文 献 综 述      

当今世界，能源是一个国家国民经济发展的基础和前提，在自然资源开采日趋减少的今天，能源发展趋向多元化。其中核能作为一种潜力很大的能源，在当今世界多数国家得以发展。一些国家的核电消费量在整个电力消费量中已占有相当大的比重。1942年，意大利科学家费米亲自主持了美国芝加哥大学建成的世界上第一座核反应堆,从而揭开了原子核能时代的序幕。原子核能的和平月利用在二战后底50年代开始，经过试验性原子核反应堆到20世纪90年代，人们以在核电站用反应堆方面形成了一个高技术工业部门。可见，核电发展的脚步相当迅速，核能作为一种新能源替代品，将受到越来越多国家的重视，正由发达国家向发展国家扩展。

核能是一种潜力巨大的能源，由于世界各国日益严重的燃料供应和环境问题的困扰。首先化石能源逐渐耗尽，其价格必然上涨，从而使电价也会跟着上涨。其次，环境问题的日益严重，尤其每年成亿吨、上百种的有害烟尘和废气排入大气层及全球性的气温变暖，都会导致人类的生存条件的降低，使得多数国家的目光集中在核电发展上，而发展核电又是能源多元化的重要组成部分。然而当今不少人对核电本身存在着或多或少的顾虑，尤其经历了历史上两次事故（即1979年美国三里岛事故和1986年前苏联切尔诺贝利事故），使得反核派以此为借口，大唱反核之调。事实上，经调查，事故造成的放射性影响是微不足道的，也无因放射性泄露而造成的人身伤亡。因此核电站是非常安全的，另外，在核电站经济性方面，起特点是基建投资高，但燃料费用低廉，完全可与火电竞争。以基建投资来说，在相同条件下，核电站的单位造价约为火电站的1.5-2倍，但由于核电的燃料便宜的多，是得起成本仅相当与火电成本的50%-90%。从综合效益来讲，核电在经济上是合算的。尤其当燃料价格上涨时，核电在经济上的优越性便显现出来。

随着核电本身安全性的提高，积累了5000堆年（一座堆运行一年为一堆年）的 运行经验以及新一代更为安全、经济的先进堆的推广使用和人类对核不扩散的共识，都将认为核电技术是成熟的，并且是一种可靠经济的能源。总之，核电的大力、迅速发展，使之会成为下个世纪的手选能源。

我国于上个世纪70年代初才开始发展核电，1991年12月自行建设的300MW秦山核电站投入运行。从而结束了中国大陆无核电的历史，接着从法国引进的2X900MW大亚湾核电站于1992年投入运行，标志着我国核电由起步进入新的发展时期。1995年确定的4个核电项目8个堆的建设已于2000年完成，使得我国核电的装机总容量达到9GW左右。勿庸置疑，在本世纪，核电在我国必将有一个更大的发展。

核反应堆，其主要类型：1、根据引起燃料核裂变的中子的能量，可分为快堆、中能堆、热堆。2、根据所用燃料的种类，又可分为铀堆、钚堆、钍堆和混合堆。3、根据用于慢化种子的材料，又分为轻水堆、重水堆、石墨堆及有机介质堆。根据目的和用途，又分为动力堆、生产放射性同位素堆。

目前国外以使用的热中子转换堆有以清水作慢化剂和冷却剂的轻水堆，以石墨作慢化剂的石墨堆和以重水作慢化剂的重水堆。轻水堆是世界上应用最广的堆型。又分为压水堆（PWR）、沸水堆（BWR）两种类型，这两种均采用普通轻水作慢化剂，低浓度二氧化铀制成芯块，装入锆包壳内作燃料。在以投入的轻水堆中，其中压水堆占到65%，沸水堆占到35%。石墨反应堆采用石墨作为慢化剂，其中投入运行的石墨堆中有58%用二氧化碳作为冷却剂，其余42%用轻水做冷却剂，仅前苏联采用此堆型，而其他国家均未采用。重水堆，由于重水价格昂贵，目前仅在加拿大建造即坎肚堆（CANDU）重水堆，以天然铀重水作慢化剂和冷却剂。高温气冷堆（HTGR）是美国开发的一种新型堆，采用氦作冷却剂，铀和、钍的氧化物作燃料。钠冷快中子增殖堆（FBR），1951年开始创于美国，有关核专家预测，这种堆是取代目前正在广泛应用的压水堆的又一新型堆。目前只有法国、俄罗斯、美国、日本、德国等少数国家拥有此堆。

高温气冷反应堆是在低温堆的基础上发展起来的，是改进型气冷堆的进一步发展。高温气冷反应堆内选择了在化学上呈惰性且热工性能好的氦气作冷却剂。燃料元件采用全陶瓷型的热解碳涂敷颗粒，这是高温气冷堆的一项技术突破，这样就允许燃料包壳在1000°C以上的高温下运行。石墨被用作慢化剂兼堆芯结构材料。这样堆芯出口温度提高到750°C以上甚至可达900-1000°C，堆芯功率密度达6-8MW/m3，用于发电的热效率可达40%左右，用于高温供热时总热效率可达60%以上。高温气冷反应堆还具有一次回路放射性低，易于维护和检修，具有安全性高，事故安全性好，对环境放射排放量少等一系列优点，所以这种堆型越来越受到世界各国的高度重视。

