Penyejukan Motor Pam Air Suapan Utama di Loji Kuasa Nuklear

Mekanisme Pemanasan dan Bahaya Motor Pam Air Suapan Utama dalam Loji Kuasa Nuklear
Motor pam air suapan utama dalam loji kuasa nuklear kebanyakannya adalah-berkapasiti besar,-kuat kuasa tak segerak atau motor segerak. Penjanaan haba mereka terutamanya berpunca daripada kesan gabungan kehilangan elektrik, kehilangan mekanikal dan faktor persekitaran. Mekanisme pemanasan adalah kompleks, dan haba terkumpul dengan cepat. Jika penyejukan tidak tepat pada masanya, ia akan menyebabkan pelbagai bahaya kepada peralatan dan sistem.

Mekanisme Pemanasan Teras

1. Pemanasan Kehilangan Elektrik: Ini adalah sumber utama penjanaan haba motor, termasuk kehilangan tembaga penggulungan stator, kehilangan besi teras dan kerugian tambahan. Apabila belitan stator ditenagakan, arus yang melalui konduktor menghasilkan haba Joule, iaitu kehilangan kuprum. Magnitud kerugian ini berkorelasi positif dengan kuasa dua arus dan rintangan konduktor. Di bawah pengaruh medan magnet berselang-seli, teras menjana kehilangan histerisis dan kehilangan arus pusar, iaitu, kehilangan besi, yang terutamanya berkaitan dengan bahan teras, kekuatan medan magnet dan kekerapan. Tambahan pula, harmonik yang dihasilkan oleh penukar frekuensi atau beban tak linear boleh meningkatkan kehilangan motor tambahan, memburukkan lagi penjanaan haba.

2. Penjanaan Haba Kehilangan Mekanikal: Semasa operasi motor, kehilangan mekanikal dijana dan ditukar kepada haba disebabkan oleh geseran jurang udara antara pemutar dan pemegun, geseran putaran galas dan rintangan putaran kipas. Kehausan galas, pelinciran yang lemah, atau pemasangan yang tidak betul dengan ketara meningkatkan geseran mekanikal, yang membawa kepada penjanaan haba tambahan dan menjadi punca utama penjanaan haba kehilangan mekanikal.

3. Faktor Persekitaran Gabungan: Pam air suapan utama dalam loji kuasa nuklear kebanyakannya terletak di bilik deaerator bangunan utama di pulau konvensional. Dalam sesetengah senario, suhu ambien adalah tinggi, dan ruang agak tertutup dengan pengudaraan terhad. Pada masa yang sama, persekitaran operasi loji kuasa nuklear mungkin mengandungi bahan pencemar seperti habuk dan wap air, yang mudah melekat pada permukaan atau bahagian dalam motor, menyekat saluran pelesapan haba dan seterusnya menghalang pelesapan haba, sekali gus meningkatkan suhu operasi motor.

Bahaya Suhu Berlebihan Apabila suhu motor melebihi had yang ditetapkan, ia akan mempunyai beberapa siri kesan negatif terhadap prestasi peralatan dan keselamatan sistem: Pertama, ia merosakkan prestasi penebat motor. Suhu tinggi mempercepatkan penuaan dan pengkarbonan bahan penebat, mengurangkan rintangan penebat malah menyebabkan litar pintas penggulungan dan kerosakan pembumian, secara langsung membawa kepada penutupan motor. Kedua, ia menjejaskan prestasi mekanikal motor. Suhu tinggi menyebabkan pengembangan terma dan ubah bentuk komponen seperti pemutar dan pemegun motor, mengakibatkan jurang udara tidak sekata, ketepatan muat mekanikal berkurangan, peningkatan getaran dan bunyi, dan dalam kes yang teruk, kesesakan mekanikal. Ketiga, ia mengurangkan kecekapan pengendalian motor. Peningkatan suhu meningkatkan rintangan konduktor dan kehilangan tembaga, sambil mengurangkan kebolehtelapan teras dan meningkatkan kehilangan besi, membawa kepada peningkatan penggunaan tenaga motor dan mengurangkan kecekapan. Keempat, ia mencetuskan kegagalan berlatarkan. Kegagalan untuk menutup motor pam air suapan utama akan menyebabkan gangguan dalam sistem air suapan utama, menjejaskan operasi biasa penjana stim. Jika pam siap sedia tidak dapat dimulakan tepat pada masanya, ia boleh menyebabkan unit kuasa nuklear mengurangkan beban atau bahkan ditutup dengan segera, mengakibatkan kerugian ekonomi yang ketara dan risiko keselamatan.

