核电站通用机械设备复习题及答案.docx

1、 1 核电站 通用机械设备复习提纲 （ 24 学时） 1 阀门按功能可分为几类 （ 1） 用于截断、节流：闸板阀、截止阀、蝶阀、隔膜阀、球阀、针形阀、旋塞阀 （ 2）用于控制和调节流量：调节阀 （ 3）用于单向保护：止回阀 （ 4）用于超压保护：安全阀 （ 5）用于压力调节：减压阀 （ 6）用于阻汽排水及排除不凝性气体 ： 疏水阀 （ 7）用于高温、高压：高温高压阀 1 常用截断、节流阀有哪些类型？ 闸 板 阀、截止阀、针 形 阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀 。 2 常用四种闸板阀的名称、结构特点和适用范围是什么？ （ 1） 整体 式或单闸板式斜座闸阀 结构特点： 闸板 是 整体铸造或锻造件，

2、闸板与斜支承座面的角一致，因此斜面契合封闭时确保了完好的密封性。其斜度可以防止阀杆在打开时受力过大。根据使用压力，一般闸板的形状是扁平、椭圆、圆柱 球形（高压）。 适用范围： 由于闸板不能适应阀体的变形，不能用于介质温度将导致阀体热变形以及压力将导致阀体机械变形的工况。适用于温度、压力变化不大的介质。 （ 2）双盘或双闸板式斜座闸阀 结构特点： 由两个分开的闸板铰接而成，两闸板之间可以有微小的位移，以适应阀体的变形。 适用范围： 只适用于低压饱和蒸汽介质 （ 3）自由膨胀式平行座阀 结构特点：阀堵件由两个独立的圆盘或闸板组成，阀门关闭时，在膨胀作用下，两个闸板在各自座内可自由位移，阀中用弹簧将

3、两个闸板隔开，并使闸板压在阀体内的平行支承座上。弹簧的推力不足以保证密封，在阀门关闭时，流体的压力使压力侧的闸板离开支承座，而使无压侧的闸板压紧其支承座，流体压力越大，闸板压得越紧，从而保证了密封性。 适用范围：这种阀门的优点是对热变形不敏感，用于高温 高压管路（水和蒸汽）中，不用于低压管路。 （ 4） 止动装置式 （ 楔 止动式） 平行座阀： 结构特点：阀堵件由两个闸板构成，在闭合位置上，闸板由契子锁定。通常锁定方式有两种： 单斜面楔止式：两个闸板通过位于中间斜面的相对位移，增大两闸板间距，使两闸板压紧在各自的支承座面上。 中央楔止式：两闸板在闭合位置上，在两闸板中央由一个或几个楔子锁定 适

4、用范围 ： 这种闸阀的优点是便于脱契开启，用于低压饱和蒸汽回路中。 3 蝶阀按结构分类有那几种型式？ 对夹蝶阀 和 非对夹蝶阀 。 4 止回阀的功能是什么？有那些类型？ 功能： 止回阀是一种不需要从外部操纵的自动调节阀，其运行仅受流体的流动方向及速度来控制，并在一个规定的方向上永远是闭合状态。 止回阀一般适用清洁介质，不宜用于含有固体颗粒和粘度较大的介质。 止回阀按结构可分为旋启式和垂直升降式两种 。 5 安全阀的功能是什么？有那些类型？ 功能： 安全阀为超压保护装置，保护压力系统、受压容器及设备安全运行，防止超压引起的事故及对容器和设备的损坏。当压力升高超过允许值时，阀门自动开启，全量排放，

5、避免压力继续升高，当压力下降时阀门及时关闭，保持压力在额定值运行。 类型 ： 杠杆重锤式安全阀 、 弹簧安全阀 、波纹管式弹簧安全阀 、 先导式安全阀 、助动式安全阀、脉冲式安全阀 2 6 先导式安全阀有哪几部分组成？先导式安全阀的特性是什么？ 先导式安全阀的动作原理？ 组成： 有主阀和先导阀组成。 特性： 先导式安全阀，灵敏度高、可靠性强、结构复杂、造价高，主要用在核电站要害部位 。 动作原理： （ 1）当压力容器的压力低于先导阀的整定压力时，先导阀的传动杆在上面位置，先导阀盘R1 开启，使主阀活塞上部与压力容器接通，由于主阀活塞的表面积比主阀阀 盘表面积大，因此安全阀关闭。 （ 2）当压力

