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HTR-10备用主氦风机更换方案设计

作者:云南工业风机生产  来源:未知  浏览次数: 日期:2020-06-01 12:52

床的反应堆芯、石墨反射层和装有棒的混响反应堆压力容器、装有主氦气风机和蒸汽发生器的蒸汽发生器压力壳以及同心套筒形热气导管。主氦气鼓风机的功能是在反应堆启动、关闭和正常功率运行期间向反应堆堆芯提供足够的冷却剂(氦气),以带走反应堆堆芯的热量。基于HTR-10目前使用的主氦风机与待安装的备用主氦风机之间的比力,结合长期冷停堆条件下一回路室剂量场的测量结果,提出蒸汽发生器室内部拆装和室外部拆装两种备选方案。在此基础上,利用三维数字仿真技术对上述两种拆卸方案进行了仿真。在综合分析施工安全性、工作量和工作难度的基础上,作者认为蒸汽发生器舱室外拆装方案更为可行。当两个风扇竞争时,HTR-10在主回路中需要高纯度的氦气。除了承载能力、使用寿命和机械功能的基本要求外,主要要求是防止轴承润滑剂污染一回路。目前在HTR-10中使用的主氦气鼓风机是笼盖型(),它与电机同轴,并密封在主回路的压力极限内。风机电机整体安装在蒸汽发生器压力壳的上部,与蒸汽发生器共用一个压力容器。额定运行参数如表1所示。该风机采用油脂润滑滚动轴承,布局简单,表1主要氦气风机额定参数,表中参数名称、数值、介质、纯氦气入口压力/兆帕质量流量/千克-秒-1压力上升/千帕介质温度/摄氏度调速范围/额定转速/每分钟驱动电机功率/千瓦油脂蒸发率低。此外,采用更复杂的供油和处理系统、密封系统和氦气缓冲系统来确保氦气纯度。为了从基本的角度解决润滑问题而不造成对主回路的污染,HTR-10准备用装有电磁轴承的主氦风扇代替主氦风扇。在大型高温气冷堆的设计中,主氦风机采用电磁轴承方案,与其他类型的轴承相比具有以下优点:使用寿命长(无接触或摩擦皮相);转子可以高速运动。(3)无润滑系统,无润滑油污染,无复杂密封;(4)轴承磨损小;动平衡校准简单;转子状况便于连续监测;维护工作量小。配备电磁轴承()的备用主氦风机将安装在原主氦风机的位置,不改变原主氦风机的安装前提,不提供通讯功能。当备用主氦气鼓风机运行时,进行通信。备用主氦风机与主氦风机的主要区别在于备用主氦风机采用电磁轴承,电机轴自上而下设有上副轴承、轴向推力电磁轴承、径向电磁轴承、下径向电磁轴承和下副轴承;主氦风机的电机轴上自上而下有轴向推力润滑脂滚动轴承(2)和径向润滑脂滚动轴承(1)。备用主氦风机有电磁轴承的电源线和主线,主氦风机有轴承的供油管、冷却水管和冷却器。穿过风扇压力壳的冷却水管变成穿过风扇压力壳的电器。3安全说明用剂量计和中子剂量计测量环室中的剂量分布。测试前提:燃料元件储存在堆芯中,HTR-10累计功率运行时间为415.34d,综合功率为191.597全功率日。

