СПОСОБ РАБОТЫ ПАРОГЕНЕРАТОРА С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ ПУЧКОМ ТРУБ ЯДЕРНОЙ ПАРОПРОИЗВОДЯЩЕЙ УСТАНОВКИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БЛОКА АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Российский патент 2004 года по МПК F22B1/02 F22B37/54 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на атомных электростанциях в двухконтурных ядерных энергетических установках с водо-водяным энергетическим реактором с водой под давлением и ядерной паропроизводящей установкой, разделенной на несколько самостоятельных циркуляционных контуров (петель).

Из уровня техники известна ядерная паропроизводящая установка энергетического блока атомной электростанции, которая содержит водо-водяной энергетический реактор и несколько циркуляционных контуров-петель, каждая из которых имеет свой главный циркуляционный насос, горизонтальный парогенератор с пучком U-образных труб, циркуляционные трубопроводы теплоносителя первого контура, трубопроводы подвода рабочего тела - питательной воды, отвода пара и отвода продувочной воды второго контура (см., например, Нигматулин И.Н., Нигматулин Б.И. Ядерные энергетические установки. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с.110-122). В процессе работы блока для поддержания нормального солевого режима второго контура в парогенераторе производят непрерывную продувку с отводом рабочего тела и периодическую продувку для удаления шлама из межтрубного пространства парогенератора. Однако интенсивность периодической продувки, как правило, недостаточна для полного удаления нерастворимых взвешенных частиц, в результате чего происходит накопление и отложение шлама на наружной поверхности пучка труб. Кроме того, из-за тепловой и гидравлической неравномерности в процессе естественной циркуляции рабочего тела шлам распределяется в межтрубном пространстве парогенератора неравномерно, что снижает эффективность периодической продувки.

Изобретение направлено на повышение эффективности удаления шлама и снижение величины отложений на поверхностях нагрева парогенератора.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе работы парогенератора с горизонтальным пучком труб ядерной паропроизводящей установки энергетического блока атомной электростанции с несколькими самостоятельными циркуляционными контурами-петлями, включающем циркуляцию теплоносителя по петле, к которой подключен горизонтальный пучок труб посредством главного циркуляционного насоса, подвод рабочего тела - питательной воды в межтрубное пространство, отвод пара, непрерывную продувку с отводом продувочной воды и периодическую продувку для удаления шлама, согласно изобретению, периодическую продувку производят в период останова блока при последовательном отключении петель, при этом продувочную воду отводят из парогенератора отключенной петли после выравнивания температуры теплоносителя на входе и выходе парогенератора из зоны максимального скопления шлама, расположенной в нижней части парогенератора в районе входа теплоносителя.

Причем периодическую продувку парогенератора каждой петли производят при выключенном главном циркуляционном насосе.

Заявленный режим последовательного проведения периодической продувки парогенератора каждой петли по отдельности в период останова блока после прекращения в нем парообразования и из зоны наибольшего скопления шлама, которая, как определено расчетом по модели пространственной циркуляции рабочего тела с учетом конструктивных особенностей парогенератора и пространственной неоднородности генерации пара на погруженной в объем рабочего тела теплопередаточной поверхности, расположена в районе входа (входного коллектора) теплоносителя, обеспечивает эффективное удаление из межтрубного пространства твердых взвешенных частиц при повышенном расходе продувочной воды и существенно снижает образование отложений на наружной поверхности пучка труб, что повышает надежность и экономичность работы парогенератора.

На чертеже представлена схема включения парогенератора в циркуляционный контур-петлю ядерной паропроизводящей установки.

Ядерная паропроизводящая установка энергетического блока атомной электростанции включает водо-водяной энергетический реактор 1 и несколько самостоятельных циркуляционных контуров-петель (на чертеже показана одна петля), каждая из которых содержит главный циркуляционный насос 2 первого контура, “горячий” и “холодный” трубопроводы теплоносителя 3 и 4, горизонтальный парогенератор 5 с пучком труб 6, прикрепленным к входному и выходному коллекторам 7 и 8 теплоносителя, корпус которого снабжен патрубком 9 подвода рабочего тела - питательной воды, паровым коллектором 10, штуцером (штуцерами) 11 непрерывной продувки и штуцером (штуцерами) 12 периодической продувки, расположенными в нижней части корпуса парогенератора 5 в зоне “горячего” входного коллектора 7 теплоносителя.

