多模块直流蒸汽发生器给水系统特性分析
小型模块式反应堆螺旋管蒸汽发生器设计和热工水力分析
DZF- 蒸汽发生器性能简介及技术参数
“绿洲”牌全自动蒸汽发生器性能特点：本机采用压力控制器和安全阀双重保险装置,确保产品安全可靠，当压力达到0.4Mpa 时,自动断开加热系统，停止加热。
当压力低于0.3Mpa时，自动启动加热系统。
保持标准的使用压力；锅炉采用外携式水位计和水位探测器。
缺水时自动报警，同时加热系统自动停止加热。
内设有全自动加水装置，方便快捷，省时省力。
加热时间极短，8-10分钟即可使用，使熨烫成本更低。
蒸汽发生器型号Model 单位DZF-3（节能型）DZF-6 DZF-9 清水泵功率Power of Clean Woter Pump Kw 0.08 0.55 加热器功率Power of Heater Kw 3 6 9 供汽量Air Supply Kg/h 4-5 8-10 10-15噪音小于等于Noise dB 70 包装箱重Weight of Packing Case Kg 15 20机器净重Net Weight of Machine Kg 35 40进水压力Pressure of Inlet Pressure Mpa 0.15-0.4耗水量Water Consumption L 2.5 6 9 电源Power Supply V AC220v/380v/50Hz AC380v/50Hz 装机容量Installed Capacity Kw 3 6.55 9.55 耗电量Water Consumption Kw/h 2 5 7 外形尺寸Contour Dimension mm 380×350×720 400×820×850包装外形尺寸Dimension of Packing Case mm 490×470×870 520×940×970 蒸气出口尺寸Steam Outlet 英寸G1/4 G1/4 排水口尺寸Returned Water Outlet 英寸G1/2 G3/4 进水口尺寸Water Inlet 英寸G1/2 G1/2出水口尺寸Water Inlet 英寸G1/2 G1/2电源进线Power Input Wire mm² 1.5 4 4蒸汽发生器型号Model 单位DZF-18 DZF-24 DZF-36 DZF-48 清水泵功率Power of Clean Woter Pump Kw 0.55加热器功率Power of Heater Kw 18 24 36 48供汽量Air Supply Kg/h 25-30 30-40 40-50 70-80噪音小于等于Noise dB 70机器净重Net Weight of Machine Kg 60包装箱重Weight of Packing Case Kg 30 40进水压力Pressure of Inlet Pressure Mpa 0.15-0.4耗水量Water Consumption L 18 24 36 48 电源Power Supply V AC380v/50Hz 装机容量Installed Capacity Kw 18.55 24.55 36.55 48.55 耗电量Water Consumption Kw/h 12 18 30 40 外形尺寸Contour Dimension mm 520×850×1220 840×920×1250 包装外形尺寸Dimension of Packing Case mm 640×970×1340 960×1040×1370 蒸气出口尺寸Steam Outlet 英寸G3/4 G1 排水口尺寸Returned Water Outlet 英寸G1 G1 进水口尺寸Water Inlet 英寸G1/2 G1/2出水口尺寸Water Inlet 英寸G1/2 G1/2电源进线Power Input Wire mm² 6 10 16 16。
蒸汽发生器工作原理
蒸汽发生器工作原理
蒸汽发生器是一种将水转化为蒸汽的设备，其工作原理基于热能传递和相变原理。
下面是蒸汽发生器的工作原理步骤：
1. 加热水：蒸汽发生器通过加热水来产生蒸汽。
水从水源进入发生器，并通过加热元件进行加热。
加热元件可以是燃烧器、电加热管或其他形式的热源。
2. 水受热：加热元件将热能传递给水，使水的温度逐渐升高。
