ПАРОГЕНЕРАТОР Российский патент 2003 года по МПК F22B1/02 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в ядерных энергетических установках преимущественно с газовым охлаждением, например гелием.

Известен парогенератор, содержащий вертикальный корпус с трубным пучком из вертикальных труб, скомпонованных в основные и дополнительные ширмы, подключенные к коллектору греющего теплоносителя, при этом дополнительные ширмы расположены между основными и подключены к указанному коллектору на разной высоте с последними. Основания ширмы установлены параллельно одно другому и объединены в группы, между которыми расположены дополнительные ширмы /патент РФ 2036373, F 22 B 1/02, опубл. 1995/.

Недостатком указанного парогенератора является пониженная технологичность изготовления основных составляющих элементов парогенератора - трубных пучков из вертикальных труб.

Из патентной литературы известна технология изготовления изделий - теплообменных панелей с капиллярными каналами намораживанием наплавляемого материала на оправку при перемещении контактной зоны наплавляемого материала. Оправку вводят в термическую камеру при уменьшенном давлении и/или под защитной атмосферой, при введении в термическую камеру оправку теплоизолируют с противоположных торцов теплоизоляционными вставками /см. опубликованную заявку ВОИС WO 95/09709, B 22 D 19/00, 1995/.

Сущность изобретения.

Предлагаемый парогенератор содержит корпус с входным и выходным патрубками, центральный канал подачи теплоносителя, каналы теплоносителя, передающие тепло рабочему агенту - воде.

Парогенератор отличается тем, что он снабжен теплообменными панелями с выполненными в них капиллярными каналами для газового теплоносителя и рабочего агента - воды, капиллярные каналы расположены от входной камеры подачи воды противотоком относительно подачи теплоносителя по смежным капиллярным каналам до выходного блока теплообменных панелей, при этом теплообменные панели размещены в вакуумируемом герметичном корпусе парогенератора, который в зоне подвода газового теплоносителя снабжен компенсатором различного теплового расширения центрального канала подачи теплоносителя и корпуса парогенератора.

В капиллярных каналах теплообменных панелей газового теплоносителя размещены турбулизаторы, например, спирального проволочного типа (на чертежах не показаны).

Компенсатор теплового расширения выполнен в виде сильфона.

Достигаемый изобретением технический результат заключается в повышении технологичности изготовления основных узлов парогенератора - теплообменных панелей с капиллярными каналами, повышении кпд парогенератора, упрощении монтажных и демонтажных работ, уменьшении габаритов и повышении удельной мощности парогенераторов.

Изобретение поясняется чертежами, где на:
фиг.1 изображен общий вид парогенератора;
фиг.2 - поперечное сечение А-А на фиг.1 выходной зоны парогенератора;
фиг. 3 - фрагмент увеличенного изображения поперечного сечения теплообменной панели;
фиг. 4 - сечение В-В на фиг.3 - фрагмент увеличенного изображения продольного сечения теплообменной панели;
фиг.5 - сечение С-С на фиг.1 - входной зоны парогенератора.

Парогенератор содержит следующие основные конструктивные элементы: паровой патрубок 1, условно показанный выход 2 пара, выходная доска теплообменных панелей 3; выходной блок 4 теплообменных панелей; распределитель 5 газового теплоносителя (гелия) по теплообменным панелям; перфорация 6 центральной трубки подачи теплоносителя; фрагмент 7 увеличенного изображения поперечного сечения теплообменной панели; верхняя наружная обечайка 8 теплообменных панелей; 9 - наружный корпус парогенератора; 10 - радиальные каналы разводки (подачи) газового теплоносителя по слоям теплообменных панелей 3; 11 - капиллярные каналы продольного движения газового теплоносителя; 12 - капиллярные каналы встречного движения пароводяной смеси; 13 - фрагмент увеличенного изображения продольного сечения теплообменной панели; 14 - выходные фланцы газового теплоносителя; 15 - обечайка выходной зоны газового теплоносителя; 16 - патрубок вакуумного отсоса из внутреннего пространства парогенератора; 17 - узел уплотнения наружного корпуса парогенератора; 18 - наружная обечайка нижней зоны теплообменных панелей; 19 - внутренняя обечайка нижней зоны теплообменных панелей; 20 - накладные панели выхода газового теплоносителя; 21 - внутренняя обечайка крепления накладных панелей; 22 - входная доска теплообменных панелей; 23 - входная камера подачи воды; 24 - условно показанное направление подачи воды; 25 - патрубки тангенциальной подачи воды во входную камеру; 26 - сильфонный стыковочный узел; 27 - фланец центральной трубки 6 подачи газового теплоносителя; 28 - условно показанное направление подачи газового теплоносителя.

