【摘要】：隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和清潔能源政策的出臺,核電運行管理企業(yè)迎來新的發(fā)展機遇,機組安全可靠運行正成為新的挑戰(zhàn)。核電廠應(yīng)用板式熱交換器作為設(shè)備水熱交換器,通過熱交換器將設(shè)備運行的熱量傳遞到海水系統(tǒng)中。在此過程中海水沖蝕會造成熱交換器板片減薄甚至穿孔,海水會進入交換器或設(shè)備冷卻水向外泄漏。同時,海水中存在絮狀物,進入交換器后將導(dǎo)致板間堵塞。熱交換器板厚度較薄,局部減薄嚴重后會進一步擴大板片穿孔面積,因此需頻繁檢修。現(xiàn)有解體檢修成本較高,且反復(fù)拆裝板式熱交換器會影響設(shè)備冷卻能力。如何降低故障、提高設(shè)備可靠性成為迫切需要研究的問題。本文采用故障模式、影響和危害性分析(FMECA)對板式熱交換器進行可靠性建模;通過風險優(yōu)先數(shù)排序確認主要故障模式;對主要模式進行成因分析。就海水沖蝕產(chǎn)生孔洞,引起絮狀物在冷卻板間堵塞,以及對板式換熱器的板片進行機理分析。在此基礎(chǔ)上,通過對冷卻板片的特征量計算得出板式熱交換器的可靠性及周期內(nèi)缺陷頻率,最后與所產(chǎn)生的實際缺陷次數(shù)對比,理論分析與實驗結(jié)果基本一致。通過對課題的研究,提高分析問題、解決問題的能力和工作水平,為核電廠同類設(shè)備進行可靠性分析提供了范例,應(yīng)用先進理念提升設(shè)備管理水平。
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM623
【圖文】：

[31]。相對于傳統(tǒng)的管殼式換熱器，板式換熱器的總傳熱系數(shù)往往能達到3-5倍，而設(shè)備體積不足管殼式熱交換器的一半，板式熱交換器的工作原理見圖2。圖 2 板式熱交換器工作原理Fig.2 The Working Principle of plate Heat Exchanger板式熱交換器由數(shù)百片不等的長方形板片（金屬板面凹凸沖壓而成）按規(guī)律平行排列，頂端或底端與支架契合可在軌道上滑動安裝。每張金屬板片上襯有密封墊

換器板片有四個圓孔分布在四角，兩個圓孔在同一流道處，相鄰板片布置交錯，最終形成兩塊不同的流腔。設(shè)備冷卻水與海水在板片的兩側(cè)交替流通，通過板片進行熱交換。冷熱流體傳熱方式詳見圖3。圖 3 冷熱流體傳熱示意圖Fig.3 Heat exchanger fluid direction2.1.2 管殼式熱交換器工作原理相比板式熱交換器，管殼式熱交換器在電廠應(yīng)用更為廣泛。由于其結(jié)構(gòu)形式較為簡單，殼體和水室可用普通材料制造，生產(chǎn)成本有明顯優(yōu)勢。然而管殼式熱交換器的換熱效率并不高，常需要占用較大體積。尤其是常見的臥式熱交換器容器長度經(jīng)常在10米以上，在廠房中占地面積較大的缺點[33]。管殼式換熱器由殼體、水室、傳熱管束、管板、折流板[34]等部件組成。管束作為換熱媒介，與管板焊接安裝在殼體中。進行換熱的冷熱兩種流體，一種在管內(nèi)流動，稱為管程流體；另一種在管外流動，稱為殼程流體。傳統(tǒng)的管殼式熱交換器為折流板結(jié)構(gòu)，管程為海水或河水，殼程為設(shè)備冷卻水。為增強換熱性能

減小管殼式換熱器的長度，節(jié)省現(xiàn)場設(shè)備布置的空間。這種管殼式熱交換器目前在火電廠及部分核電廠的設(shè)備水熱交換器上得到較多應(yīng)用。圖4 熱交換器內(nèi)部示意圖Fig.4 Heat Exchanger Internal Schematic圖5 設(shè)備外觀Fig.5 Appearance of the device

【參考文獻】

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本文編號：2759686