作员提供三种不同的选择。第一,操作员可以使直接从被监督的核蒸汽发生器来的给水直接进入蒸发器装置100的二次侧300。第二,操作员可将一个选定量的给水排放到容器组620中,为了进行比较试验可将防腐蚀的或洗涤用的化合物加到给水中,然后用水泵(图中未表示)经管道622将这种经过处理的给水注入到蒸发器装置100的二次侧300中。第三,如在蒸汽发生器的给水中原已使用了防腐蚀的或洗涤用的添加剂,则操作员可从水源640给容器620注入除盐、除氧水,并试验另一种可供选择的防腐蚀添加剂的效能,或将除盐、除氧水引进蒸发器装置100的二次侧300作清洗用。
现在转向图4,模拟蒸汽发生器1的供电线路696包括有一个主回路断路器697,用来在电流过载情况下同时切断给水预热器31、一次侧加热器组件150、和管板加热器244的加热元件40、160和256的电源,以及冷凝器装置和过冷器的压缩机403和425.2的电源。主回路断路器697也将在出现电流过载条件时同时切断补给水系统60的正位移泵66以及给水增压泵26.1的电源。如图中所示,这些设备中的每一个设备通过相应的线路断路器697.1、697.2、697.3、697.4、697.5、697.6和697.7同系统的主电源电缆并行联接。此外,多个接触器组件698串行连接到上面提到的线路断路器697.1至697.7,使得电源可以有选择地接通到给水预热器31、一次侧加热器组件150、管板加热器244、冷凝器装置和过冷器的压缩机403和425.2,以及水泵26.1和66。特别是,加热器装置150的加热元件160通过接触器组件698.1串联连接到主电源线,而给水预热器31和管板加热器244的加热元件40和256相应地经过接触器组件698.2和698.3串联连接到主电源线。同样,过冷器压缩机425.2、给水增压泵26.1和补给水泵66经过接触器组件698.4、698.6和698.7串联连接到主电源电缆。对于冷凝器装置压缩机403存在着对接触器组件串联连接的显著例外。这种特殊的压缩机403既可以通过接触器组件698.5a串联地连接到主电源电缆,也可以通过由接触器组件698.5b和698.5c组成的并联线路并联地连接到主电源电缆上。因为冷凝器的压缩机403起到控制蒸发器装置100的二次侧300内部压力的重要作用,采用并联线路,即使可变速度控制器395完全损坏,也可保证冷凝器装置的压缩机403的电动机将能从主电源线路得到电源。可变速度控制器通常调节压缩机403从主电源线路接收到的电源功率数量。作为对于一次侧加热器组件150、给水预热器31或管板加热器244的加热器线路中可能出现电源波动预防措施,在这些设备的加热元件160、40和256与主电源电缆之间串联连接有熔断器组件699.1、699.2和699.3。
现在参考图5A、5B和5C,模拟蒸汽发生器1的机械结构布置包括有一个主框架702,里面安装有预热器、蒸发器装置100、冷凝器400、和过冷器装置423。主框架702包括有两根悬置支架704a、704b,用来悬吊蒸发器装置100的二次侧300。二次侧300包括有两个相对着的悬置法兰706a、706b,它们伸出二次侧300的侧面,如图所示。这些悬置法兰706a、706b用螺栓708a、708b装在悬置支架704a、704b上。蒸发器装置100的其余部分装在一辆起重车720上,该起重车能使一次侧102和管板240横向和纵向移动。正如下文将要更详细说明的那样,这种可以横向和纵向移动的起重车设备,同格雷洛克(Grayloc)型夹紧部件215和280相配合,可在模拟蒸汽发生器1可能进行的任何管道腐蚀试验结束时非常方便地接近试样管258a、258b、258c和258d。这是本发明的一个重要特点,因为某些类型的腐蚀试验需要比较经常地接近试样换热管258a、258b、258c和258d。
为了对安装在起重车720上的二次侧300、管板240和一次侧之间提供适当的对准,主框架702包括有4个螺杆715a、715b、715c和715d,它们通过装配架717a、717b 717c和717d安装得和框架720的柱相平行,起重车的上部框架722在它的角落中包括有4个园柱形套管724a、724b、724c和724d,这些套管同螺杆715a、715b、715c和715d对齐。当起重车720滚进主框架702内且一次侧102和管板240处在二次侧300正下方的适当位置时,起重车720包括有一个起重器730,该起重器可用来相对于二次侧300的底部提升管板240和一次侧102。如果园形套管724a、724b、724c和724d接收到螺杆715a、715b、715c和715d,而起重器使管板240和一次侧102上升到同二次侧相接合的位置,则管板240和二次侧300将适当地得到定位。此后,可将螺栓(未表示出来)拧到螺杆715a、715b、715c和7 715d的端部,以使管板240和二次侧300紧固到适当对准的位置。最好用盘簧或盘形弹簧垫构成的弹簧和加载部件(图中未表示)在相应的螺母拧上以前装到螺杆的端部,以便有弹性地给管板240的上部凸缘276对着二次侧300的下部凸缘284加上压力,而在这些凸缘之间提供一定程度的“缝隙”,这有利于适当地安装夹紧组件280。