当水温达到100℃时，水开始沸腾并转化为蒸汽。
3. 液态水和蒸汽共存：在蒸汽发生器中，液态水和蒸汽可以同时存在。
液态水位于较低的位置，而蒸汽位于较高的位置。
4. 蒸汽产生：当水沸腾时，产生的蒸汽会上升，并被导入到蒸汽发生器的出口。
蒸汽可以用作能源或热能传递的媒介，用于驱动机械设备、供暖或进行其他工业过程。
5. 残余水排出：蒸汽产生后，水中的溶解气体和固体物质可能会残留在发生器内，它们需要通过排污系统进行处理和排放，以保持蒸汽发生器的正常运行。
蒸汽发生器的工作原理是通过传递热能将水加热，并使其转化为蒸汽。
这种装置广泛应用于发电、工业加热、供暖和其他领域，它在许多工业过程中起着重要的作用。
蒸汽发生器的运行原理
蒸汽发生器的运行原理蒸汽发生器在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。
水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。
分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往蒸汽机过热器,继续吸热成为450℃的过热蒸汽，然后送往汽轮机。
在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。
在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。
燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。
燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，除去其中的飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。
蒸汽发生器的特点1、蒸汽发生器燃烧稳定;2、能在较低的运行压力下，获得较高的工作温度;3、供热温度稳定，能精确地进行调整，热效率高;4、蒸汽发生器运行控制和安全检测装置完备。
蒸汽发生器的安装调试1，检查水、气管道密封性是否良好。
2，检查电器线路，尤其是加热管上的连接线是否连接和接触良好。
3，检查水泵工作是否正常。
4，初次加热时要观察压力控制器的灵敏度(在控制范围之内)及压力表读数是否准确(指针是否零)。
5，必须接地保护。
蒸汽发生器的保养1，每次试用期要检查是否打开进水阀，严禁干烧!2，每次(天)使用后要排污(必须留1-2kg/c㎡压力后打开排污阀，把锅炉内污垢完全排出)。
3，每次排污完毕后建议开启所有阀门，关闭电源。
4 、每个月加次除垢剂及中和剂(按说明添加)。
5、定期检查线路，对老化的线路及电器进行更换。
6、定期打开加热管彻底清理一次发生器炉内水垢。
7、每年要对蒸汽发生器进行年检(送当地锅炉检验所)，安全阀、压力表必须校验。
蒸汽发生器使用注意事项1、必须及时排污，否则影响制气效果及机器寿命。
2、严禁在带汽压时紧固零部件，以免造成损伤。
直流蒸汽发生器给水控制半实物仿真系统
直流蒸汽发 生器给水控制半 实物仿真 系统
孙建华 ，汪 伟 ２，赵福宇 。 ，张 晓辉 ２
（ ． 中科 技大 学 ，武汉 ，４ ０７ ；２ １华 ３０ ４ ．武汉 第二 船舶 设计 研究 所 ，武汉 ，４ ０６ ３０４；３ 西 安 交通 大学 能动 学院 。西 安 。７ ０ ４ ． １０９）
汽发生器控 制系统 的设计及运 行提供技术指 导。 关键词 ：直流蒸汽发生器 ；给水控制系统 ；仿真 中图分 类号 ：Ｔ ３ ２ ． Ｌ ６ ５ 文献标识码 ：Ａ
１ 前
言
由于直 流蒸 汽发 生器 产 生过 热蒸 汽 ，可不 设
置去湿装置 ，具有体积小 、机动性能好 、热效率 高等优点 ，因此 ，采用直流蒸汽发生器的核动力 装置在 国外 已得到广泛的研究和应用【 。 ｌ 采用直 ’ 流蒸汽发生器的核动力装置 ，参数间相互关联和 影响 ，给水 流量 、汽轮 机耗 汽量 都会 影 响蒸 汽发
维普资讯
第 ２ ９卷 第 １期
２Ｏ Ｏ ８
核 动 力 工 程
