Прямоточные парогенераторы

ного перегрева рабочего тела в них осуществляются в трех самостоятельных вертикальных теплообменниках (модулях). Три модуля образуют секцию, а восемь секций — прямоточный парогенератор. В блоке с реактором БН-600 установлено три таких парогенератора. Секции парогенераторов соединены параллельно по теплоносителю и рабочему телу. В каждой секции натрий поступает сначала в модули основного и промежуточного пароперегревателя, а затем в модули испарителя. Конструкция модулей одинакова. Теплообменная поверхность 6 выполнена в виде пучка прямых труб (рис. 152), ввальцованных в нижнюю и верхнюю трубные доски 1, натрии движется в межтрубном пространстве, продольно омывая трубы, рабочее тело (вода и пароводяная смесь в испарителе, пар — в основном и промежуточном перегревателях) — в трубах. Корпус модуля 4 отделен от потока натрия обечайкой трубного пучка 5. Последняя используется для защиты корпуса от воздействия возможных изменений температуры натрия. Трубные доски защищены плитами-вытеснителями 3 и изолирующими прокладками 2. Разница в температурных удлинениях корпуса и труб компенсируется с помощью сильфона, установленного на корпусе или изгибами труб. Снизу и сверху к корпусу приварены камеры для входа 8 и выхода 7 теплоносителя. Из входной камеры натрий поступает в трубный пучок через отверстия в обечайке, этим обеспечивается равномерное заполнение межтрубного пространства.

ного перегрева рабочего тела в них осуществляются в трех самостоятельных вертикальных теплообменниках (модулях). Три модуля образуют секцию, а восемь секций — прямоточный парогенератор. В блоке с реактором БН-600 установлено три таких парогенератора. Секции парогенераторов соединены параллельно по теплоносителю и рабочему телу. В каждой секции натрий поступает сначала в модули основного и промежуточного пароперегревателя, а затем в модули испарителя. Конструкция модулей одинакова. Теплообменная поверхность 6 выполнена в виде пучка прямых труб (рис. 152), ввальцованных в нижнюю и верхнюю трубные доски /, натрий движется в межтрубном пространстве, продольно омывая трубы, рабочее тело (вода и пароводяная смесь в испарителе, пар — в основном и промежуточном перегревателях) — в трубах. Корпус модуля 4 отделен от потока натрия обечайкой трубного пучка 5. Последняя используется для защиты корпуса от воздействия возможных изменений температуры натрия. Трубные доски защищены плитами-вытеснителями 3 и изолирующими прокладками 2. Разница в температурных удлинениях корпуса и труб компенсируется с помощью сильфона, установленного на корпусе или изгибами труб. Снизу и сверху к корпусу приварены камеры для входа 8 и выхода 7 теплоносителя. Из входной камеры натрий поступает в трубный пучок через отверстия в обечайке, этим обеспечивается равномерное заполнение межтрубного пространства.

На основе реаультатов исследования экспериментального прямоточного парогенератора Л.К.Рамзина в 1933 г. был пущен первый крупный советский прямоточный парогенератор высокого давления, изготовленный на Невском и Кировском заводах. Этот парогенератор, установленный в котельной ВТИ, стал объектом глубоких исследований в специально организованном Бюро прямоточного котлостроения (ВПК) и положил начало производству отечественных прямоточных парогенераторов.

Начинаются разработки оборудования на сверхвысокие параметры пара: на Подольском заводе изготовлен прямоточный парогенератор производительностью 12 т/час на 300 am и 600°С. Ванюковский арматурный завод приступил к выпуску арматуры высокого давления.

11.3. ПРЯМОТОЧНЫЙ ПАРОГЕНЕРАТОР, ОБОГРЕВАЕМЫЙ ЖИДКИМ МЕТАЛЛОМ (ОСОБЕННОСТИ И ПОРЯДОК ВАРИАНТНОГО РАСЧЕТА)

11.3. Прямоточный парогенератор, обогреваемый жидким металлом

/ — компенсатор объема; 2 — верхний гидравлический затвор; 3 — циркуляционный канал модуля; 4 — трубка Вен-тури; 5 — клапан; 6 — циркуляционный насос; 7 — двигатель циркуляционного насоса; *— уплотнение между верхней и нижней частью корпуса; 9 — активная зона; 10 — стальная конструкция, поддерживающая нижнюю часть корпуса реактора, которая позволяет опускать активную зону и перемещать ее позиции для перегрузки; // — колпак нижнего гидравлического затвора; 12 — нижний гидравлический затвор; 13 ~ железобетонная шахта, в которой помещаются три модуля; 14 — облицовка нержавеющей сталью; 15 — серпентини-товый бетон; 16 — стальной корпус модуля реактора; 17 — прямоточный парогенератор из трубок Фнльда; 18 — входная камера теплоносителя; 19 — коллектор пара; 20 — коллектор питательной воды; 11 — входная камера питательной воды; 22 — устройство, закрывающее шахту реактора

В верхней части модуля расположен прямоточный парогенератор, выполненный из трубок Фильда (8400 шт.) и выдающий слабо перегретый пар (4,0 МПа и 260°С).

