Газопаропаровой теплообменник

а — двухконтурной с начальным перегревом пара; б — двухконтурной на насыщенном паре с однократной сепарацией и перегревом; в — двухконтурной с начальным перегревом от постороннего источника (АВ — линия подвода теплоты от теплоносителя); г — двухконтурной с газоохлаждаемым реактором (цикл двух давлений); д — двухконтурной с газоохлаждаемым реактором с перегревом пара и промежуточным перегревом до начальной температуры (АВ — изменение температуры теплоносителя реакторною контура); е — трехконтурной с реактором, охлаждаемым жидким металлом (АВ, CD — изменение температуры теплоносителя соответственно первого и второго контуров)

При высоких температурах газа в первом контуре целесообразнее использовать цикл с газоохлаждаемым реактором с перегревом пара и промежуточным перегревом пара (рис. 4.31, д)., При закритических начальных параметрах пара КПД АПТУ может достигать 40-42%. В таких АПТУ можно применять серийно выпускаемые паровые турбины, но серьезные трудности вызывает создание надежного высокотемпе-

Институт ядерной энергетики АН БССР совместно с рядом организаций работает над новым направлением в ядерной энергетике — применением диссоциирующих систем в качестве теплоносителей и рабочих тел АЭС. Выполненный комплекс исследований и проектные разработки АЭС различной мощности показывают [4—6], что применение диссоциирующей четырехокиси азота, обладающей положительными физико-химическими и тешюфизическими свойствами, позволяют создать АЭС по простой одноконтурной схеме с газожидкостным циклом и газоохлаждаемым реактором на быстрых нейтронах. Применение четырехокиси азота позволяет улучшить технико-экономические показатели отдельных узлов и всей станции, а также облегчает техническое решение ряда важных вопросов. Выполненные экспериментальные работы, газодинамические расчеты и проектные разработки показывают, что турбина на N2O4 имеет в 3—4,5 раза меньшую металлоемкость и соответственно габариты, чем на водяном паре. Существует реальная возможность создания одновального турбоагрегата единичной мощностью 2000—3000 Мвт в одном агрегате [8]. Высокая плотность, теплоемкость, теплопроводность к низкая вязкость теплоносителя [12] позволяют резко сократить габариты чи вес теплообменного оборудования, трубопроводов и систем АЭС, а также затраты мощности на прокачку теплоносителя [13].

6. К р а с и н А. К., Нестеренко В. Б., Колыхая Л. И., Тверковкин Б. Е. Опытная энергетическая установка БРГ-30 с газоохлаждаемым реактором на быстрых нейтронах и диссоциирующем теплоносителе. «Атомная энергия», 1971, 30, вып. 2.

Парогенератор АЭС с усовершенствованным газоохлаждаемым реактором с центральным подводом газа (CEAGR, Англия).

Преимущества длинных труб (до 70 м)—компактность и самокомпенсация — явились основанием для выбора однобухтового варианта змеевикового трубного пучка в мощных ПГ АЭС «Супер-Феникс» с реактором на быстрых нейтронах и АЭС «Форт-Сент-Врейн» с газоохлаждаемым реактором. Широкое внедрение подобных пучков сдерживается трудностями технологии навивки змеевиковых бухт большого диаметра.

«Пич-Боттом». В этой прототипной АЭС с газоохлаждаемым реактором, заключенным в стальной корпус, два ПГ соединены с корпусом при помощи концентрических трубопроводов. Горячий гелий от реактора идет по внутреннему трубопроводу.

к. п. д. парогазового цикла с газоохлаждаемым реактором, простой схемой ГТУ с циклом Ранкина в паровой части:

Атомная базовая технологическая установка АБТУ-Ц-50. Наиболее проработанным отечественным проектом установки с газоохлаждаемым реактором и шаровыми твэлами являлся технический проект атомной базовой технологической установки АБТУ-Ц-50 электрической мощностью 50 МВт с радиационными контурами, образованными циркулирующими в них шаровыми твэлами. Высокотемпературный реактор ВГР-50 тепловой мощностью около 140 МВт имел стальной силовой корпус с размерами, аналогичными размерам серийного корпуса ВВЭР-1000. Мощность у-излучения, генерируемая установкой, составляла около 500 кВт, или 0,4 % тепловой мощности реактора, что соответствовало у-излучению 25-10 г-экв Ra и позволяло организовать промышленное производство радиационно-химической продукции (радиацион-но-модифицированного полиэтилена, полимер-бетона, полимер-древесины) и выполнять стерилизацию медикаментов и белковых продуктов.