Kaedah Penyejukan dan Ciri-ciri Teknikal Motor Pam Air Suapan Utama dalam Loji Kuasa Nuklear

Memandangkan keperluan tahap keselamatan, keadaan operasi dan susun atur spatial loji kuasa nuklear, kaedah penyejukan untuk motor pam air suapan utama mesti memenuhi keperluan teras seperti pelesapan haba yang cekap, operasi yang boleh dipercayai, penyelenggaraan yang mudah dan kebolehsuaian kepada persekitaran nuklear. Pada masa ini, kaedah penyejukan yang biasa digunakan untuk motor pam air suapan utama dalam loji kuasa nuklear terutamanya dibahagikan kepada dua kategori: penyejukan udara dan penyejukan cecair. Kaedah penyejukan yang berbeza mempunyai reka bentuk struktur yang berbeza, kecekapan pelesapan haba, dan senario yang berkenaan. Dalam aplikasi praktikal, pemilihan yang munasabah mesti dibuat berdasarkan faktor seperti kuasa motor dan persekitaran operasi.

1. Kaedah Penyejukan Udara Penyejukan udara menggunakan udara sebagai medium pelesapan haba, membawa pergi haba yang dihasilkan oleh motor melalui aliran udara. Ia mempunyai kelebihan seperti struktur ringkas, penyelenggaraan yang mudah, dan tiada risiko kebocoran. Ia sesuai untuk motor pam air suapan utama kuasa rendah-ke-sederhana dalam persekitaran dengan suhu ambien yang rendah dan digunakan secara meluas dalam unit loji kuasa nuklear awal dan beberapa motor pam air suapan tambahan. Bergantung pada kaedah aliran udara, ia boleh dibahagikan kepada penyejukan pengudaraan semula jadi dan penyejukan pengudaraan paksa.

Penyejukan pengudaraan semula jadi bergantung pada pelesapan haba motor sendiri dan perolakan semula jadi udara ambien untuk mencapai pelesapan haba. Selongsong motor biasanya direka dengan struktur sink haba untuk meningkatkan kawasan pelesapan haba. Haba dihantar ke udara melalui sink haba, dan perolakan semula jadi dibentuk oleh perbezaan ketumpatan udara untuk melengkapkan pertukaran haba. Kaedah ini tidak memerlukan peralatan kuasa tambahan, mempunyai kos operasi dan penyelenggaraan yang rendah, dan tiada pencemaran bunyi. Walau bagaimanapun, kecekapan pelesapan habanya agak rendah dan banyak dipengaruhi oleh suhu ambien dan keadaan pengudaraan. Ia tidak sesuai untuk motor pam air suapan utama-kuasa tinggi,-haba tinggi-dan hanya sesuai untuk motor tambahan-kuasa rendah atau motor siap sedia.

