Парогенератор Советский патент 1982 года по МПК F22B1/02 

(5) ПАРОГЕНЕРАТОР

1

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на атомных электрических станциях.

Известен парогенератор, содержащий вертикальный корпус с расположенными одна над другой и последовательно соединенными между собой по нагреваемой среде ступенями испарения, каждая из которых выполнена в виде охватывающей центральный коллектор открытой сверху емкости с размещенным в ней под перфорированным листом пучком теплообменных труб, снабженным периферийным кожухом и включенным через центральный коллектор в тракт греющего теплоносителя, причем верхняя ступень снабжена трубой для подвода питательной воды, а нижняя штуцером непрерывной продувки 1

Недостатком такого парогенератора является его пониженная надежность, обусловленная в основном тремя обстоятельствами.

Первое обстоятельство заключается в том, что смежные ступени испарения соединены между собой переливными трубами, направленными в зону, кольцевого зазора между периферийным кожухом пучка и боковой стенкой емкости, расположенной непосредственно под этими трубами. Это приводит к тому, что вода, питающая емкость и выходящая из пере10 .ливных труб, не успевает перемешиваться с циркуляционной водой, и пучок теплообменных труб омывается водой с неравномерной концентрацией растворенных в ней веществ, что

15 может привести к неравномерности отложений на трубах и развертке по паровой нагрузке поперечного сечения межтрубного пространства пучка, снижению надежности работы се20парационных устройств,установленных в отверстиях перфорированного листа.

Второе обстоятельство заключается в том, что коллектор на умаетках, расположенных между камздой парой смежных ступеней испарения, работает в зоне раздела жидкой и паровой фаз в тяжелых условиях, так как отдельные капли циркуляционной воды забрасываются на горячие стенки коллектора и доупариваются на них с выделением ионов хлора. К упомянутому процессу концентрирования хлоридов добавляется термоциклирование стенОк коллектора из-за резкого локального их охлаждения. Оба описанных процесса могут в конеч- , ном счете привести к растрескиванию металла коллектора,

Третье обстоятельство.связано со сравнительно небольш 4 сечением переливных труб, с повышенными скоростями в них, способными привести к захвату пара в кольцевой зазор между периферийным кожухом пучка и боковой стенкой емкости каждой ступени испарения, что может привести к нарушению нормальных условий естественной циркуляции нагреваемой ереды и запариванию пучка теплообменных труб.

Цель изобретения - повышение надежности парогенератора путем выравнивания паровой нагрузки в пучках теплообменных труб и снижения коррозионного растрескивания центрального коллектора.

Указанная цель достигается тем, что каждая ступень испарения, кроме нижней, снабжена открытым вверх стаканом с закрепленным в его днище паттрубком, охватывающими с образованием кольцевого канала соответственно емкость и центральный коллекто а в каждой ступени испарения кроме верхней, ниже верхнего торца емкости над перфорированным листом дополнительно установлена направляющая перегородка с центральным проемом и перепускными трубами, в перг5 вом, из которых плотно закреплены нижний конец отводящего патрубка вышерасположенного стакана, а вторые плотно заведены в перфорацию листа.

Кроме того, каждая направляющая перегородка выполнена с направленной вниз закраиной, заведенной ниже перфорированного листа между кожухом и стаканом с образованием зазоров для прохода нагреваемой среды, а верний торец последнего расположен выше верхнего торца емкости.

На фиг. 1 схематично изображен парогенератор, общий вид; на фиг. 2раэрез А-А на фиг. 1.

Парогенератор содержит вертикальный корпус 1 с расположенными однЗ над другой и последовательно соединенными между собой по нагреваемой среде ступенями испарения, каждая из которых выполнена в виде охватывающей центральный коллектор 2 открытой сверху емкости 3 с размещенным ;в ней под перфорированным листом пуском теплообменных труб 5. Пучок труб 5 снабжен периферийным кожухом 6 и включен через центральный коллектор 2 в тракт греющего теплоносителя. Верхняя ступень снабжена трубой 7 для подвода питательной воды, а нижняя - штуцером 8 непрерывной продувкио

Каждая ступень испарения, кроме нижней, снабжена открытым вверх стаканом 9 с закрепленным в его днище патрубком 10, охватывающими с образованием кольцевого канала 11 соответственно емкость 3 и центральный коллектор 2, а в каждой ступени испарения, кроме верхней, нИже верхнего тоца, ниже верхнего торца емкости 3 над перфорированным листом установлена направляющая перегородка 12 с центральным проемом и перепускными трубами 13, в первом из которых плотно закреплен нижний конец отводящего патрубка 10 вышерасполЪженного стакана 9, а вторые плотно заведены в перфорации листа .