Атомная базовая технологическая установка АБТУ-Ц-50. Наиболее проработанным отечественным проектом установки с газоохлаждаемым реактором и шаровыми твэлами являлся технический проект атомной базовой технологической установки АБТУ-Ц-50 электрической мощностью 50 МВт с радиационными контурами, образованными циркулирующими в них шаровыми твэлами. Высокотемпературный реактор ВГР-50 тепловой мощностью около 140 МВт имел стальной силовой корпус с размерами, аналогичными размерам серийного корпуса ВВЭР-1000. Мощность у-излучения, генерируемая установкой, составляла около 500 кВт, или 0,4 % тепловой мощности реактора, что соответствовало у-излучению 25-10 г-экв Ra и позволяло организовать промышленное производство радиационно-химической продукции (радиацион-но-модифицированного полиэтилена, полимер-бетона, полимер-древесины) и выполнять стерилизацию медикаментов и белковых продуктов.

** N-образная компоновка газоходов котла. Ос альные котлы с П-образной компо Примечания: 1. Из котлов с двумя корпусами котлы типов ТПП-110 и 2. В строке .Способ регулирования" обозначены: р. п.—регулировочная поверх паропаровой теплообменник; г. т. о.—газопаропаровой теплообменник.

/ —• входные ширмы; 2 — промежуточные ширмы — газопаропаровой теплообменник; 3 — выходная конвективная ступень; 4 — переходная зона; 5 — пар от ЦВД турбины; 6 — аварийный впрыск; 7 — выходной коллектор. В теплообменнике вход и выход греющего пара после конвективного первичного пароперегревателя не показан.

Гидравлическая схема вторичного перегреватели представлена на рис. 3-4. После ЦВД турбины пар поступает на промежуточный перегрев в 16 входных ширм, расположенных на выходе из топки (см. рис. 3-3). Затем пар направляется в 16 промежуточных ширм, представляющих собой газопаропаровой теплообменник (опи-

/ — газопаропаровой теплообменник; 2 — промежуточная ступень; 3 — выходная ступень; 4 — опорные стойки; 5 — подвески; 6 — греющий пар в теплообменник из средних ширм первичного перегревателя; 7 — греющий пар из теплообменника в крайние ширмы первичного перегревателя; 8 — регулирующие байпас-ные клапаны; 9 — конвективный первичный перегреватель.

Конструкция отдельного элемента газопаропарового теплообменника (ГППТ) котельного агрегата типа ТПП-110 блоков 300 Мет показана на рис. 6-13. Элемент состоит из U-образной наружной трубы диаметром 60X3,5 мм, по которой протекает нагреваемый пар среднего давления. Этот пар получает тепло от продуктов сгорания, омывающих снаружи трубу и от пара сверхкритического давления, проходящего по двум U-образ-ным внутренним трубам диаметром 16x3 мм. Набор таких элементов образует ширмовый газопаропаровой теплообменник на каждой из четырех ниток вторичного пароперегревателя (см. рис. 3-4).

В котельном агрегате ТПП-210 завод «Красный котельщик» выполнил газопаропаровой теплообменник не как ширмовую, а как конвективную поверхность. Кон-

-типа fflfl-2i6 в основном применением более мощных горелок (6 горелок IB каждом корпусе, ло 3 на фронтовой и задней стенах топки). В опускном газоходе котла •последовательно расположены конвективный первичный пароперегреватель (КПП), выходной и промежуточный пакеты промежуточного перегревателя (В КПП и ПКПП), газопаропаровой теплообменник (ГППТО), водяной экономайзер.

Пар после ЦВД турбины по двум «холодным» паропроводам направляется в газопаропаровой теплообменник (см. рис. 6-14); затем в промежуточную и выходную конвективные ступени промежуточного перегревателя. Из выходной ступени по четырем «горячим» паропроводам пар подводится к ЦСД.

J — водяной экономайзер; 2 — радиационные испарительные панели; 3 — переходная зона; 4 — радиационные паяели пароперегревателя высокого давления; i — конвективный пароперегреватель высокого давления (газопаропаровой теплообменник); 6 — входные ширмы высокого давления; 7 — выходные ширмы высокого давления; 8 — ширмы среднего давления; 9 — газопаропаровой теплообменник; 10 — конвективный паро-перегреватель среднего давления.

РТН2 — регулятор тепловой нагрузки корпуса № 2; ГППО — газопаропаровой теплообменник; ЭОС-Т — электронный ограничитель и сигнализатор (следящий прибор), действующий от термопары. Остальные обозначения те же, что на рис. 6-5—6-11.

]Газопаропаровой теплообменник . 1058 897 477 62,2 0,908 9,6 20,3