6、容器的压力升高时，它作用在先导活塞上，并且使先导传动杆向下，先导阀盘R1 关闭，使主阀活塞与压力容器隔断，此时安全阀仍保持关闭。 （ 3）当压力容器的压力进一步上升达到先导阀整定压力（开启压力）时，先导传动杆进一步向下，先导阀 R2 开启，主阀活塞上部容纳的液体排出，作用在主阀阀盘上的压力容器的压力使安全阀开启。 （ 4）压力容器压力降低时，先导阀传动杆上升，首先关闭先导阀盘 R2，开启先导阀盘 R1，然后使主阀活塞上部与压 力容器接通，于是安全阀关闭。安全阀在低于其整定压力下，通过使电磁线圈通电，可以“强迫开启”。 7 管路减压阀的功能是什么？有那些类型？ 功能：主要用在工业生产系统中压力容

7、器和管路上。 能使 入口高压变化的流体，通过减压阀的作用达到出口保持恒定的压力。 类型： 直接作用简式减压阀 活塞式减压阀 薄膜式减压阀 波纹管减压阀 间接作用先导式减压阀 先导活塞式减压阀 先导薄膜式减压阀 先导波纹管减压阀 8 疏水阀的功能是什么？有那些类型？ 功能： 自动排泄加热设备或蒸汽管路中不断产生的蒸汽凝结水、空气及其他 不凝性气体，同时又能阻止蒸汽逸出，防止蒸汽损失。它是保证各种加热工艺设备所需加热温度和热量并能正常工作的节能设备。也叫阻汽排水阀、疏水器等。 类型： 热动力式疏水阀 园盘式疏水阀 脉冲式疏水阀 热静力型疏水阀 蒸汽压力式疏水阀 双金属片膨胀疏水阀 大排量组合式疏水

8、阀（先导式疏水阀） 机械型疏水阀 倒吊桶浮子式疏水阀 浮球式疏水阀 3 9 蒸汽压力式疏水阀的特性是什么？ 阀瓣上面的平衡波纹管是一两端密封的波纹管，内装酒精混合液，其沸点低于水，遇有不同温度可纵向膨胀或收缩，阀门在冷却状态时阀瓣在完全打 开位置，当冷凝水进入阀体时，波纹管（温感元件）处于收缩状态，阀门开启冷凝水和空气便排泄出来，冷凝水排光后，热蒸汽跟着进来，由于蒸汽温度高，温度敏感元件内装酒精混合液的波纹管受热膨胀，由于其上端为固定端，所以推动下端阀瓣下降，将阀门关闭，及时阻止蒸汽逸出，当冷凝水再次进入阀体时，重复上述动作进行再一次循环。 结构简单，动作灵敏，可连续排水、排空气，性能良好，过

9、冷度 3 20，漏汽量小，但抗污垢，抗水击性能差，应用范围广，也可作为蒸汽系统的排空气阀。 10 电动驱动装置主要有那些部件组成？ 电动机 ， 减速装置 ， 安全保护装置 （ 行程结束控制器 、 扭矩限止器 、 应急手动操纵系统 ） 11 气动 薄膜 式 驱 装置主要有那些部件组成？ 气动 马达，随动定位器， 接触式控制箱及阀位传感器 ， 闭锁电磁阀 ， 应急手动操纵 轮 12 气动随动定位器的功能、动作原理和动作过程？ 功能： 是气动驱动系统的主要附件，它与气动驱动系统配套使用。随动定位器有放大功能，可克服阀杆的摩擦力和消除调节阀不平衡力的影响，保证阀瓣（阀堵）按调节器发出的信号大小实现准确

10、定位。 动作原理和动作过程： 它是按力矩平衡原理工作的。图中波纹管 1 在来自调节器的控制信号的作用下，其自由端 产生位移，并推动主杠杆 2 绕支点 O 逆时针方向偏转。位于主杠杆下端的档板靠近喷嘴 4，使喷嘴背压增大，经气动放大器 3 放大后，送入调节阀的薄膜气室。薄膜 8 在压力作用下产生变形，推动阀杆下移。阀杆位移通过水平杠杆和滚轮支点 6 传递给凸轮 5，使它绕支点偏转。在凸轮偏转过程中，通过反馈弹簧 10 对主杠杆施加一反作用力矩，使档板离开喷嘴。当作用于主杠杆的输入力矩与反作用力矩达到平衡时，进入调节阀薄膜气室的压力达到稳定值，推杆（阀杆）和阀瓣产生一个稳定的位移 L。在气动随动定