Penyejukan pengudaraan paksa menggunakan kipas penyejuk yang dipasang di bahagian belakang motor untuk memaksa aliran udara ke atas stator, rotor dan permukaan teras, mempercepatkan pelesapan haba. Kecekapan pelesapan habanya jauh lebih tinggi daripada penyejukan pengudaraan semula jadi dan sesuai untuk-motor pam air suapan utama kuasa sederhana. Berdasarkan kaedah peredaran udara penyejukan, ia boleh dibahagikan kepada sistem terbuka dan tertutup: Pengudaraan paksa terbuka secara langsung menarik udara ambien ke dalam motor, menghilangkannya selepas disejukkan, dan kemudian meletihkannya. Ia mempunyai struktur mudah dan kecekapan pelesapan haba yang tinggi, tetapi terdedah kepada pencemaran habuk dan wap air alam sekitar, memerlukan pembersihan tetap penapis udara. Pengudaraan paksa tertutup menggunakan peredaran udara dalaman, menyejukkan udara beredar melalui penyejuk luaran sebelum-masuk semula ke dalam motor, menghalang pencemar alam sekitar daripada memasuki motor. Ia sesuai untuk persekitaran loji tenaga nuklear dengan habuk dan kelembapan yang tinggi, tetapi strukturnya agak kompleks, memerlukan penyelenggaraan sistem penyejuk dan peredaran.

2. Penyejukan Cecair

Penyejukan cecair menggunakan cecair seperti air dan minyak sebagai medium pelesapan haba. Dengan menggunakan kapasiti haba tentu yang tinggi dan kecekapan pelesapan haba yang tinggi cecair, haba dibawa pergi dari motor melalui peredaran cecair. Ia sesuai untuk-kuasa tinggi,{3}}haba tinggi-yang menjana motor pam air suapan utama dalam loji kuasa nuklear dan kini merupakan kaedah penyejukan arus perdana. Penyejukan air tertutup sepenuhnya adalah yang paling banyak digunakan, dan motor pam air suapan utama dalam projek Loji Kuasa Nuklear Haiyang Fasa I menggunakan kaedah penyejukan ini.

Sistem penyejukan air-: Menggunakan air ternyahion atau agen rawatan air penyejuk khas sebagai medium, ia dibahagikan kepada bentuk penyejukan dalaman dan penyejukan luaran. Sistem penyejukan dalaman menggunakan paip air penyejuk yang dipasang di dalam pemegun dan belitan pemutar motor, membenarkan air penyejuk mengalir melalui belitan dan terus mengeluarkan haba yang dihasilkan oleh belitan. Ini menghasilkan kecekapan pelesapan haba yang sangat tinggi dan sesuai untuk motor-berkapasiti besar,-tinggi. Sistem penyejukan luaran, sebaliknya, menggunakan jaket penyejuk pada selongsong motor. Air penyejuk mengalir melalui jaket penyejuk dan menukar haba dengan selongsong motor, secara tidak langsung mengeluarkan haba. Sistem ini agak mudah dalam struktur dan mudah diselenggara, tetapi kecekapan pelesapan habanya lebih rendah sedikit daripada sistem penyejukan dalaman.

Sistem penyejukan air untuk motor pam air suapan utama dalam loji kuasa nuklear biasanya dikaitkan dengan sistem air penyejuk peralatan loji kuasa. Salur masuk dan keluar air penyejuk disambungkan kepada sistem air penyejuk peralatan loji kuasa melalui bebibir, membentuk peredaran-gelung tertutup. Sistem ini termasuk pam penggalak penyejuk, penapis, unit pemantauan suhu dan unit pemantauan aliran. Pam penggalak penyejuk memberikan kuasa kepada aliran air penyejuk, penapis menghalang kekotoran daripada menyumbat paip penyejuk, dan unit pemantauan suhu mengumpul suhu sederhana penyejukan dalam masa nyata dan menyalurkannya kembali ke bilik kawalan utama loji kuasa, membolehkan pelarasan automatik sistem penyejukan dan memastikan suhu motor kekal stabil dalam julat terkadar.

3. Sistem penyejukan minyak-: Sistem ini menggunakan minyak penyejuk khusus sebagai medium, mengedarkan minyak untuk mengeluarkan haba daripada motor sambil turut menyediakan pelinciran. Ia sesuai untuk motor bermuatan-tinggi,-tinggi. Minyak penyejuk mengalir melalui belitan, galas dan komponen lain di dalam motor, menyerap haba sebelum memasuki penyejuk luaran untuk menukar haba dengan udara atau air penyejuk. Selepas sejuk, minyak dikitar semula. Kelebihan sistem penyejukan-minyak ialah pelesapan dan pelinciran haba yang seragam, melindungi galas dan komponen mekanikal lain dengan berkesan. Walau bagaimanapun, ia memerlukan penggantian minyak biasa, menyebabkan kos penyelenggaraan yang lebih tinggi dan risiko kebocoran minyak. Oleh itu, penggunaannya dalam motor pam air suapan utama loji kuasa nuklear adalah agak terhad.

