Парогенератор Российский патент 2004 года по МПК F22B1/02 

Область техники

Изобретение относится к ядерной энергетике, а более конкретно к парогенераторам атомных электростанций.

Предшествующий уровень техники

Известен парогенератор [1], содержащий корпус и пучок теплообменных труб с вертикальными межтрубными коридорами. Раздающий коллектор питательной воды расположен внутри пучка, непосредственно над межтрубным коридором.

Недостатком данного парогенератора является пониженная эксплуатационная надежность, вызванная попаданием недогретой до насыщения питательной воды через межтрубный коридор на нижнюю часть корпуса, преимущественно в режимах минимальной нагрузки, что приводит к возникновению нежелательных изгибающих напряжений на стенке корпуса парогенератора.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является парогенератор [2], содержащий корпус, пучок теплообменных труб с вертикальными межтрубными коридорами и раздающий коллектор питательной воды, расположенный над трубным пучком.

Недостатком данного парогенератора является пониженная эксплуатационная надежность, вызванная недостаточной циркуляцией пароводяной смеси в межтрубном пространстве трубного пучка, что обусловлено тем, что пар запирает межтрубные коридоры, вследствие чего в упомянутых коридорах затруднено опускное движение воды, что приводит к возникновению коррозии трубного пучка, снижающей эксплуатационную надежность парогенератора.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности парогенератора путем снижения коррозии труб парогенератора, работающих под давлением.

Техническим результатом изобретения является обеспечение достаточной циркуляции пароводяной смеси в межтрубном пространстве трубного пучка и тем самым предотвращение запирания паром межтрубных коридоров и интенсификация опускного движения воды в межтрубных коридорах.

Указанное техническое решение достигается тем, что в известном парогенераторе, содержащем корпус и пучок теплообменных труб с вертикальными межтрубными коридорами и раздающий коллектор питательной воды, расположенный над трубным пучком, к упомянутому коллектору присоединены дополнительные раздающие трубы, размещенные над межтрубным коридором так, что верхние участки упомянутых труб расположены выше раздающих отверстий коллектора, размещенных над трубным пучком.

При таком устройстве питательная вода, попадая в межтрубный коридор, конденсирует находящийся в нем пар, обеспечивая условия для опускного движения воды. С точки зрения захолаживания нижней части корпуса наиболее опасны режимы минимальной нагрузки, при которых питательная вода, не прогреваясь, движется по межтрубным коридорам вниз, так как пар там практически отсутствует. При этом расход питательной воды значительно ниже номинального и питательная вода проходит, не полностью заполняя раздающий коллектор, не поступая в дополнительные трубы, расположенные над межтрубными коридорами, а попадая преимущественно на трубный пучок, устойчивый к воздействию термических напряжений, не причиняя вреда корпусу парогенератора.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен поперечный разрез парогенератора (фиг.1) и устройство дополнительных труб на раздающем коллекторе питательной воды (фиг.2).

Вариант осуществления изобретения

Парогенератор содержит пучок теплообменных труб /4/, присоединенных к входному /2/ и выходному /3/ коллекторам теплоносителя первого контура. Над трубным пучком расположен раздающий коллектор /6/ питательной воды с раздающими отверстиями /7/ по горизонтальной оси и дополнительно установленными раздающими трубами /8/, верхние участки которых расположены выше раздающих отверстий /7/.

Парогенератор работает следующим образом.

Греющий теплоноситель поступает в теплообменные трубы /4/ из входного коллектора /2/, отдавая тепло котловой воде, которая при этом кипит. Выкипание котловой воды компенсируется поступлением питательной воды, которая, прогреваясь за счет конденсации пара, подпитывает пароводяную смесь, циркулирующую в трубном пучке. В процессе циркуляции на высоких нагрузках часть пара, образующегося в пучке, выходит в межтубные коридоры, что обусловлено высоким гидравлическим сопротивлением трубного пучка при данных величинах расхода циркуляции. В режимах номинальной нагрузки часть питательной воды, проходящая через дополнительные трубы /8/, обеспечивает конденсацию пара в межтрубных коридорах, создавая условия для беспрепятственной циркуляции пароводяной смеси в пучке теплообменных труб /4/. В режимах малой нагрузки пар в межтрубных коридорах практически отсутствует. Тем не менее, недогретая питательная вода не попадает на корпус парогенератора, так как при малом расходе питательная вода не заполняет всего сечения раздающего коллектора и поступает преимущественно в раздающие отверстия, расположенные над трубным пучком. Проходя через трубный пучок, питательная вода прогревается до температуры насыщения. При этом термические напряжения в пучке не вызывают снижения ресурса пучка, и опасные изгибающие напряжения на корпусе парогенератора отсутствуют.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает преимуществом по сравнению с прототипом. Внедрением предлагаемого решения достигается повышение надежности парогенератора.

Экономическая эффективность применения предлагаемого решения определяется увеличением срока службы парогенератора и снижением вероятности аварии в результате разрыва труб парогенератора, работающих под давлением.

Промышленная применимость

Наиболее целесообразно предложенное решение использовать в парогенераторах горизонтального типа для ядерных энергетических установок.

Источники информации

1. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник под общей редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982, рис.4.26.

2. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник под общей редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982, рис.4.31.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в парогенераторах атомных электростанций. Сущность изобретения в том, что в парогенераторе дополнительно установлены раздающие трубы, размещенные над образованным теплообменными трубами межтрубным коридором так, что верхние участки этих труб расположены выше раздающих отверстий коллектора питательной воды. При таком выполнении опасные изгибающие напряжения на корпусе парогенератора отсутствуют, что способствует повышению его надежности. 2 ил.

Парогенератор, содержащий корпус /1/, коллектора теплоносителя первого контура /2, 3/, пучок теплообменных труб /4/ с вертикальными межтрубными коридорами /5/, расположенный над трубным пучком раздающий коллектор питательной воды /6/ с раздающими отверстиями по горизонтальной оси /7/, отличающийся тем, что к упомянутому коллектору присоединены дополнительные раздающие трубы /8/, размещенные над межтрубным коридором, так, что верхние участки этих труб расположены выше раздающих отверстий коллектора, расположенных над трубным пучком.