Конструкции парогенераторов

Характерной особенностью водо-водяных парогенераторов АЭС является наличие тепловой неравномерности объема. Появление ее связано с переменным температурным напором по длине труб теплообменной поверхности и неодинаковым расходом теплоносителя в трубах (ввиду различия сопротивления труб разной длины). Различие в тепловыделении приводит к неравномерности парообразования в пучке, а следовательно, к неравномерности скорости пара в отдельных частях парогенератора, повышению влажности пара. В конструкции парогенератора предусматривается ряд мер по борьбе с тепловой неравномерностью. Так, питательная вода, как более холодная по сравнению с внутрикор-пусной, подается через систему раздающих труб на более горячую часть теплообменного пучка. Этим достигается частичное выравнивание нагрузки по сечению парогенератора. Кроме того, для выравнивания скорости выхода пара по поверхности зеркала испарения под уровнем воды располагают дырчатый лист с опущенными вниз бортами высотой около 200 мм, с площадью отверстий, составляющей примерно 5 % площади листа. Такой лист создает определенное гидравлическое сопротивление, благодаря чему под ним образуется паровая подушка, перераспределяющая пар по зеркалу испарения.

Характерной особенностью водо-водяных парогенераторов АЭС является наличие тепловой неравномерности объема. Появление ее связано с переменным температурным напором по длине труб теплообменной поверхности и неодинаковым расходом теплоносителя в трубах (ввиду различия сопротивления труб разной длины). Различие в тепловыделении приводит к неравномерности парообразования в пучке, а следовательно, к неравномерности скорости пара в отдельных частях парогенератора, повышению влажности пара. В конструкции парогенератора предусматривается ряд мер по борьбе с тепловой неравномерностью. Так, питательная вода, как более холодная по сравнению с внутрикор-пусной, подается через систему раздающих труб на более горячую часть теплообменного пучка. Этим достигается частичное выравнивание нагрузки по сечению парогенератора. Кроме того, для выравнивания скорости выхода пара по поверхности зеркала испарения под уровнем воды располагают дырчатый лист с опущенными вниз бортами высотой около 200 мм, с площадью отверстий, составляющей примерно 5 % площади листа. Такой лист создает определенное гидравлическое сопротивление, благодаря чему под ним образуется паровая подушка, перераспределяющая пар по зеркалу испарения.

Исходными данными являются: паропроизводителыгость парогенератор;! D, кг/с; температуры теплоносителя на входе и выходе t[, t'i, °C; параметры острого пара: рп, МПа; t"Zn, °C; температура питательной воды ^, °С; расход пара через промежуточный пароперегреватель Оии, кг/с; параметры пара промежуточного нагрева: рпп, МПа; ^пп'^2пл СС; перегрев пара в испарителе (t'Zn — ts), °C. Обозначения температур см. на рис. 11.6. В рассматриваемой конструкции парогенератора вода течет в трубах, а теплоноситель —• в межтрубном пространстве. • -«Модуль испарителя объединяет экономайзерную часть, собственно испаритель и участок начального перегрева пара. Модули основного пароперегревателя и'промежуточного пароперегревателя включаются по теплоносителю параллельно. Расходы теплоносителя через основной и промежуточный пароперегреватели выбираются таким образом, чтобы температуры теплоносителя на выходе из них (при входе в испаритель) были одинаковы или достаточно близки.

В парогенераторе использована принудительная циркуляция воды. К испарительным секциям подключены бессальниковые погружные насосы. Новым элементом конструкции парогенератора является также вертикальная газодувка, установленная в нижней части корпуса, что способствует уменьшению газодинамических потерь в первом контуре.

секция может быть удалена из парогенератора после отключения сверху и снизу газовых и паровых (водяных) коммуникаций. На замену секции требуется не более 24 час. При общем весе данной конструкции, примерно равном весу английской конструкции парогенератора, стоимость 1 т изделия значительно меньше, так как все изготовление производится на заводе.

Основная цель применения трубок Фильда в конструкции парогенератора—обеспечить свободное перемещение концов труб при их расширении и свести к минимуму температурные градиенты в трубных досках, работающих под высоким давлением.

острого пара путем введения дополнительной добавки на коррозию С^ нежелательно, так как общая толщина стенки становится больше 6 мм. Трубы же с большей толщиной стенки при существующих способах производства имеют повышенное количество металлургических дефектов и неправильную форму в поперечном сечении по внутренней поверхности. Температура промежуточного перегрева пара мазутных парогенераторов вследствие большего запаса на коррозию труб поверхностей нагрева может быть допущена при используемых в настоящее время схемах пароперегревателей на уровне 555— 570°С в зависимости от конструкции парогенератора и особенностей эксплуатации.

проверяется степень соответствия конструкции парогенератора предлагаемому уровню автоматизации, возможности для улучшения его динамических свойств, качества управления при стабильной и переменной нагрузке. В результате решения этой задачи формируются требования к конструкции агрегата как объекта автоматического регулирования с заданными динамическими евойствам'и.