Kaedah Penyejukan Komposit Untuk motor pam air suapan utama dengan kuasa yang sangat tinggi dan penjanaan haba yang ketara, kaedah penyejukan tunggal tidak mencukupi untuk memenuhi keperluan pelesapan haba. Oleh itu, kaedah penyejukan komposit biasanya digunakan, menggabungkan penyejukan udara dengan penyejukan cecair, atau penyejukan dalaman dengan penyejukan luaran. Contohnya, belitan stator menggunakan air-penyejukan dalaman yang disejukkan, belitan rotor menggunakan penyejukan udara dan teras menggunakan air-penyejukan luaran yang disejukkan. Melalui pelesapan haba berbilang-dimensi, suhu motor dipastikan kekal stabil dalam had terkadar semasa operasi beban-penuh. Kaedah penyejukan komposit menawarkan kecekapan pelesapan haba yang tinggi dan kebolehsuaian yang kuat, tetapi ia adalah kompleks dari segi struktur, mempunyai kos pelaburan yang tinggi, dan sukar untuk dikekalkan. Ia digunakan terutamanya dalam motor pam air suapan utama kelas megawatt-dan di atas unit kuasa nuklear.

Sistem penyejukan motor pam air suapan utama dalam loji kuasa nuklear adalah komponen penting yang memastikan operasi unit yang selamat dan stabil. Kecekapan pelesapan haba dan kebolehpercayaan operasinya secara langsung menjejaskan operasi biasa sistem pam air suapan utama, sekali gus memberi kesan kepada keseluruhan kitaran haba dan halangan keselamatan loji kuasa nuklear. Apabila unit kuasa nuklear berkembang ke arah kapasiti yang lebih besar dan parameter yang lebih tinggi, kuasa motor pam air suapan utama terus meningkat, membawa kepada penjanaan haba yang lebih besar dan meletakkan permintaan yang semakin tinggi terhadap teknologi penyejukan.

Kesimpulan

Penyejukan udara, penyejukan cecair, dan kaedah penyejukan gabungan digunakan secara meluas dalam motor pam air suapan utama loji kuasa nuklear. Dengan mengoptimumkan reka bentuk sistem penyejukan, memilih media penyejukan yang cekap, dan menambah baik kawalan automatik dan teknologi pemantauan, kecekapan pelesapan haba dan kebolehpercayaan sistem penyejukan telah dipertingkatkan dengan berkesan, memenuhi keperluan operasi jangka panjang-unit kuasa nuklear. Sementara itu, dengan kemajuan berterusan teknologi tenaga nuklear, kepintaran, kecekapan, dan penghijauan telah menjadi trend pembangunan teknologi penyejukan. Pada masa hadapan, penyelidikan dan pembangunan lanjut teknologi penyejukan-penjimatan tenaga dan cekap, seperti bahan penyejukan komposit baharu dan sistem penyejukan adaptif pintar, akan dijalankan untuk mencapai kawalan tepat dan operasi penjimatan tenaga-sistem penyejukan. Pada masa yang sama, operasi pintar dan penyelenggaraan sistem penyejukan akan diperkukuh. Melalui data besar, Internet of Things dan teknologi lain,-pemantauan masa sebenar, amaran awal kerosakan dan diagnosis pintar status pengendalian sistem penyejukan akan dicapai, meningkatkan lagi kebolehpercayaan dan kecekapan operasi dan penyelenggaraan sistem penyejukan serta menyediakan jaminan yang lebih kukuh untuk operasi yang selamat dan cekap loji tenaga nuklear.