ПАРОГЕНЕРАТОР Российский патент 2008 года по МПК F22B1/02 

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано в теплообменном оборудовании ядерных энергетических установок.

Известен парогенератор, содержащий корпус и трубный пучок, который набран из теплообменных труб и присоединен к коллекторам подвода и отвода теплоносителя I контура, причем трубный пучок разделен на верхнюю испарительную часть и нижнюю экономайзерную, в которую через патрубок питательной воды подается питательная вода (Б.И.Лукасевич, Н.Б.Трунов, Ю.Г.Драгунов, С.Е.Давиденко. Парогенераторы реакторных установок ВВЭР для атомных электростанций. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004, стр.196-201) - принят за прототип.

Недостатком такого парогенератора является слабая низкая тепловая эффективность экономайзерного участка.

Задача изобретения - создание парогенератора с улучшенными теплофизическими свойствами.

Технический результат - повышение тепловой эффективности парогенератора и улучшение надежности.

Технический результат достигается тем, что в парогенераторе, содержащем корпус с коллекторами подвода и отвода теплоносителя I контура, трубный пучок, набранный из теплообменных труб, снабженный элементами дистанционирования и разделенный на испарительный и экономайзерный участок, патрубок для подачи питательной воды, согласно предлагаемому изобретению шаги теплообменных труб в экономайзерном участке по вертикали и горизонтали выполнены меньше, чем в испарительном участке.

Предлагается в парогенераторе выполнить камеру для раздачи питательной воды в экономайзерный участок, охватывающую трубный пучок с трех сторон по периферии, ограниченную элементами дистанционирования теплообменных труб по длине трубного пучка и соединенную с патрубком питательной воды.

Предлагается также в парогенераторе элементы дистанционирования трубного пучка экономайзерного участка снабдить дополнительными элементами для дросселирования потока.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 показан поперечное сечение парогенератора;

на фиг.2 показано поперечное сечение парогенератора;

на фиг.3, 4, 5 показаны элементы для дросселирования.

Парогенератор состоит из корпуса 1 с коллекторами подвода 2 и отвода 3 теплоносителя I контура, к которым присоединен трубный пучок 4, выполненный из теплообменных труб 5. Трубный пучок 4 разделен по высоте на испарительный 6 и экономайзерный 7 участки. На корпусе 1 расположена камера 8 для раздачи питательной воды в экономайзерный участок 7, охватывающая трубный пучок 4 с трех сторон по периферии, ограниченная элементами дистанционирования 9, которая подсоединена к патрубку 10 подачи питательной воды. Для повышения эффективности экономайзерного участка 7 шаги теплообменных труб 5 в трубном пучке 4 по вертикали и горизонтали в экономайзерном участке 7 выполнены меньше, чем в испарительном участке 6. Например, при наружном диаметре теплообменных труб 16 мм шаг теплообменных труб в испарительном участке по вертикали 22 мм, по горизонтали 24 см, а в испарительном соответственно 19 и 22 см. Благодаря этому повышается скорость движения питательной воды в межтрубном пространстве и существенно улучшается теплоотдача. Таким образом, повышается тепловая эффективность парогенератора, так что при заданной поверхности теплообмена обеспечивается большее давление генерируемого пара и более высокий КПД.

За счет уменьшения шага теплообменных труб 5 в экономайзерном участке 7 образовано пространство с трех сторон по периферии трубного пучка 4, где размещена камера 8 для раздачи питательной воды. Наличие камеры 8 позволяет обеспечить равномерность раздачи питательной воды, а также свести к минимуму величину скорости питательной воды в поперечном направлении трубного пучка 4, что позволит уменьшить вероятность вибраций и повысить надежность парогенератора.

Элементы дистанционирования 9 трубного пучка 4 экономайзерного участка 7 со стороны коллекторов подвода 2, отвода 3 теплоносителя I контура снабжены дополнительными элементами 11 для дросселирования потока.

Парогенератор работает следующим образом.

Горячий теплоноситель I контура подается в коллектор подвода 2, раздается по теплообменным трубам 5, отдавая тепло котловой воде, охлаждается в них, поступает в коллектор отвода 3 и отводится из парогенератора. Питательную воду через патрубок 10 питательной воды подводят к нижнему ряду теплообменных труб 5 экономайзерного участка 7 через камеру 8 для равномерности раздачи питательной воды. Далее питательная вода поднимается вверх, омывая теплообменные трубы 5. Нагрев питательной воды до температуры насыщения происходит внутри экономайзерного участка 7, а испарение - в испарительном участке 6 трубного пучка 4 теплопередающей поверхности. Далее происходит сепарация пара, и осушенный пар поступает в коллектор пара (на чертеже не показано), а оттуда в паропровод.

Дополнительные элементы 11 для дросселирования потока теплоносителя II контура со стороны коллектора подвода 2 теплоносителя I контура обеспечивают существенное гидравлическое сопротивление значительно больше, чем сопротивление при продольном течении в межтрубном пространстве, что позволяет направить основную часть потока в сторону от коллектора подвода 2 теплоносителя I контура и обеспечить наиболее эффективную противоточную схему движения теплоносителя. Часть потока проходит сквозь дополнительные элементы 11 для дросселирования, расположенные возле коллектора отвода 3, благодаря чему обеспечивается отсутствие застойных зон, ведущих к возникновению локальных зон кипения и загрязнению трубного пучка 4, а также минимальное воздействие холодной питательной воды.

При анализе уровня техники не обнаружено технических решений, имеющих признаки, сходные с предлагаемым изобретением.

Предлагаемая конструкция парогенератора позволяет повысить надежность и тепловую эффективность парогенератора.

Изобретение предназначено для выработки пара и может быть использовано в теплообменном оборудовании ядерных энергетических установок. Парогенератор, содержащий корпус с коллекторами подвода и отвода теплоносителя первого контура, трубный пучок, набранный из теплообменных труб, снабженный элементами дистанционирования и разделенный на испарительный и экономайзерный участки, патрубок для подачи питательной воды. Шаги теплообменных труб по вертикали и горизонтали в экономайзерном участке выполнены меньше, чем в испарительном участке. Предлагаемая конструкция парогенератора позволяет повысить надежность и тепловую эффективность парогенератора. 2 з.п. ф-лы, 5ил.

1. Парогенератор, содержащий корпус с коллекторами подвода и отвода теплоносителя I контура, трубный пучок, набранный из теплообменных труб, снабженный элементами дистанционирования и разделенный на испарительный и экономайзерный участки, патрубок для подачи питательной воды, отличающийся тем, что шаги теплообменных труб по вертикали и горизонтали в экономайзерном участке выполнены меньше чем в испарительном участке.2. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что снабжен камерой для раздачи питательной воды, охватывающей трубный пучок с трех сторон по периферии и ограниченной элементами дистанционирования теплообменных труб по длине трубного пучка и соединенной с патрубком подачи питательной воды.3. Парогенератор по п.1 или 2, отличающийся тем, что элементы дистанционирования трубного пучка экономайзерного участка со стороны коллекторов отвода, подвода теплоносителя первого контура снабжены дополнительными элементами для дросселирования.