Тепловая емкость металла распределена примерно одинаково по выделенным группам поверхностей. В радиационной и экономайзерной группах поверхностей тепловые емкости среды и металла близки. Перегреватель-ные поверхности обладают незначительной тепловой емкостью среды. Положение ЗМТ в общей тепловой схеме является одним из отличительных признаков конструкции парогенератора. Если эта зона вынесена в конвективную шахту, то при сопоставимом общем количестве тепла она имеет большие объемы и поверхности. Другим характерным признаком, отличающим парогенераторы и отражающимся на их тепловой схеме, является способ регулирования температуры промперегрева. В парогенераторах Подольского машиностроительного завода (ЗиО) ПК-41, П-50, П-57, П-61 используются паропаро-вые теплообменники. В парогенераторах Таганрогского котлостроительного завода (ТКЗ) широко применяется газовый способ регулирования: рециркуляция или перераспределение потока дымовых газов. В ряде случаев применяется частичное байпасирование по пару одного из теплообменников вторичного тракта (регулирующая ступень) или впрыск в тракт вторичного пара.

Многочисленные проектные разработки ПГУ ведутся и в зарубежных странах. На рис. 2-13 показана схема конструкции парогенератора фирмы «Комбашн» паропроизводи-тельностью порядка 300 т/ч. В данном случае, в отличие от котлов «Велокс», предусматривающих установку вертикальных центробежных паросепараторов, применена обычная схема выделения пара в горизонтальном барабане. Наличие двух камер сгорания обеспечивает гибкое регулирование температур газов и пара, направляемых к турбинам.

Трубки в наиболее совершенной конструкции парогенератора имеют два ребра, расположенные по образующей через 180°; каж-

В конструкции парогенераторов входят газоплотные трубчатые панели. При использовании обычных труб вварку полос-перемычек осуществляют парными сварочными головками под флюсом сначала с одной стороны (рис. 8.62), а после кантовки — с другой. Применение плавниковых труб позволяет сократить количество швов; первый проход выполняют на охлаждаемом медном ползуне; второй— с другой стороны по ранее выполненному первому (рис. 8.63, а, б).

ДФС). Дифенильная смесь — эвтектическая смесь дифе-нила (26,5% по массе) и дифенилоксида (73,5%)—известна за рубежом йод названием «даутерм А» [Л. 3, 8]. Конструкции парогенераторов с дифенильнойсмесью, применяемых для обогрева аппаратов химических производств, рассмотрены в работах [Л. 7, 8, 12]. Схема двух-

П.10. КОНСТРУКЦИИ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ

Англия — первая из капиталистических стран приступила к созданию атомной энергетики. Для этой цели использовался промышленный реактор для получения плутония. Теплоносителем была углекислота, допускавшая применение природного (необогащенного) урана. На АЭС Англии в настоящее время производится около 17% всей электроэнергии. Вначале опыт Англии был весьма положителен. Поэтому ряд стран (Франция, Япония, Испания, Италия) пошел по пути применения реакторов газографитового типа (GGR). В самой Англии велись работы по дальнейшему совершенствованию таких реакторов, в результате чего были созданы реакторы типа AGR (см. табл. 3.2), вводившиеся с 1976 по 1985 г. включительно. Однако при использовании реакторов GGR и AGR выявились существенные недостатки СО2 как теплоносителя. Так, для СО2 ограничивается верхний температурный предел, поскольку начинается ее взаимодействие с графитом. Кроме того, в результате перетечки через ничтожные волосяные коррозионные трещины влаги из второго контура в первый в последнем получается угольная кислота, разрушающая чугунные и стальные опорные конструкции парогенераторов. Поэтому дальнейшее развитие атомной энергетики Англии связывается только с реакторами на водном теплоносителе, для которого не может быть использован накопленный огромный опыт заводского изготовления оборудования и сооружения АЭС с теплоносителем СО2.

Рассмотрим некоторые конструкции парогенераторов и теплообменников, классифицированных по виду первичного теплоносителя .

Вышеприведенные конструкции парогенераторов не получили дальнейшего распространения и развитие парогенераторов горизонтального типа пошло по пути создания конструкций с одним барабаном, в водяном пространстве которого устанавливались пучки греющих труб.

Включение ВПГ в область пониженных давлений газов, позволяет использовать конструкции парогенераторов, разработанных для схемы ПГУ ЦКТИ, с упрощенными пароперегревателями или вовсе без них.

Иначе складываются условия для котлов малой мощности. Здесь конструкции парогенераторов, рассчитанных на высокие параметры и большие паропроизводительности, являются не вполне рациональными, а использование турбомашин затрудняется малыми объемными расходами воздуха и пара.

3.1. Конструкции парогенераторов с натриевым теплоносителем

3.1. Конструкции парогенераторов с натриевым теплоносителем . . 69

Правильная работа и удачный выбор конструкции парогенераторов с многократной циркуляцией позволяют предотвратить водную коррозию. Тешюперенос и циркуляция должны быть равномерными, а концентрация пара в трубах не должна приближаться к 100%. Всюду, где только можно, надо избегать применения-горизонтальных труб, которые не обеспечивают высокую теплопередачу. Испаритель следует делать из одной длинной трубы, чтобы исключить появление выступов, связанных с наличием-сварных швов. Там, где сварки избежать невозможно, применяемые методы должны обеспечить минимальные выступы (см. гл. 7). Трубы рекомендуется хранить в сухих и чистых помещениях. Поверхности труб должны иметь минимальную окисную пленку.