11、位器中，由于采用了功率放大器 3，所以作用于薄膜气室的压力 具有比输入信号压力更大的功率，从而可实现快速动作，并可克服作用于阀杆的各种阻力。同时由于随动定位器与气动驱动系统（伺服马达）组成一个负反馈的闭环系统，因此使阀门的定位速度和精度都得到明显的提高，也有利于克服由于经过较长气动管路而造成的信号传递滞后。 13 离 心泵的主要部件有那些？ 叶轮，泵壳和导叶装置， 泵 轴和轴承， 轴 封装置 4 14 离心泵三种叶片的形状及其特性？ 离心泵的基本方程 表示离心泵的理论压头与理论流量、叶轮的转速和直径、叶片的几何形状之间的关系 H 泵的压力或扬程（理论压头） g 重力加速度 u2 出口处的圆周速

12、度 =R2 w D2 叶轮外径 b2 叶轮出口处叶片的宽度 2 叶轮的装置角 Q 理论流量 离心泵的理论压头与叶片几何形状的关系 ：当叶轮的转速与直径、叶片的宽度、理论流量一定时，离心泵的理论压头随叶片的形状而改变 后弯叶片： 20， 效率最高。 径向型叶片： 2 90， ctg 2 0 前弯叶片： 290， 效率最低 前弯叶片所产生的理论压头最大，似乎前弯叶片最有利，但实际并非如此。液体从叶轮获得的能量包括静压头 Hp 和动压头 Hc 两部分，即 HT =Hp+Hc。 对于离心泵来说，希望获得的是静压头，而不是动压头 ，虽有一部分动压头可在蜗壳与导轮中转换为静压头，但由于液体流速过大，转换过

13、程中必然伴随有较大的能量损失。 液体从叶轮获得的静压头与动压头的比例随流动角 2 而变， 2 增大， HT也随之增大，当 290时， Hp 所占比例较小，大部分是 Hc； 2 再加大到某一值时， Hp=0，此时 HT =Hc。 为提高泵的运转经济指标，采用后弯叶片 2105 的情况下，流动处于自动模化区的范围内，可自动保证其动力相似的条件 。 TT QbDg c tguguH 22 2222 guHT 22guHT 22guHT 225 16 离心泵的三个相似定律的表达式？ 第一相似定律： 扬程 H 第二相似定律： 流量 Q 第三相似定律： 功率 N 17 水泵按比转数（ ns）分为三大类的标

14、准是什么？ 30ns300：离心泵 300ns500：混流泵 500ns1000：轴流泵 18 汽蚀产生的原因是什么？有那些危害？ 如何防止？ 当叶片入口附近的最低压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸气压时，液体就在该处发生汽化并产生气泡，随同液体从低压区流向高压区，气泡在高压的作用下，迅速凝结或破裂，瞬间内周围的液体即以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击点处形成高达几万 kPa 的压强，冲击频率可高达每秒几万次之多。这种现象称为汽蚀现象。 危害：汽蚀发生时，产生噪音和震动；叶轮局部地方在巨大冲击力的反复作用下，材料表面疲劳，从开始点蚀到形成严重的蜂窝状空洞，使叶片受到损坏。此外，汽蚀严

15、重时，由于产生大量气泡，占据了液体流道的一部分空间，导致泵的 流量、压头与效率显著下降。 预防：最低压强维持输送温度下液体的饱和蒸气压之上。 19 水泵汽蚀余量的类型？ 有效汽蚀余量 ha， 必需汽蚀余量 hr， 临界汽蚀余量 hc，允许汽蚀余量 h 20 说明离心泵允许安装高度的含义，并用简式表示。 是指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可允许达到的最大垂直距离，以符号 Hg 表示 或 ah 泵的有效气蚀余量 ； Hw 吸水管路装置中的流动损失； PV 液体饱和蒸汽压。 222 ssssuss us nnDDnDDncu cuHH ssssssrsrs nnDDDDnDDnFc FcQQ323 2

