C3/C4 kernenergie-oliekoeler met hoofdpomp: de kern voor temperatuurregeling voor een veilige werking van kernenergie

Kernpositionering en functionele waarde
De hoofdpomp voor kernenergie is de enige hoge-roterende kernapparatuur in het primaire circuit, die een hoge- temperatuur en hoge- druk (ongeveer 15,5 MPa) radioactieve koelvloeistofcirculatie moet aandrijven. De motorlagers en mechanische afdichtingen genereren een grote hoeveelheid warmte tijdens werking op hoge- snelheid. De kernfunctie van de C3/C4-oliekoeler is het bieden van geforceerde koeling van smeerolie, het handhaven van een stabiel bereik van de oliefilmtemperatuur van 32-40 graden en het garanderen van de thermische stabiliteit en afdichting van de smeerfilm.
Sleutelfunctie Demontage
Zorg voor smeerprestaties: controleer de smeerolietemperatuur op de ontwerpdrempel om een ​​afname van de olieviscositeit en het scheuren van de oliefilm veroorzaakt door hoge temperaturen te voorkomen, droge wrijving tussen het lager en de rotor te voorkomen en de levensduur van de hoofdpomplagers te verlengen.
Behoud van de betrouwbaarheid van de afdichting: Een stabiele olietemperatuur kan thermische vervorming en veroudering van mechanische afdichtingsmaterialen voorkomen, het risico op lekkage van koelvloeistof in het primaire circuit verminderen en de integriteit van de radioactieve insluiting van nucleaire eilanden garanderen.
Aanpassen aan extreme bedrijfsomstandigheden: Lever continu koelcapaciteit onder ontwerpbasisgebeurtenissen (DBE) zoals vol vermogen, belastingsschommelingen en thermische transiënten, en reserveer veiligheidsredundantie voor extreme scenario's zoals LOCA (verlies van koelmiddelongeval).
Bescherming van het koppelingssysteem: Werk samen met het temperatuurmeetelement van de hoofdpomp, de vloeistofniveauschakelaar, enz. om de olietemperatuur en het oliepeil in realtime te bewaken, alarmsignalen voor het besturingssysteem te geven en vroegtijdige waarschuwingen bij fouten te verkrijgen.

Structurele principes en reguliere vormen
Samenstelling van de kernstructuur
De C3/C4-oliekoeler heeft een shell-and-tube-structuur als kern, die voornamelijk bestaat uit een cilinder, bovenste en onderste eindkappen, warmtewisselaarbuizenbundels, schotten, inlaat- en uitlaatflenzen en afvoer-/uitlaatpoorten
Pijpleiding: Koelwater (RRI) voor apparatuur wordt gebruikt om warmte uit te wisselen met smeerolie aan de mantelzijde via roestvrijstalen warmtewisselaarsbuizen, met een stroomsnelheid geregeld op 1,5 m/s, om de turbulentie-intensiteit te vergroten en de warmteoverdracht te versterken;
Shell-zijde: smeerolie stroomt door het keerschot om de stroomrichting te veranderen, de verblijftijd te verlengen en de efficiëntie van de warmteoverdracht te verbeteren;
Hulpcomponenten: uitgerust met een interface voor temperatuurmeting (real- bewaking van de olietemperatuur), afvoeruitlaat (verwijdering van onzuiverheden in olie), uitlaatuitlaat (verwijdering van systeemlucht) en afvoer- en olieaanvulleiding (aangepast voor systeemonderhoud).
Mainstream structurele typen
Vaste buisplaat: Met een eenvoudige structuur en lage kosten zijn de warmtewisselaarbuizen vast verbonden met de buisplaat, geschikt voor conventionele werkomstandigheden met kleine temperatuurverschillen. De buizenbundel kan echter niet worden gedemonteerd, waardoor reiniging en onderhoud lastig zijn;
Type met drijvende kop: De buizenbundel kan in zijn geheel vrij worden uitgetrokken en teruggetrokken, waardoor deze gemakkelijk grondig kan worden gereinigd en onderhouden. Het is geschikt voor de onderhoudsbehoeften van nucleaire eilanden na langdurig gebruik- en is de reguliere selectie van C3/C4-oliekoelers;
U--vormig buistype: De warmtewisselingsbuis heeft een U--vormige structuur die de invloed van thermische uitzetting kan elimineren en is geschikt voor omstandigheden met hoge temperaturen en temperatuurverschillen. Het reinigen in de buis is echter moeilijk en geschikt voor speciale belastingscenario's.

