ПАРОГЕНЕРАТОР Российский патент 1996 года по МПК F22B1/02 

Изобретение относится к оборудованию атомных электрических станций, а более конкретно к парогенераторам горизонтального типа водо-водяных реакторных установок.

Известны парогенераторы горизонтального типа [1] содержащие корпус и встроенную в него теплообменную поверхность из U-образных труб с гибами в горизонтальной плоскости, концы которых заключены в вертикальные коллекторы.

В нижних частях вертикальных коллекторов вне цилиндрической части корпуса горизонтального парогенератора выполнены разъемы для обслуживания соединения коллекторов с U-образными трубами.

Кроме того, к вертикальным коллекторам подсоединены под прямым углом подводящие и отводящие трубопроводы главного циркуляционного контура реакторной установки.

Недостатком указанного технического решения является то, что для обслуживания коллекторов через люки, расположенные в их нижней части, предусматривается наличие специальных дополнительных помещений для размещения приспособлений, а это осложняет ремонтные работы из-за отложения радиоактивных загрязнений при дренировании.

Кроме того, наличие люков в коллекторах может привести к повышению радиации, вследствие течи через уплотнения люков.

Кроме того, известен парогенератор горизонтального типа [2] содержащий корпус и встроенную в него теплообменную поверхность из U-образных труб с гибами в горизонтальной плоскости, концы которых заключены в вертикальные коллекторы, нижние части которых прикреплены к нижней (водяной) цилиндрической части корпуса, а верхние заключены в укрепленные на верхней (паровой) цилиндрической части корпуса патрубки, снабженные люками, при этом на верхней части вертикальных коллекторов выполнен разъем, состоящий из фланца коллектора с проточками под шпильки, крышки, прокладки и гайки.

Недостатком указанного парогенератора является то, что водяные брызги из водяной части парогенератора, содержащие ионы хлора, протечки из внутренней полости вертикального коллектора, содержащие борную кислоту из теплоносителя первого контура, попадают на зеркало фланца коллектора, откуда содержащая ионы хлора и молекулы борной кислоты вода попадает в проточки под шпильки.

По зазорам между витками резьбы шпильки и витками резьбы проточки под шпильки вода стекает вниз, где испаряется, повышая концентрацию хлора и борной кислоты, что приводит к коррозионному растрескиванию (межкристаллитному и транскристаллитному).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности путем понижения коррозионного растрескивания, которое достигается за счет выполнения отверстий в нижней части проточки под шпильки к наружной поверхности фланца коллектора и уменьшения наружного диаметра резьбы шпильки, вворачиваемой во фланец коллектора, при сохранении остальных размеров резьбы в соответствии со стандартными размерами.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез парогенератора горизонтального типа; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Парогенератор горизонтального типа содержит корпус 1, внутри которого встроена теплообменная поверхность из U-образных труб 2, концы которых заключены в вертикальные коллекторы 3. В верхней части корпуса 1 укреплены патрубки 4, снабженные люками 5. Внутри патрубков 4 размещены верхние части вертикальных коллекторов 3, образующих разъем, состоящий из фланца 6 коллектора, в котором выполнены проточки 7, в которые ввернуты шпильки 8 с навернутыми на них гайками 9, которые прижимают крышку 10. Между крышкой 10 и фланцем 6 установлены прокладки 11. В нижней части проточек 7 под шпильки 8 выполнены отверстия 12. Наружный диаметр нижней части резьбы шпилек 8, вворачиваемых в проточки 7 под шпильки уменьшен на 2^oC4 мм при сохранении остальных размеров резьбы в соответствии со стандартными размерами.

Парогенератор работает по общеизвестному принципу при выработке пара.

При этом в паровое пространство уносятся водяные брызги, которые попадают и внутрь патрубков 4. Часть водяных брызг попадает на торцевую поверхность фланцев 6 вертикальных коллекторов 3, откуда попадает в проточки 7, часть воды испаряется в зазоре между резьбой шпильки 8 и проточек 7, часть воды, обогащенная солями, стекает в нижнюю часть проточек 7, откуда по отверстию 12 вытекает наружу.

Кроме того, при протечках через прокладки 11 теплоноситель также попадает в проточки 7 и вытекает из них через отверстия 12.

Уменьшение наружного диаметра резьбы шпильки увеличивает винтовой канал между гребнем резьбы шпильки и впадиной резьбы проточек, что ускоряет процесс стекания воды, уменьшает насыщение концентрации воды ионами хлора, бора и др.

Верхний уровень уменьшения диаметра ограничен высотой витка резьбы, нижний уровень определен отработкой узла заделки труб в трубные доски парогенераторов. Малые щели не дают необходимого эффекта массообмена воды в щелях и происходит щелевая коррозия.

По сравнению с известным изобретением предлагаемое техническое решение обеспечивает дренаж воды, попавшей в проточки, не допуская повышения концентрации ионов в воде из-за ее упаривания.

Подсчитать экономический эффект от реализации изобретения можно только сравнительно. В 1992 г. по РоАЭС коллекторы на 5 парогенераторах растрескались по причине, указанной выше. Ремонт коллекторов занял 2 месяца. Стоимость ремонта парогенераторов составила 100 млн.руб. (в ценах начало 1993 г. ). Ущерб от простоя не определен, но превышает указанную сумму.

Использование: в оборудовании атомных электрических станций. Сущность изобретения: повышение надежности парогенератора обеспечивается путем выполнения отверстия 2 в проточках 7 под шпильки 8, расположенных во фланце 6 коллектора, и уменьшения внешнего диаметра резьбы шпилек 8, вворачиваемых во фланец 6. В результате реализации предложенного технического решения вода, попадающая на зеркало фланца 6 и далее в проточки 7, стекает по винтовому зазору вниз проточки 7 и вытекает из нее по отверстию 12. При этом не будет возникать опасной концентрации агрессивных веществ в растворе из-за упаривания воды и накопления их в объеме без продувки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Парогенератор горизонтального типа, содержащий цилиндрический корпус с теплообменной поверхностью из U-образных труб с гибами в горизонтальной плоскости, закрепленных в вертикальных коллекторах, нижние концы которых расположены в нижней водяной зоне корпуса, а верхние заключены в патрубки, размещенные в верхней паровой зоне последнего и имеющие съемные люки, причем каждый коллектор в верхней части снабжен фланцем с проточками под шпильки и крышкой с прокладкой, соединенной с фланцем при помощи шпилек и гаек, отличающийся тем, что во фланцах коллекторов выполнены отверстия, сообщающие нижнюю часть проточек с полостью корпуса. 2. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что внешний диаметр резьбы шпилек уменьшен на 2 4 мм при сохранении остальных размеров резьбы в соответствии со стандартными размерами.