16、2 5 3sss S s S s s sN Q H D n D n D nN Q H D n D n D n wavg HhgPgPH 0wssg HgugPPH 2206 21 说明离心泵流量调节方法和工作点的变化是什么？ 1、 改变阀门的开度：改变离心泵出口管线上的阀门开度，实质是改变管路特性曲线 ， 用阀门调节流量迅速方便且流量可以连续变化，适合一般工业连续生产的特点，所以应用十分广泛。其缺点是当阀门关小时，流动阻力加大，要额外多消耗一部分动力，不很经济。 2、 改变泵的转速 ： 改变离心泵的转速，实质上是改变泵的特性曲线。如图 。 这种调节方法能保持管路特性曲线不变。流量随转速下降而减

17、小，动力消耗也相应降低，从动力消耗来看是比较合理的。但需要变速装置或价格昂贵的变速原动机，且难以做到流量连续调节。 22 简要说明离心泵在管路系统中并联、串联运行时，流量及扬程的变化情况。 见泵讲义 67-69 23 离心泵的启动要 求是什 么？ 1、 灌水排气，离心泵只有在泵内及吸水管内充 满液体时才能工作 2、 根据离心泵 N Q 曲线的特点，当 Q=0 时，功率 N 最小。为降低起动电流，当离心泵起动时应先关闭出口阀，起动后再打开出口阀调到运行流量。关阀时间不得超过 23 分钟。一般起动电流是正常运行电流的 58 倍 24 无流量阀门的功能和原理？ 功能： 如果把调节阀全部关闭，泵便没有

18、了流量，水压升高，最后达到其最大值 Hm。泵输入的功率不是零，泵中的水不再进出了，而是受叶轮的搅拌，水在叶轮内表面的摩擦功变成热能耗散，产生的热量传送到水中及泵的内部部件上，出现的不良后果：（ 1） 水温升高，可以达到与压力相符的沸点。在这种情况下，水就会蒸发，形成蒸汽，导致泵内出现空泡现象，渐渐地使泵损坏。 （ 2） 泵的内部部件温度上升，引起运动部件异常膨胀。 为了避免其后果，应在泵的出口处安装一个所谓的“无流量”阀门。 原理： 当泵的出口处的压力接近最大值 Hm 时，该阀门就自动打开。水就流过这个阀门，然后由“无流量”管系反送到吸水容器内。 25 离心泵轴封有那些 类型，各类的特性是什么

19、？ 压力填料密封： 设置在泵出口侧，内轴的出口处。目的是防止压力液体泄出泵体外 真空填料密封： 设置在水泵的进口侧，泵轴的出口处，目的是防止空气从进口侧的轴孔进入泵体内 机械密封： 动环固定在泵轴上，并与泵轴密封，静环固定在泵体上，并与泵体密封。 26 水泵的轴向推力平衡有哪几种方法？ 平衡小室、平衡盘、平衡鼓、成对叶轮对称安置 27 混流式主泵（ 100 型）的主要部件是什么？ 泵壳、叶轮和导叶、隔热屏、轴密封组件、轴承及联轴节、电动机、飞轮。 7 28 混流式主泵（ 100 型）有几道机械密封，它们的作用是什么？ 三道机械密封 ： 1 号轴密封的作用是减少动环与静环的两密封端面的摩擦。 2

20、 号轴密封位于 1 号轴密封的上方，为压力平衡摩擦端面机械密封。 2 号轴密封的作用是阻挡 1 号轴密封的泄漏，并设计成在 1 号轴密封损坏的应急情况下，无论在转动状态或者静止状态，都能承受反应堆冷却剂系统的全部压力。 3 号轴密封位于 2 号轴封的上方 ,是阻挡 2 号轴密封的泄漏，它 是一种机械摩擦端面双效应机械密封（低压接触式机械密封） , 3 号密封的动环密封面材料为碳化铬，静环密封面材料为石墨 ,它承受的压差最小，它能限止每 小时泄漏量在 0.1 升以内。这样小的泄漏量用来冷却和润滑接触端面是足够的。 29 通风机按压力分类，划分标准是什么？ 低压通风机，风压在 100 mm 水柱以

21、下； 中压通风机，风压为 100 300 mm 水柱； 高压通风机，风压在 300 1500 mm 水柱 30 通风机按比转数（ ns）分类，划分标准是什么？ 离心式通风机 ns = 11 90 压离心风机 ns = 11 30 中压离心风机 ns = 30 60 低压离心风机 ns = 60 90 混流式通风机 ns = 90 110 轴流式通风机 ns = 110 500 31 通风机的主要参数？ 风量 Q，全压 P，功率 N，转速 N 和效率 32 通风机噪音产生的原因及消除方法？ 气动噪声：气动噪声包括旋转噪声和涡流噪声。 旋转噪声来源于旋转的叶轮 。 涡流噪声来源于风机产生的涡流，涡