自高温气冷反应堆发展以来，作为高温气冷反应堆动力装置关键设备之一的蒸汽发生器也获得了很大的发展。其特点是一回路介质采用高温热工参数的氦气，入口温度高达750°C左右，使之产生的高参数的蒸汽，压力为17MWPA，温度为540°C与火电站的参数基本相同，因此蒸汽循环的热效率与火电站基本相近，可达49%左右。

蒸汽发生器是高温气冷反应堆动力装置中的主要设备之一，它的作用是将一次回路冷却剂的热量传递到与之隔绝的二次回路的介质，进而产生蒸汽，它是并联分隔一、二次回路的关键设备，是一、二次回路的枢纽，它的工作可靠性及安全性直接影响到核动力装置的经济性，工作性能和安全可靠性。一旦蒸汽发生器发生暴管事故，将迫使核电站停运，电厂直接经济损失和社会效益损失可达数亿元人民币。同时反应堆一次回路中的放射性物质泄露的二次回路中，最终外逸到环境中，造成环境污染，直接威胁人类的生命安全。因此蒸汽发生器的结构设计、材料选择、制造工艺，运行操作和维护检修等必须十分重视。

在采用一体化布置的高温气冷反应堆中，为了使郁应力混凝土压力容器体积不致过大，蒸汽发生器应尽量紧凑，严格限制受热面空间布置，并要求其具有较高的功率密度。因此，一体化布置的高温气冷反应堆主要选用直流型多头螺旋管式换热器。

换热器是工业生产中重要的单元设备，根据以往的统计，换热器的吨位约占整个工艺设备的20%，有的甚至高达30%，其重要性就可想而知。目前，应用最广泛的换热器为管壳式热交换器。此外，还有板式热交换器、板翅式热交换器、螺旋板式热交换器等。管壳式热交换器包括固定管板式、滑动管板式、填料函式热交换器等。管壳式热交换器虽然在热交换效率，紧凑性和金属消耗量等方面不及其他形式的换热器，但它具有结构坚固、可靠性高、适应性大、用材范围广等优点，仍得到广泛应用。为了适应温度和压力对介质的腐蚀要求，在上述基础上变形也很多，其中最具代表性的废热锅炉，这种利用工艺流程中产生的余热生产高压蒸汽的废热锅炉，就是个节能型热交换设备，在工业生产中应用很广。近年来，我国的高温高压热交换器，在材料、结构和制造工艺方面取得了一定的进展。

板式热交换器近年来也获得了较为广泛的应用，板式热交换器有其独到的优点，如高传热系数、多股流、可拆卸、清洗方便等，在纯碱行业中板式热交换器取代了效率低下的套管式热交换器而被广泛应用。目前，板式热交换器的主要薄弱环节是受结构密封胶条所限，尚不适宜高压和高温场合。另外，结构类似于板式热交换器的“冰箱”。即钎焊的铝合金板式热交换器，在国外已有压力为8MPA左右的冷箱产品，而国内只有低压级的，与国外上有一定的差距。

为了改善热交换器的性能，提高设备的紧凑性等，在“五一”、“七五|、”八五“期间国内大专院校、科研、设计、制造、使用单位进行了许多研究开发工作。

1．传热管的强化研究工作。为了同时扩大管内、管外的有效传热面积或强化传热，将传热管的内外表面轧制成各种不同的表面形状，并使管内、管外流体同时产生湍流，提高了传热管的性能。另一方面为改良专热管的表面性能，使之既符合专热机理的要求，有能充分发挥其特点，将沸腾传热还表面制成多孔装，使气泡核心的数量大幅度增加，促进传热膜系数的提高，并且其还有良好的抗污垢能力。

2.在管壳式热交换器内当板的改善上，为了提高管壳程的传热膜系数，增加截止的湍流行，防止介质走短路。华南理工大学、兰州石油机械研究所和中国石化局洛阳石化工程公司等开发了折流杆结构，取得了可喜的成果，以在生产中广泛应用。壳程的传热膜系数，对热交换器传热系数的提高，影响颇大。一般热交换器的壳程传热膜系数由于介质流速低，湍流形成困难等，其数值不高，折杆流结构可以减少热交换器的传热面积，降低热交换器的吨位。

3．近年了热管技术月有较大应用，它具有效率高、压降小、结构简单、紧凑的优点，用在热交换器上取得了较好的效果。南京化工大学等在这一领域做了很多工作。

4.为了避免管内外表面污垢的生成，在传热管内外表面涂以涂料层，可以起到少结垢的作用，这样就可以使传热管内外表面维持较低的热阻。目前，涂料层的使用温度不高，南京第二化工机械厂在研究开发耐更高温度的涂料层做了不少工作。

