5. Обоснование выбранной конструкции и обеспечение надежности парогенератора

5.1. При проектировании парогенератора был использован опыт создания и эксплуатации подобных парогенераторов действующих и строящихся высокотемпературных установок с гелиевым теплоносителем (США), - 300 (ФРГ), и др., а также отечественных водо-водяных установок, в которых в качестве парогенераторов применены прямоточные вертикальные цилиндрические теплообменники поверхностного типа, где греющий теплоноситель движется в межтрубном пространстве, а рабочее тело – внутри теплообменных труб.

5.2. