СПОСОБ РАБОТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Советский патент 1971 года по МПК F01K27/00 

Изобретение относится к области теплоэнергетики н может быть иснользовано в установке по производству энергии, содержащей ядерный реактор, охлаждаемый жидным металлом. Известны способы работы энергетических установок, содержащих контур охлаждения реактора жидким металлом и паросиловой контур с испарнтелем и двухступенчатым пароперегревателем, соединенные один с другим контуром циркуляции промежуточного теплоносителя путем теплообмена между контурами. Для повышения экономичности установки предлагается поддерживать постоянными темнературу пара после испарителя изменением рас.кода нромежуточного теплоносителя независимо от расхода жидкого металла; температуру перегретого пара и жидкого металла на входе в реактор-изменением количества тепла, выделяемого реактором; температуру перегретого пара и металла на входе в реактор - изменением расхода пара, а также температуру перегретого пара - распределением расхода промежуточного теплоносителя между ступенями пароперегревателя, а температуру металла на выходе из ре.чктора - изменением расхода промежуточного теплоносителя в обвод одной из ступеней пароперегревателя. Такой способ работы энергетической установки предусматривает повышеиие ее экономичности, так как изменение расхода промежуточного теплоносителя при неремене нагрузки позволяет регулировать температурные расхождения в теплообменнике и парогенераторе, а следовательно, представляется возможность оптимального выбора материалов для парогенератора в зависимости от рабочих температур. Так, например, при противоточной циркуляции жидкостей (наиболее частый случай) температура испарителя .ниже теМПературы пароперегревателя, но так как температура на выходе испарителя поддерживается постоянной и не повышается при понижении скорости жидкости, то испаритель можно изготовить из более дешевых ферритиый сталей. На фиг. 1 изображена схема установки, действующей по принципу приоритарной сети; на фиг. 2 - схема установки с дополнительным обводным каналом за второй ступенью пароперегревателя; на фиг. 3 - схема установки, в которой теМИература жидкого металла на выходе из реактора изменяется; на

фиг. 4 - схема установки, действующей по принципу приоритарного реактора.,

.На фиг. Г изображена схема установки, где тепло реактора 1, реактивность которого регулируют контрольным стержнем 2, передается жидкому натрию, циркулирующему по первому контуру 3. Циркуляцию «атрия в этом контуре обеспечивают насосом 4 изменяемой производительности.

В теплообменнике 5 натриевый поток первого контура передает тепло промежуточному теплоносителю, также жидкому натрию, циркулирующему во втором контуре 6. Промежуточный теплоноситель, поступивший из теплообменника 5, служит для получения пара в парогенераторе 7. Циркуляцию промежуточного теплоносителя обеспечивают насосом 8 переменной производительности.

Парогенератор 7 состоит из испарителя 9, пароперегревателя первой ступени 10 и второй ступени 11. Пар, полученный в парогенераторе 7, срабатывает в двух последовательно соединенных турбинах 12 и 13 с конденсатором 14 и питательным насосом 15.

Нагретый натрий промежуточного контура 6 при выходе из теплообменника 5 разделяется на два потока, расход которых регулируют вентилем 16, на выходе из пароперегревателя оба потока соединяются и поступают в испаритель 9.

Полученный в испарителе пар перегревают в первой ступени пароперегревателя, расширяют в турбине 12, снова перегревают во второй ступени пароперегревателя и расширяют в турбине 13.

Реактивность реактора регулируют в зависимости от нагрузки турбин 12 и 13.

В ядерных установках выгодно поддерживать постоянной температуру охлаждающего потока на входе в реактор и выходе из него. На входе в реактор температуру потока поддерживают постоянной регулятором 17 изменением производительности насоса 4, а на выходе из реактора - регулятором 18, который через механизм управления связан с контрольным стержнем.

Температуру -пара после испарителя 9 поддерживают постоянной регулятором 19, который изменяет расход промежуточного теплоносителя насосом 8.

Регулятором 20 поддерживают постоянной температуру перегретого пара после перегревателя 10. Он действует на вентиль 16, которым распределяют расход промежуточного теплоносителя между ступенями пароперегревателя.

Наконец, температуру перегретого пара для турбины 13 также поддерживают постоянной регулятором 21, который связан с вентилем 22 для изменения подачи пара по обводному каналу 23 второй ступени перегревателя.

менять непропорционально расходу жидкого металла первого контура, что позволяет изменять в зависимости от режима работы перепады температуры между потоками в промежуточном теплообменнике 5, с одной стороны, и в системе испаритель-пароперегреватель, с другой.

На фиг. 2 изображена схема установки, в которой дополнительный обводной канал 24 выполнен у второй ступени пароперегревателя с вентилем 25 для регулирования подачи циркулирующего промежуточного теплоносителя. Регулятор 20 в этой схеме, кроме того, поддерживает постоянной температуру пара на выходе из пароперегревателя, изменяя расход промежуточного теплоносителя насосом 8.

Температуру вторично перегретого пара поддерживают постоянной регулятором 2/, который действует на вентиль 26, управляющий распределением вторичного натрия между ступенями пароперегревателя.

Температуру пара на выходе испарителя 9 поддерживают постоянной изменением подачи вторичного натрия вентилем 25 по обводному каналу 24 испарителя 9.

На фиг. 3 изображена схема установки с меньшим количеством регуляторов, ее приме.няют в том случае, когда можно допустить небольшое изменение температуры первичного натрия, например,, на выходе реактора, а температура натрия на входе остается по.стоянной. Регулятор температуры 17 изменяет расход жидкого натрия насосом 4. Регулятор

19в паросиловом контуре изменяет подачу промежуточного теплоносителя насосом 8, регулятор 21 в паросиловом контуре на выходе из второй ступени пароперегревателя изменяет распределение подачи вторичного натрия между ступенями пароперегревателя вентилем 16.

На фиг. 4 регулятор 17 температуры первичного натрия на входе в реактор изменяет подачу натрия насосом 4, регулятор 19 температуры пара на выходе испарителя изменяет подачу воды вентилем 27. Регулятором

20температуры перегретого пара на этой схеме изменяют распределение промежуточного теплоносителя между ступенями пароперегревателя.

Однако целесообразнее регулировать температуры не прямым действием на подачу промежуточного теплоносителя, а на отношение подачИ промежуточного теплоносителя к подаче жидкого натрия первого контура.

Предмет изобретения

1. Способ работы энергетической установки, содержащей контур охлаждения реактора жидким металлом и паросиловой контур с испарителем и двухступенчатым пароперегревателем, соединенные один с другим контуром пи-ркуЛЯции промежуточного теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повыщения экономичности, поддерживают Постоянной

температуру пара после испарителя путем изменения расхода промежуточного теплоносителя независимо от расхода жидкого металла,

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что поддерживают постоянными температуры перегретого пара и жидкого металла на входе в реактор путем изменения количества тепла, выделяемого реактором.

3.Способ по Пп. 1, 2, отличающийся тем, что поддерживают постоянными температуры перегретого пара и металла на входе в реактор путем изменения расхода пара.

4.Способ по ПП. 1-3, отличающийся тем, что поддерживают постоянной температуру перегретого пара путем распределения расхода промежуточного теплоносителя между ступенями пароперегревателя.

5.Способ по ПП. 1-3, отличающийся тем, что поддерживают постоянной температуру металла на выходе из реактора путем изменения расхода промежуточного теплоносителя в обвод одной из ступеней пароперегревателя.

Г

27