Каждая направляющая перегородка 12 выполнена с направленной вниз закраиной I, заведенной ниже перфорированного листа между кожухом 6 и стаканом 9 с образованием зазоров для прохода нагреваемой среды а верхний торец последнего расположен выше верхнего торца емкости 3« В трубах 13 установлены сепараторы 15, а в верхней части корпуса 1 жалюзи 16 для осушки пара. В качестве емкости 3 нижней ступени испарения служит корпус 1.

Парогенератор работает следующим образом.

Греющий теплоноситель подводят из-реактора в центральный коллектор 2. При помощи размещенных в коллекторе 2 направляющих перегородок (не показано) теплоноситель распределяют по пучкам теплообменных труб 5, где он охлаждается, отдавая тепло среде, находящейся в межтрубном пр странстве. Охлажденный теплоносител отводят из труб 5 опять в коллектор 2, а затем при помощи размещенных в последнем: .направлякж1их перегородок выводят из парогенератора. В каждой ступени испарения цирку ляционная вода, проходя по межтрубному пространству пучка, нагревается и частично испаряется. Пароводяная смесь по трубам 13 поступает в сепараторы 15, происходит первая ступень сепарации пара Образованный сепарат направляется в опускной кольцевой зазор между кожухом 6 и емкостью 3, где к нему ниже закраины 1 подмешивается подпиточная во из вышерасположенной смежной ступени испарения, образуя при этом циркуляционную воду, которая направляется опять в межтрубное пространство пучка. Таким образом, в каждой ступени испарения образованюамостсятвльный контур циркуляции нагреваемой среды. Пар, образованный в первой ступени испарения направляется ввер проходит жалюзи 16, в которых осуществляется вторая ступень сепарации, и затем осушенным направляется к потребителю. Подпитка первой верхней ступени испарения осуществляется через труб 7 питательной водой, а подпитка любой другой ступени испарения - сепа ратом, образованным в первой ступен сепарации в вышерасположенной ступе ни испарения, который переливается через верхний торец емкости 3 и затем последовательно проходит кольце вой канал 11, канал, образованный листом 4, перегородкой 12 и трубами 13 и кольцевой зазор, образованный закраиной И и кожухом 6, и пос чего поступает в качестве подпиточной воды в нижерасположенную ступен испарения. Уровень воды во -всех емкостях 3 определяется положением их верхних торцов. Необходимый уровень воды в нижней емкости 3 поддер живается с помощью регулятора питания путем изменения общего расхода питательной воды на парогенератор. Продувка парогенератора осуществляется из нижней последней ступени ис парения через штуцер 8. В парогенер торе осуществлен принцип ступенчато го испарения. В парогенераторе из-за сравнительно большого поперечного сечения кольцевого канала 11 подпиточная вода в нижерасположенную ступень испарения подается с пониженной скоростью, что снижает, захват пара в канал 11, и равномерно распределяется по всему поперечному сечению нижерасположенной ступени испарения, что приводит к более полному перемешиванию нагреваемой среды, к равномерности паровой нагрузки поперечного сечения межтрубного пространства пучка, к повышению надежности работы сепаратора 15 и парогенератора в целом. При этом облегчается работа коллектора 2 в зоне раздела жидкой и паровой фаз, так как он в этой зоне защищен от воздействия уровня Грязной воды патрубком 10 слоем более чистой подпиточной воды, стекающей из вышерасположенной ступени испарения. При этом устраняются условия выпадания хлоридов на поверхности коллектора 2 и исключается термоциклирование его стенок. Надежность коллектора 2, а следовательно, и всего парогенератора повышается. Формула изобретения 1. Парогенератор, содержащий вертикальный корпус с расположенными одна над другой и последовательно соединенными между собой по нагреваемой среде ступенями испарения, каждая из которых выполнена в виде охватывающей центральный коллектор открытой сверху емкости с размещенным в ней под перфорированным листом пучком теплообменных труб, снабженным периферийным кожухом и включен7 ным через центральный коллектор в тракт греющего теплоносителя, причем верхняя ступень снабжена трубой для подвода питательной воды, а нижняя штуцером непрерывной продувки, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем выравнивания паровой нагрузки в пучках теплообменных труб и снижения коррозионного растрескивания центрального коллектора, каждая ступень испарения, кроме нижней, снабжена откры-л тым вверх стаканом с закрепленным в его днище патрубком, охватывающими с образованием кольцевого канала со