Ｎ ｕ ｌａ ｏｗｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｃ ｅ ｒＰ ｒＥｎ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖｏ ．２ ．Ｎｏ １ １ ９ ． Ｆｅ ．２ ｂ ０ ０ ８
年 ２月
文 章 编 号 ：０ ５ －９ ６２ ０ ） ０ １ ５ ２ ８０ ２ （０ ８０ － ０ １ １ － ２
备。
２２ 给水 控制 系统 物理设 备 ． （） １参数 检测 箱 ：由模 块化 的单 元结 构组 成 ，
源板 、Ｃ Ｕ 板 和 Ｃ Ｐ ＡＮ 总线板 组成 。可通过 网络
ห้องสมุดไป่ตู้
山
＞
通讯连接至实时仿真主机 ， 调整仿真进程 ， 启动 、
蒸汽发生器工作原理
蒸汽发生器工作原理蒸汽发生器是一种常见的热能设备，其工作原理是将液体转化为蒸汽。
在工业生产、能源转换和空调系统中广泛应用。
本文将详细介绍蒸汽发生器的工作原理及其主要组成部分。
一、蒸汽发生器的工作原理是怎样的？蒸汽发生器的工作原理基于热传导和相变两种物理现象。
当液体接触到高温表面时，热量从高温区域传导到液体中。
当液体吸收足够的热量时，它会达到沸点并转化为蒸汽。
这个过程中液体内部的分子会与周围环境相互碰撞，导致蒸汽分子的形成。
蒸汽发生器的工作原理可以简化为以下几个步骤：1.燃料燃烧产生高温热源。
蒸汽发生器通常使用燃气、燃油或固体燃料作为燃料。
燃料燃烧会产生高温的热源，用于加热蒸汽发生器内部的液体。
2.热量传导至液体。
高温热源通过热交换器传导热量给液体。
热交换器内部有许多细小的通道，用于接触和传导热量。
热量在传导的过程中，液体的温度逐渐升高。
3.液体达到沸点并产生蒸汽。
当液体的温度升高到沸点时，液体内部分子的动能增加，开始形成蒸汽。
蒸汽的形成是液体内部分子从液相向气相转变的过程。
4.蒸汽被抽出。
蒸汽通过蒸汽出口被抽出蒸汽发生器。
蒸汽可以用于推动涡轮机、驱动发电机产生电能，或者作为热源供给工业生产或建筑物的空调系统等。
二、蒸汽发生器的主要组成部分蒸汽发生器通常由以下主要组成部分构成：1.燃烧室：用于燃料的燃烧，产生高温热源。
2.热交换器：负责将燃烧产生的热量传导给液体，并将液体加热至沸点。
3.水箱：用于存储和补充液体，保证蒸汽发生器的稳定运行。
水箱通常位于蒸汽发生器的下部。
4.蒸汽出口：通过蒸汽出口将产生的蒸汽抽出。
5.控制系统：用于监测和控制蒸汽发生器的温度、压力和流量等参数，以确保安全运行和高效工作。
三、蒸汽发生器的应用领域蒸汽发生器在各个领域都有广泛的应用，以下是一些常见的应用领域：1.能源转换：蒸汽发生器通常与涡轮机和发电机相结合，用于发电生产。
当蒸汽驱动涡轮机旋转时，涡轮机会带动发电机发电。
2.工业生产：蒸汽可作为热源用于工业过程，如纸张制造、化工生产和石油精炼等。
直流锅炉燃烧及给水调整
直流锅炉燃烧及给水调整一、直流锅炉给水控制的特点与给水控制对象动态特性1、锅炉启动阶段（湿态运行），为了水冷壁的安全，启动一开始就必须以最小安全流量向锅炉连续上水，同时维持储水罐水位正常，以保证机组的安全运行。
2、转干态以后，蒸发量不仅决定于燃烧率同时也决定于给水流量，给水调节的任务是满足机组负荷的需要同时维持中间点温度有合适的过热度，防止返回湿态和水冷壁及过热器超温，对过主汽温进行粗调。
给水投自动后，锅炉负荷经动态延迟函数器、函数器得出相应锅炉负荷下需要的给水流量再加上经中间点温度修正的信号（机组负荷大于55%时中间点温度给定值被喷水比修正）作为给水流量最终给定值，给水流量测量值（经给水温度修正后）与其给定值的偏差经PID计算后作为给水控制信号送给给水泵转速控制系统。
3、给水流量扰动下的动态特性：给水流量阶跃增加时，蒸发量、汽温、汽压的变化都存在迟延，运行时要注意分析总结了解其动态特性，尤其是对主汽温的延迟较大，这对正常调整和异常工况的处理很有帮助。
二、过热汽温的调节1、蒸汽流量扰动下过热汽温对象的动态特性：燃烧率增加对流式过热器出口的汽温升高，辐射式过热器出口的汽温降低，最终末级过热器出口的汽温仍随着负荷的增加/减少而升高/降低。
当蒸汽流量扰动时，由于过热器上各点的汽温几乎同时变化，因此过热器出口汽温变化的延迟很小，如果蒸汽流量的增加是汽机侧引起的，则在锅炉燃烧率调整之前，过热汽温是随着蒸汽流量的上升而下降，这就是为什么超温的时候开大汽机调门能快速把主汽温度降下来的道理（严重超温时可利用锅炉的蓄热适当加负荷：CCS或TF方式下将滑压开关退出，适当将主汽压力给定值设小，让汽机开调门）。