5．为了减轻高温高压的气流冲刷和腐蚀的破坏作用，除了上面提到的在管板上堆焊合金层外，亦可在传热管头采用保护措施，以降低由于高温高压气流冲刷，导致热应力、热疲劳和高温腐蚀或金属脆化。在传热管的管头，即传热管与管板的连接处，有多种保护措施，在生产中已得到应用。

参考文献

1．<<强制湍流换热技术>> 安丰宝 王秀成 韩治林主编 山东大学出版社。2003-08

2．<<传热基础>>[美]F。P。因克罗普拉。D。P德威特著。宇航出版社 1987-07

3．<<传热原理及分析>> 陆易主 程林著 科学出版社 1997-12

4.<<热交换器原理与设计>> 史美中 王中铮编 东南大学出版社 1988-04

5.换热器技术新进展.石油化工动态.赵淑芝 1996-04

6炉内过程.西安交通大学出版社.1990

7.沸腾传热和气液两相流.原子能出版社.2000

8.新能源开发方案.庄耀民译 水利电力出版社 1989

9.我国板翅式换热器技术进展.低温与特气 1998-01

10.气液两相流动和沸腾传热.吕锺琪.2002

11．管壳式换热器的分析与计算, 潘继红 田茂诚编著，科学出版社，1996.

12．换热器运行导论, 程林 杨培毅 著，科学出版社，1995.

13．管壳换热器强化传热技术, 钱颂文 朱冬生 李庆领 杨丽明 编著，化学工业出版社，2003.

14. 换热器技术新进展.石油化工动态.赵淑芝 1996-04

15. J.S.,Fitz-hugh, Flow Induced Vibration in Heat Exchangers, Paper 427, Int. Symposium on Vobration Problem in Industy,Keswick,England,1973.

16. H.J.Connors, Fluidelastic Vibration of Tube Arrays excited by Cross Flow, Syuosium on Flow Induced Vibration in Heat Exchangers, ASME,Winter Annual,Meeting,1970

17. J.Tabork,T.Aoki,R.B.Ritter and J.W.Palen,Fouling,the Major Unresolved Problem in Heat Transfer, Chen, Engng.Progress,Vol.68,No.2,pp.59-67,1972.

18. J.C Chen, correlation for Boiling Heat Transfer To Sturated Fluids in convective flow, Ind.Engng. Chem, Process Design Design Develop, Vol.58,No.3,PP.321-329,1996.

19. R.W.Lockhart and R.C.Martinelli, Proposed Correlation of data for lsothermal Tow-Phase, Tow-component flow in pipes, Chem.Enging.Prog,Vol 45,NO.1,pp.39-48,1947.

20. W.P.Jones, B.E. Launder,The predication of laminarzation with a two-Equation ,Model of Tubulence,Vol.15,pp.301-314,1972.

 

 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

本课题要完成的工作

1.采用保持传热管的螺旋上升角和径向相对节距一定，通过调整螺旋盘管头数和轴向相对节距的方法来设计多头螺旋管束受热面结构。

2.推荐螺旋管内单相流体和汽水两相流体以及管外气体横向冲刷管束的换热系数计算关系式。

3.推荐螺旋管内单相流体和汽水两相流体以及管外气体横向冲刷管束的压降计算关系式。

4.根据以上设计和计算方法对260MW多头螺旋管式蒸汽发生器进行设计计算。

本课题拟采用的研究手段：

1）估算传热系数；

2）估计传热面积；

3）初步确定管束结构；

4）建立热工水力计算模型；

5）计算管束阻力；

6）校核传热系数；

7）校核传热面积；

8）校核管束阻力；

9）校核管间脉动；

10）确定管束结构。

收费专业论文
汉语言文学论文
物理学论文
自动化专业论文
测控技术专业论文
历史学专业论文
机械模具专业论文
金融专业论文
电子通信专业论文
材料科学专业论文
英语专业论文
会计专业论文
行政管理专业论文
财务管理专业论文
电子商务国贸专业
法律专业论文
教育技术学专业论文
物流专业论文
人力资源专业论文
生物工程专业论文
市场营销专业论文
土木工程专业论文
化学工程专业论文
文化产业管理论文
工商管理专业论文
护理专业论文
数学教育专业论文
数学与应用数学专业
心理学专业论文
信息管理专业论文
工程管理专业论文
工业工程专业论文
制药工程专业论文
电子机电信息论文
现代教育技术专业
新闻专业论文
热能与动力设计论文
教育管理专业论文
日语专业论文
德语专业论文
轻化工程专业论文
社会工作专业论文
乡镇企业管理
给水排水专业
服装设计专业论文
电视制片管理专业
旅游管理专业论文
物业管理专业论文
信息管理专业论文
包装工程专业论文
印刷工程专业论文
动画专业论文
营销专业论文范文
工商管理论文范文
汉语言文学论文范文
法律专业论文范文
教育管理论文范文
小学教育论文范文
学前教育论文范文
财务会计论文范文

电子商务论文范文