Парогенератор ядерной паропроизводящей установки энергетического блока работает следующим образом.

Теплоноситель в режиме нормальной эксплуатации блока из активной зоны реактора 1 раздельно для каждой петли по “горячему” трубопроводу 3 первого контура поступает во входной коллектор 7 парогенератора 5, раздается по трубкам горизонтального пучка 6, собирается в выходной коллектор 8 и посредством главного циркуляционного насоса 2 возвращается в реактор 1 по “холодному” трубопроводу 4. Рабочее тело - питательная вода второго контура - подводится через патрубок 9 внутрь парогенератора 5, в межтрубном пространстве которого в результате теплообмена при естественной циркуляции образуется пар, который отводится по паровому коллектору 10. Для поддержания нормального солевого режима в парогенераторе 5 производят непрерывную продувку с отводом продувной воды через штуцер (штуцера) 11. Периодическую продувку парогенератора каждой петли для удаления шлама производят в период останова блока при снижении тепловой мощности реактора 1 до минимума или до нуля в режиме последовательного отклонения петель. Для этого в отключаемой петле выключают главный циркуляционный насос 2 и, после выравнивания температуры теплоносителя на входе (во входном коллекторе 7) и выходе (в выходном коллекторе 8) парогенератора 5, отводят продувочную воду через штуцер (штуцера) 12 из зоны максимального скопления шлама, которая образуется в районе входа (“горячего” входного коллектора 7) теплоносителя, что подтверждено экспериментально.

При этом в процессе снижения парообразования циркулирующие в межтрубном пространстве потоки рабочего тела движутся в “горячую” зону входного коллектора 7 теплоносителя и транспортируют (несут с собой) взвешенные нерастворимые частицы, которые концентрируются в нижней части корпуса парогенератора 5 в районе входного коллектора 7 и вблизи установки штуцера (штуцеров) 12 и после оседания удаляются через последний с продувочной водой.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на атомных электростанциях в двухконтурных ядерных энергетических установках с водо-водяным энергетическим реактором с водой под давлением и ядерной паропроизводящей установкой, разделенной на несколько самостоятельных циркуляционных контуров (петель). Способ работы парогенератора включает циркуляцию теплоносителя по петле, к которой подключен горизонтальный пучок труб посредством главного циркуляционного насоса, подвод рабочего тела - питательной воды в межтрубное пространство, отвод пара, непрерывную продувку с отводом продувочной воды и периодическую продувку для удаления шлама, которую производят в период останова блока при последовательном отключении петель, при этом продувочную воду отводят из парогенератора отключенной петли после выравнивания температуры теплоносителя на входе и выходе парогенератора из зоны максимального скопления шлама, расположенной в нижней части парогенератора в районе входа теплоносителя. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ работы парогенератора с горизонтальным пучком труб ядерной паропроизводящей установки энергетического блока атомной электростанции с несколькими самостоятельными циркуляционными контурами-петлями, включающий циркуляцию теплоносителя по петле, к которой подключен горизонтальный пучок труб посредством главного циркуляционного насоса, подвод рабочего тела - питательной воды в межтрубное пространство, отвод пара, непрерывную продувку с отводом продувочной воды и периодическую продувку для удаления шлама, отличающийся тем, что периодическую продувку производят в период останова блока при последовательном отключении петель, при этом продувочную воду отводят из парогенератора отключенной петли после выравнивания температуры теплоносителя на входе и выходе парогенератора из зоны максимального скопления шлама, расположенной в нижней части парогенератора в районе входа теплоносителя.2. Способ п.1, отличающийся тем, что периодическую продувку парогенератора каждой петли производят при выключенном главном циркуляционном насосе.