图6A、6B、6C和6D表示了起重车720,它用来使一次侧102与管板240沿横向和纵向移到二次侧或离开二次侧,而二次侧悬置在模拟蒸汽发生器1的主框架720内部。特别是,起重车720包括有一个上框架722,在此框架上通过两个平行的悬置支架723a、723b安装有一次侧102。如同二次侧300的悬置支架704a、704b的情况一样,一次侧102的悬置支架723a、723b用螺栓安装到伸出一次侧102的实体184外的两个对着的安装法兰725a、725b上。参考图6A和6C可以清楚地看到两个悬置的支架723a、723b以及这些支架将一次侧102装到起重车框架722上所采取的安装方式。
现在转到起重车720的下框架726,这一框架在它的每一个角上相应地包括有4个脚轮组件728a、728b、728c和728d。参考图6A和6D可以清楚地看到,下部框架包括有前已提到的螺旋起重器730,它由一根丝杆732组成,丝杆上通过丝扣啮合着起重器套环733。丝杆732固定地安装在图示的起重器垫734内。如图6B所示,当起重器套环反时针旋转时,螺旋起重器730垂直地升起起重车720以及蒸发器装置100的一次侧和管板240。
当运行中需要打开蒸发器装置100并检查管板240内的试样管258a、258b、258c和258d时,操作员首先松开可拆卸地连接管板240上端与二次侧300下端的格雷洛克(Grayloc)型夹紧部件280。接着,为了从二次侧退出试样管258a、258b、258c和258d并把蒸发器装置100的一次侧102和管板240置于一个可使它们相对于二次侧300进行横向位移动的位置,移走同螺杆715a、715b、715c和715d丝扣啮合的螺母。然后使螺旋起重器730的套环733反时针转二圈,直至起重车720的脚轮728a、728b、728c和728d碰到地为止。当然,要通过拧开相应的管接头来断开补给水和液位传感器的所有气体管线和液体管线。一旦完成上述操作,即可从二次侧300的下面从主框架702下面拉出一次侧102和管板240,并放到任何的要求位置。如果重新组装蒸发器装置100,则反过来进行上面介绍的拆卸过程的每一步操作。
图中应用的参考编号识别
符号表 参考编号 图号
M 7 1A
6MT Y12 9 1A
7MT AO 17 1A
输入温度控制(回路2) 21 1A
一次侧液位控制 21 1A
蒸发器液位控制(回路1) 21 1A
压力控制(回路3) 21 1B
管板保护加热器控制(回路8) 21 1B
热通量或一次侧流体温度控制(回路7) 21 1B
热井液位控制(回路5) 21 1C
排污流量控制(回路6) 21 1C
排放温度控制(回路4) 21 1C
7MT 200 23 1A
M 26.1 4
VFD3 240V 10/3P.5HP
负荷 26.2 4
流量 29 1A
SCR 44 1A
SCR2 240V 3P 22.5KW 44 4
7MT A100 50 1A
7MT A503 52 1A
M 66 1A
M 66 4
7MT A203 95 1A
6MT Y10 97a 1A
6MT Y15 97b 1A
SCRI 110 1B
SCRI 240V 3P 30KW 110 4
7MT A102 111 1B
6MT X25 137 1B
7MT A403 143 1B
7MT A301 145 1B
功率表 WMI 146 1B
SCR 250 1B
SCRI 240V 1P 1.92KW 250 4
7MT A1 251 1B
7MT A500 253 1B
6MT X25 383 1B
7MT A201 387 1B
7MT A3 391 1B
VFDI 395 1B
VFD2 240V 10/3P
2HP 负荷 395 4
M 403 4
M 425.2 4
7MT A202 438 1C
7MT A101 440 1C
M 450 1C
6MT Y13 452 1C
N2喷射系统 470 1C
流量 478 1C
7MT A303 482 1C
7MT A103 484 1C
M 494 1C
6MT Y14 496 1C
VFD2 504 1C
VFDI 240V 10/3P
2HP 负荷 504 4
7MT A2 512 1C
7MT A501 514 1C
控制器 674 3D