Работа парогенератора заключается в следующем.

Горячий газовый теплоноситель, например гелий, подается в центральную трубку, где в зоне ее перфорации 6 поступает через распределитель 5 в радиальные каналы 10 и распределяется по капиллярным каналам 11 теплообменных панелей и продвигается в выходную зону, где через накладные панели выхода 20 и далее через выходные фланцы 14 удаляется из парогенератора.

Рабочий агент - вода подается через патрубки 25 тангенциальной подачи, поступает во входящую камеру 23 и противотоком по отношению к газовому теплоносителю - гелию продвигается по капиллярным каналам 12, преобразуется в пар в выходной зоне перегрева пара и далее поступает на выход 2 через паровой патрубок 1 парогенератора.

В капиллярных каналах теплообменных панелей газового теплоносителя размещают турбулизаторы, например, спирально проволочного типа (на чертежах не показаны), обеспечивающие повышение эффективности теплопередачи. Компенсатор теплового расширения выполнен в виде сильфона. Теплообменные панели выполняют с внутренними капиллярными каналами диаметром менее 1,0 мм для обеспечения более эффективного противоточного теплообмена между газовым теплоносителем (гелием) и смежными капиллярными каналами с рабочим агентом.

Изобретение предназначено для применения в энергетике и может быть использовано в ядерных энергетических установках. Изобретение содержит корпус с входным и выходным патрубками, центральный канал подачи теплоносителя, каналы теплоносителя, передающие тепло рабочему агенту - воде, причем парогенератор снабжен теплообменными панелями с выполненными в них капиллярными каналами для газового теплоносителя и рабочего агента - воды, капиллярные каналы расположены от входной камеры подачи воды противотоком относительно подачи теплоносителя по смежным капиллярным каналам до выходного блока теплообменных панелей, при этом теплообменные панели размещены в вакуумируемом герметичном корпусе парогенератора, который в зоне подвода газового теплоносителя снабжен компенсатором различного теплового расширения центрального канала подачи теплоносителя и корпуса парогенератора. Согласно изобретению в капиллярных каналах теплообменных панелей газового теплоносителя размещены турбулизаторы, например, спирального проволочного типа, а компенсатор теплового расширения выполнен в виде сильфона. Изобретение позволяет повысить кпд парогенератора и его удельную мощность, упростить монтажные и демонтажные работы. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Парогенератор, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, центральный канал подачи теплоносителя, каналы теплоносителя, передающие тепло рабочему агенту - воде, отличающийся тем, что он снабжен теплообменными панелями с выполненными в них капиллярными каналами для газового теплоносителя и рабочего агента - воды, капиллярные каналы расположены от входной камеры подачи воды противотоком относительно подачи теплоносителя по смежным капиллярным каналам до выходного блока теплообменных панелей, при этом теплообменные панели размещены в вакуумируемом герметичном корпусе парогенератора, который в зоне подвода газового теплоносителя снабжен компенсатором различного теплового расширения центрального канала подачи теплоносителя и корпуса парогенератора. 2. Парогенератор по п. 1, отличающийся тем, что в капиллярных каналах теплообменных панелей газового теплоносителя размещены турбулизаторы, например, спирального проволочного типа. 3. Парогенератор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что компенсатор теплового расширения выполнен в виде сильфона.