2、烟气传热量扰动下过热汽温对象的动态特性：沿着过热器整个长度方向上，烟气的传热是同时发生变化的，所以过热汽温的变化很快，迟延时间很小，其动态特性较好，但作为调温手段较困难。
3、减温水量扰动下过热汽温对象的动态延迟和惯性较大，手动操作时不要大起大落。
蒸汽发生器水位的模糊-PID复合控制
定值 自动 选择 。模糊 控制 器是 以水位设 定值 与实 际水位 之差 Ｅ及 其 变 化 率 Ｅ 作 为输 入 量 ， 出 Ｃ 输
量 Ｕ 为 阀 门的开度 。 １ ２ 模糊控 制器 的设 没有 完全 反 映 出模 糊控 制
的特点 。为此 ， 考虑 采 用集 总 参数 化 模 型ｌ ， 合 ８结 ］
模糊 控制与 常规 ＰＤ 控制各 自的优点 ， 计蒸汽发 Ｉ 设 生器 的模 糊一 Ｉ 复 合 水 位 控制 器 ， 对 蒸 汽发 生 Ｐ【 ） 并
理 论上 ， 糊 控制器 的维数 越高 ， 模 其控 制越精
确 。但是 ， 维数 越 高 ， 模糊 控制 规 则越 复杂 ， 制 控 算法 的实 现越 困难 。因此 ， 用二 维 结 构来 设 计 采 蒸汽 发生 器水 位的模糊 控制 器 。模糊控 制器 各语 言变量 水 位误 差 Ｅ、 差 变 化率 Ｅ 控制 量 【的 误 Ｃ、 ， 论域 均为 ［ ６ ］ 模 糊 子 集 均采 用 ７条 词 汇来 ，６ ， 描述 ， ＮＢ（ 大 ） ＮＭ （ 中 ） ＮＳ（ 即 负 ， 负 ， 负小 ） Ｚ ，Ｏ （ ， （ 零） ＰＳ 正小 ） Ｐ （ 中 ） ＰＢ（ 大 ） 隶 属度 ，Ｍ 正 ， 正 ，
图 １ 模 糊 一 Ｉ 合 控 制 原 理 Ｐ Ｄ复
行 了仿真 ， 文献 ［—］ 究 了核 电厂蒸 汽 发 生 器 的 ５７研 模糊 水位控制 。但 是 ， 上述文 献仅对小 幅度变 负荷
工况 下的模糊控制进 行 了研 究 ， 没有考 虑大 幅度变
控 制原 则 为 ： 偏 差 时 使 用 常 规 Ｐ Ｄ 控 制 器 ， 大 Ｉ 小
１ Ｉ ） ｆＥ— ＮＢ ｎ ａ ｄ ＥＣ— ＮＢ ｈｅ ＝ ＰＢ ； ｔ ｎＵ ＝ ＝ ｏｒ ２）Ｉ ｆＥ— ＮＢ ｎ ａ ｄ ＥＣ— ＮＭ ｈｅ — ＰＢ ； ｔ ｎＵ ｏｒ
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第11期 毕德瑞等：多模块直流蒸汽发生器给水系统特性分析
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快堆的给水调节方式与运行模式有关!日 本文殊堆、美国CRBRP +法国的超凤凰堆等动
* 力堆）14 需根据电网需求调整反应堆功率，要求
反应堆进行负荷跟踪，因此采用堆跟机的运行 模式，给水调节方式是按照主蒸汽的温度和压 力来控制给水流量；中国实验快堆（CEFR）和 示范快堆采用机跟堆的运行模式，给水调节系 统的任务是将反应堆产生的热量及时导出 ，给 水调节方式是按照蒸发器出口钠温保持恒定来 控制给水流量）56，进而使蒸汽发生器二次侧带 走的热量与反应堆发出的热量达到平衡 ，同时 要求进入过热器的蒸汽为干饱和蒸汽 ，为此需 要蒸发器出口的蒸汽有一定的过热度％
相对于平均值过高％ 关键词：钠冷快堆；多模块；直流式蒸汽发生器;静态特性；动态特性
中图分类号:TN333
文献标志码:A
doi：10. 7538/yzL 2018. youxian. 0854
文章编号：10006931(2019)11219806
Characteristic Analysis of Feed Water System in Multi-module Once-through Steam Generator