测试结果如表2所示。表2-剂量场pGy/H测量点位置剂量值风壳和蒸汽发生器壳邻接法兰东侧y剂量风壳和蒸汽发生器壳邻接法国侧y剂量风壳和蒸汽发生器壳邻接法兰南侧y剂量风壳和蒸汽发生器壳邻接法兰北侧y剂量蒸汽发生器室保温层低于y剂量蒸汽发生器人孔y剂量热氦导管法兰1m(东侧法兰) Y剂量-2.43米标高通道东侧Y剂量蒸汽发生器壳体底部外观Y剂量反应堆压力壳在标高-2.0米处的外观Y剂量反应堆压力壳在标高-0.29米处的外观Y剂量反应堆压力壳在标高0.3米处的外观Y剂量反应堆压力壳在标高1.3米处的外观Y剂量反应堆压力壳在标高3.5米处的外观Y剂量反应堆压力壳在标高4.4米处的外观Y剂量反应堆压力壳在标高-4.5米处的外观在长期冷停堆条件下,回路舱内的放射性剂量水平为205毫戈瑞/小时,工作人员在受控条件下的替换操作可确保人身安全。4、在核实现场具备安全施工的前提下,拆装方案初步形成了室内拆装和室外拆装两个方案。舱内拆装方案的基本步骤如下:吊装护栏混凝土盖板;断开风机压力壳端盖的外部连接:切断冷却水管,拆除电气相邻部件等。(3)膨胀拆除压力壳端盖螺栓,提升压力壳端盖并支撑;放射性气溶胶的辐射剂量测量、分析和评价;(5)断开外壳中的连接器,进入外壳,断开电源线,提起端盖;拆除外壳的内外部件:空腔冷却器、润滑油管、传感器、电机等。安装电气贯穿件,安装备用主氦风机,并用电缆连接;压力壳端盖预安装,靠近电源线,风机预试验;端盖安装及焊接检查、风机和电磁轴承功能测试;备用主氦风机正式安装,螺栓膨胀,清理完毕。室外拆装方案的基本步骤如下:吊装围栏混凝土盖板;断开风机压力壳端盖的外部连接:切断冷却水管,拆除电气相邻部件等。(3)膨胀拆除压力壳端盖螺栓,提升压力壳端盖并支撑;放射性气溶胶的辐射剂量测量、分析和评价;(5)复位压力壳顶盖,膨胀螺栓,将主氦气鼓风机的压力壳提升至混响室大厅预设的拆装操作区,并隐藏蒸汽发生器法兰的开口;膨胀并拆除压力壳端盖螺栓,将压力壳端盖提升到拆装操作区预设的端盖支架上,清洗压力壳;断开外壳中的连接器,进入外壳并断开电源线;拆除压力壳的内外部件:空腔冷却器、润滑油管、传感器、电机等。安装电气贯穿件,安装备用主氦风机,并靠近电缆;邻近临时电源线和风扇预测试;端盖安装和焊接检查,风机和电磁轴承功能测试;备用主氦风机正式安装,螺栓膨胀,清理完毕。在室外拆装计划中,步骤在蒸汽发生器舱外实施。5三维数字仿真为了提供方案设计,预测更换过程中的潜在风险,为最终方案评估提供真实依据,有必要对备用主氦风机更换的全过程进行仿真。HTR-10*循环蒸汽发生器的三维模型用CATIA软件版本号V5R16完成。CATIA是法国达索系统公司的计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造/计算机辅助制造的车身产品,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子、电器和消费道德行业。随着

6对本文提出的两种方案进行分析和评价,很明显,室外拆装方案的工作量比室内拆装方案要大,因为氦风机压力壳需要从一回路包体内完全拆除才能施工。其次,由于库存中与主氦风机相关的备件(如密封环)很少,因此不需要在机舱内更换用于拆卸和组装的备件。同时,简化了施工方案,有利于节约资金。尽管有上述优点,但室内拆装方案仍有许多不足之处:主氦风机更换过程是验证主氦风机新旧等主要相关系统设计和设备功能的有利时机。HTR-10的相关设计人员已经准备了大量的实验内容,包括备用主氦风机进入反应堆前后的功能验证、混响室的冷热态实验、一回路的石墨粉尘分布实验等。打开主氦风机的压力壳后,需要增加实验时间;压力壳内的操作空间较窄,可以预计,拆除压力壳内的连接器、电源线、空腔冷却器和其他部件将需要很长的施工时间。根据一回路舱内放射性剂量的测量效果,在剂量控制和辐射防护的前提下进行操作,可以保证桩顶施工人员的安全,但如果一回路工作区能尽可能远离桩顶,而不明显增加工作的工作量和难度,创造一个较好的工作条件,无疑将对减轻施工人员的心理负担,提高工作质量有积极的作用。(3)如果更换过程涉及冷却水管、润滑脂管的切割和新电气贯穿件的焊接等。为了在桩的顶部完成,需要额外的保护措施,以防止铁屑和铁屑等污物落入壳内;(4)根据修改的经验,变更过程仍然艰巨,响应工作量难以衡量。基于以上,笔者认为室外拆装方案更为可行。根据HTR-10主氦风机和备用主氦风机的结构特点,结合一回路室剂量场的测量结果,提出备用主氦风机的两种更换方案,并利用三维建模软件模拟更换过程的进动。在对两种方案进行澄清和评价的过程中,作者认为室外拆卸方案是可行的。



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