Belangrijkste technische kenmerken
1. Efficiënt ontwerp voor warmteoverdracht
Door gebruik te maken van een tegenstroomindeling stromen de koude en warme vloeistoffen in tegengestelde richtingen, waardoor het gemiddelde temperatuurverschil wordt gemaximaliseerd en de efficiëntie van de warmteoverdracht met 20% tot 30% wordt verhoogd in vergelijking met stroomafwaarts. Het kan een snelle daling van de olietemperatuur bereiken van 80 graden tot onder de 40 graden;
Optimaliseer de afstand tussen schotten en de opstelling van buisrijen om de turbulentie-intensiteit van de smeerolie aan de mantelzijde te verbeteren. De totale warmteoverdrachtscoëfficiënt kan 500-800W/(㎡· graad) bereiken, wat voldoet aan de eisen voor warmteoverdracht bij hoge belasting van nucleaire eilanden;
Reserveer 10% redundantie van het warmtewisselingsoppervlak om de impact van vuil (olie en water) op de efficiëntie van de warmtewisseling tijdens langdurig gebruik- te compenseren, waardoor stabiele prestaties gedurende de gehele levenscyclus worden gegarandeerd.
2. Betrouwbaarheidsgarantie op kernenergieniveau
Materiaalcorrosiebestendigheid: de warmtewisselingsbuizen zijn gemaakt van 06Cr19Ni10 roestvrij staal en de schaal is bekleed met koolstofstaal en roestvrij staal, dat bestand is tegen corrosie in de nucleaire eilandomgeving en het risico van olieverontreiniging en lekkage vermijdt;
Afdichting en lekkagepreventie: de eindkap is verbonden met flenzen met hoge- sterkte en uitgerust met oliebestendige en hoge- temperatuurbestendige fluorrubberafdichtingsringen om de onderlinge verbinding van smeerolie en koelwater te voorkomen, wat voldoet aan de vereisten van stralingsbescherming op nucleaire eilanden;
Structurele anti-vibratie: door de ondersteuning van de buizenbundel en de bevestigingsmethode van de keerplaat te optimaliseren, past deze zich aan de trillingsomgeving aan tijdens de werking van de hoofdpomp, waardoor losraken en vermoeidheidsschade van de warmtewisselaarbuizen worden vermeden;
Ontwerp van veiligheidsredundantie: sommige modellen hebben een dubbele structuur, die een enkele werking en een enkele back-up kan realiseren, met een schakeltijd van minder dan of gelijk aan 10 minuten, en voldoet aan de vereisten van continue werking van het nucleaire eiland.
3. Aanpassingsvermogen en compatibiliteit
Compatibel met reguliere kernenergie-hoofdpompmodellen (zoals AP1000, Hualong One, CANDU, enz.), Het warmtewisselingsgebied en de interfacegrootte kunnen worden aangepast aan de lagerbelasting van de hoofdpomp en het debiet van het oliesysteem;
Pas de parameters van het koelwatersysteem (RRI) voor nucleaire eilandapparatuur aan, controleer de temperatuurstijging van het koelwater binnen 5 graden en vermijd thermische schokken voor het RRI-systeem;
Ondersteun de koppeling met het hoofdpompbesturingssysteem (DCS/PLC) om bewaking op afstand en automatische aanpassing van parameters zoals olietemperatuur, oliedruk en stroomsnelheid mogelijk te maken.

Toepassingsscenario's en operationeel onderhoud
Typische toepassingsscenario's
De C3/C4-hoofdpompoliekoeler voor kernenergie wordt veel gebruikt in kerncentrales met drukwaterreactoren van de derde-/vierde generatie, met kernscenario's als:
Normale bedrijfsomstandigheden: Wanneer de hoofdpomp op vol vermogen draait, moeten de motorlagers en de smeerolie van de mechanische afdichting continu worden gekoeld om de stabiliteit van het systeem te behouden;
Scenario voor belastingfluctuaties: Tijdens het proces van stijging en daling van de kernenergiebelasting, start en stop, reageer snel op veranderingen in de olietemperatuur om thermisch falen van de oliefilm te voorkomen;
Thermische transiënten en ongevalsomstandigheden: In extreme scenario's zoals LOCA en plotselinge temperatuurstijging in het primaire circuit: behoud van de koelcapaciteit om tijd te winnen voor noodhulp;
Onderhoudsscenario: Wanneer de hoofdpomp wordt uitgeschakeld voor onderhoud, moet u samenwerken met het systeem om olie af te tappen en bij te vullen, en een onafhankelijke reiniging en test van de oliekoeler te bewerkstelligen.
Belangrijke punten voor bediening en onderhoud
Dagelijkse inspectie: bewaak parameters zoals olietemperatuur, oliedruk, waterstroomsnelheid en watertemperatuurverschil. Als de afwijking van de uitlaatolietemperatuur groter is dan ± 2 graden, moet dit onmiddellijk worden onderzocht;
Regelmatig schoonmaken: Haal de buizenbundel elke 6-12 maanden uit elkaar en gebruik water onder hoge druk of chemische reinigingsmiddelen om kalkaanslag aan de buizenzijde en olie aan de mantelzijde te verwijderen. De vervuilingscoëfficiënt moet worden gecontroleerd binnen een bereik van 0,0004 m² · K/W;
Afdichtingsinspectie: Controleer jaarlijks de afdichtring van de eindkap en het flensafdichtingsoppervlak, vervang verouderde componenten en voer een waterdruktest uit bij 1,25 tot 1,5 keer de werkdruk om er zeker van te zijn dat er geen lekkage is;
Probleemoplossing: Wanneer de olietemperatuur constant hoog blijft, moet prioriteit worden gegeven aan het controleren op verstoppingen in het koelwatervolume, de watertemperatuur en de warmtewisselaarbuizen; Wanneer de olie vervuild is, is het noodzakelijk om de olie tijdig te vervangen en het systeem schoon te maken.

De hoofdpompoliekoeler van de C3/C4-kerncentrale, als de "temperatuurcontrolekern" van het nucleaire eiland, is een belangrijk onderdeel van de uitrusting dat de veilige werking van de hoofdpomp garandeert en de integriteit van het reactorkoelsysteem handhaaft. De hoge-efficiënte warmteoverdracht, nucleaire- betrouwbaarheid en het sterke aanpassingsvermogen ondersteunen rechtstreeks de- lange termijn stabiele energieopwekking van kerncentrales. Met de grootschalige promotie van kernenergie van de derde- generatie en de ontwikkeling van kernenergietechnologie van de vierde- generatie zullen oliekoelers worden geüpgraded naar een hoger rendement, intelligentie en een langere levensduur, waardoor een solidere garantie wordt geboden voor de veilige en efficiënte werking van kerncentrales.