Abstract: To provide references for the design of feed water control system and the once-through steam generators , the simulation models of feed water system of Chinese demonstration fast reactor were built , and both the static and dynamic characteristics of this system were analyzed. The influence of sodium temperature at evaporator outlet andtheflowdeviationinprimarysideofeachmodelontheworLstateofeachmodelwas analyzed andthelimitsoftheseparameters were figured out. The results show that sodium temperature at evaporator outlet and the flow deviation in primary side of each modelmustbelimitedtoLeepeach modelworLingstably. Key words： sodium-cooled fast reactor； multi-module； once-through steam generator； staticcharacteristic#dynamiccharacteristic
收稿日期20181126；修回日期：2019-01-11 作者简介:毕德瑞(1985—)男(满族)，吉林松原人，助理工程师，博士研究生，核能科学与工程专业 "通信作者：张厚明，E-mail: houming. zhang@foxmail. com 网络出版时间 2019-04-04；网络出版地址:http:#kns. cnki. net/kcms/detail/11. 2044. TL. 20190403. 1020. 012. html
BI Derui1 , DUAN Tianying , JIA Yuwen1 , LIU Yong , ZHANG Houming2" (1. Division of Reactor Engineering Technology Research , China Institute of Atomic Energy ,
摘要：为给中国示范快堆给水控制系统的控制方案设计及直流蒸汽发生器结构参数设计提供必要参考 依据，本文搭建了多模块直流式蒸汽发生器给水系统的仿真模型，对示范快堆给水系统的静态特性和动
态特性进行了仿真研究％分析了蒸发器出口钠温和蒸汽发生器一次侧流量偏差等关键参数对各模块工 作状态的影响，并得出了系统可靠工作条件下这些关键参数变化的限值％研究结果表明，为防止蒸发器 出口蒸汽过热度不足，保证蒸发器可靠工作，需限制蒸发器出口钠温过低，以及蒸汽发生器一次侧流量
示范快堆每个环路上设置了 8组直流蒸汽 发生器模块，每个模块由1台蒸发器和1台过 热器构成％示范快堆每个环路上由1个钠分配 器为各模块一次侧提供热钠!由于钠分配器分 配流量时会有偏差，各模块一次侧的阻力不同 也会造成钠流量分配的偏差，致使各模块一次 侧的钠流量可能存在差异％因此，各模块在稳 态工况时，在蒸发器出口钠温恒定的条件下，其 给水流量需求、二次侧的水汽转换状态以及蒸 发器出口蒸汽的过热度可能不同；在扰动工况 下，各模块二次侧温度分布以及蒸发器出口蒸 汽过热度的变化规律也可能存在差异％为使各 模块在稳态工况下保持可靠的运行状态 ，以及 在扰动工况下各状态参数的变化过程保持在安 全限值的范围内，必须确定一个合理的蒸发器 出口钠温设定值，并限制模块一次侧钠流量的 偏差％为此，本文首先进行示范快堆给水系统 静态特性的仿真计算，确定系统在稳态工况下 的可靠运行条件，并为直流式蒸汽发生器的设 计提供参考依据，再进行系统动态特性的仿真 计算，掌握关键参数的变化规律，得出这些参数 的变化安全限值％
第53卷第11期 2019年11月
原子能科学技术 Atomic Energy Science and Technology
Vol. 53 , No. 11 Nov. 2019
多模块直流蒸汽发生器给水系统勇#，张厚明2
"1.中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究部，北京102413# 2.国家核安全局华北核与辐射安全监督站，北京100191)