Для расчета испарительных участков необходимо знать коэффициенты теплоотдачи при кипении N204. Как следует из экспериментальных данных [5.12 — 5.14], коэффициент теплоотдачи при кипении N2O4 в большом объеме (испаритель погружного типа) и при течении в трубах, когда а/<1 м/с (прямоточный парогенератор), определяется уравнением

Рис. 72. Прямоточный парогенератор большой мощности фирмы Бабкок-Вилькокс (США).

Прямоточный парогенератор состоит из трех независимых одна от другой и собранных в общий пакет трубных систем. При необходимости весь пакет может быть извлечен наверх. Входные и выходные концы отдельных труб парогенератора установлены в доступных снаружи трубных досках. Трубы изготовлены из инконеля и имеют длину около 40 м.

влениях свежего пара. Чем ниже начальное давление, тем меньше преимуществ дают прямоточные парогенераторы.

Исключительно высокие требования, предъявляемые к чистоте питательной воды (например, 0,01 мг/лС\~ вместо 0,02 мг/л), вполне оправданы. Концентрация ионов хлора в зоне доупаривания для давления в 32 am при влажности 0,001 % составит 76 000 мг/л вместо 156000 мг/л, что во много раз превышает допустимую величину. Вполне понятно, что эти подсчеты сугубо ориентировочны, потому что они не учитывают сложности процесса уноса и концентрирования •солей (образование пленки, адсорбцию веществ металлом и его •окислами). Вместе с тем они позволяют автору сделать правильный вывод о том, что для нормальной работы прямоточных парогенераторов, изготовленных из аустенитных сталей, нужно, чтобы концентрация ионов хлора в питательной воде была бы весьма низкой. Подобные парогенераторы целесообразно рассчитывать на высокие давления. При средних и низких давлениях прямоточные парогенераторы применять не рекомендуются.

Парогенераторы, обогреваемые углекислым газом, получили широкое распространение в Англии на АЭС с газоохлаждаемыми реакторами магноксового типа. Во Франции в сочетании с газоохлаждаемыми реакторами применяются парогенераторы секционного типа. В настоящее время в Англии сооружаются и проектируются АЭС с усовершенствованными газоохлаждаемыми высокотемпературными реакторами, в которых применяются прямоточные парогенераторы, расположенные в общем с реактором бетонном корпусе.

В проекте предусматриваются прямоточные парогенераторы нового типа, расположенные, как и на АЭС Данджнесс-Б, вокруг реактора в общем бетонном корпусе (рис. 79). В этом парогенера-

Для давления 180 ата и более вследствие быстрого увеличения растворимости хлоридов в паре их предельная концентрация в воде при отсутствии в ней кислорода не превышает допустимых значений. Следовательно, можно сделать вывод, что прямоточные парогенераторы из хромоникелевых аустенитных сталей целесообразно создавать только на высокие давления [65]. При давлении пара 30—50 ата эти стали следует применять для изготовления парогенераторов с многократной циркуляцией.

Для покрытия полупиковой части графика электрических нагрузок создаются газомазутные прямоточные парогенераторы высокоманевренных блоков мощностью 500 МВт. Эти парогенераторы спроектированы на давление острого пара 14 МПа (140 кгс/см2), температуру перегрева острого пара 515°С и промежуточный перегрев 515°С и предназначены для работы под наддувом с минимальными избытками воздуха и рециркуляцией воздуха в зону горения.

Аналогичные повреждения труб нижней радиационной части имели место на газомазутном парогенераторе блока мощностью 300 МВт фирмы «Бабкок-Вилькокс», установленном на электростанции «Хайнес» (США) [Л. 10]. Это прямоточные парогенераторы на сверхкритическое давление пара с двойным промежуточным перегревом до 552 и 565°С соответственно; номинальные параметры острого пара 24,6 мПа (246 кгс/см2) и 538°С.

13.3. Прямоточные парогенераторы

Прямоточные парогенераторы, работающие на докритических параметрах, гораздо более чувствительны к минеральным примесям, так как вода полностью превращается в пар в испарителе. Сначала пар выделяется из воды в виде пузырей, потом стенки покрываются пленкой воды, в то время как центральная часть трубы заполняется паром, В осушающей зоне остатки воды удаляют-

Реакции между углекислым газом и сталями играют главную роль в определении конструкции и материалов парогенератора. В реакторах со стальными корпусами используют парогенераторы с многократной циркуляцией; если корпус изготовлен из предварительно напряженного железобетона, используют прямоточные парогенераторы.

При равенстве расходов теплоносителя на входе и выходе установки (прямоточные парогенераторы, несмешивающие теплообменники, подогреватели и др.) расход или выработка тепла установкой определяется как произведение расхода теплоносителя на разность энтальпии на входе и выходе [см. уравнение (1-6)].