22、流对气流发生扰动并在气流中形成压缩和扩大的周期过程，从而产生噪声。 机械噪声：机械噪声主要包括风机的轴承噪声、皮带及其传动引起的噪声、转子不平衡引起的震动噪声及机壳和管道安装偏差引起振动产生的噪声。 电动噪声：电动机噪声是风机噪声的一个主要组成部分，电动机噪声主要包括电磁噪声、机械噪声和气流噪声。 控制通风机噪声所采取的措施是：消声 （消声器） 、隔声 （隔声罩和隔声间） 、减振 （ 在风机和风道之间连接一段柔性接管，以避免风机振动传到风道上产生辐射噪声。 在风机与基础之间安装减振构件，如弹簧、橡胶减振器或软木等，使风机传到基础上的振动得到一定程度的减弱。 ） 8 33 通风机命名全称的含义？

23、 通风机全称包括名称、型号、机号、传动方式、旋转方向和风口位置。 例如： C4 73 11 N05.5C 右 90表示：该通风机是排尘离心式通风机；压力系数为 0.4，比转速为 73，通风机进口为单侧吸入式，第一次设计；通风机机号为 5.5 号，即叶轮直径约为 550mm；通风机用电动机皮带传动；通风机叶轮的旋转方向为顺时针；进口角度为 90 。 34 列管式热交换器的类型、结构特点和应用范围是什么？ 1、 固定管板式：固定管板式即两端管板和壳体连接成一体，因此它具有结构简单和造价低廉的优点。但是由于壳程不易检修和清洗，因此壳方流体应是较洁净且不易结垢的物料。当两流体的温度差较大时，应考虑热补

24、偿。不宜用于两流体的温度差太大（应不大于 70）和壳方流体压强过高（一般不高于 6 bar）的场合。 2 、 U 型管换热器：管子的两端固定在同一管板上，因此每根管子可以自由伸缩，而与其它管子和壳体均无关，故不受热膨胀限制。这种型式换热器仅一端有管板结构也较简单，重量轻，适用于高温和高压的场合 ,核电站反应堆回路和汽轮机回路的换热器多为这种类型。 3、 浮头式换热器：两端管板之一不与外壳固定连接，该端称为浮头。当管子受热（或受冷）时，管束连同浮头可以自由伸缩，而与外壳的膨胀无关。浮头式换热器不但可以补偿热膨胀，而且由于固定端的管板是以法兰与壳体相连接的，因此管束可从壳体中抽出，便于清洗和检修，

25、故浮头式换热器应用较为普遍，但 结构较复杂，金属耗量较多，造价较高。 35 核电站有那些主要热交换设备？ 蒸汽发生器、再加热器、凝汽器、冷却器。 36 热交换器有那些主要部件组成？ 换热管束、管板、管箱、壳体、折流板和支撑板、防冲与导流 37 热交换器的污垢类型有那些？ 结晶型污垢，沉积型污垢，生物型污垢。 38 热交换器产生震动的原因及防震措施是什么？ 原因：在换热器中，当壳程流体横向绕流管子出现卡门涡流时，由于在管子两侧交替地释放旋涡，其绕流情况是不一样的，流动阻力也不同，而且有周期性变化。在某一瞬间，刚释放完旋涡的一侧圆管面流动阻力较小，绕流改善，流体速度较大，侧面静压较低。与此同时，正

26、准备释放涡流的另一侧（即旋涡形成并正在加大的一侧）阻力较大，绕流较差，气流速度较慢，侧面静压较高。因而，在阻力较大一侧产生了垂直于流体流动方向的推力。当一侧旋涡释放后在另一侧产生旋涡，于是又产生相反方向的推力。这一施加于管子上与流动方向垂直且垂直于管子轴线的交替变换方向 的横向推力称为卡门涡流作用力，此即为激振力。 当卡门涡流作用力即激振力的频率与弹性结构换热管的固有频率相偶合时，换热器就开始震动。 防止振动的措施： （ 1）降低壳程流速； （ 2）增加管束管子的固有频率 减小支承板的支承跨距，因为管子固有频率与跨距平方成反比； 在管束装配时使管子处于受拉状态； 在壳体内装上解谐板（即平行与横流方向的纵向减振板）； 增加支承板和折流板的厚度等。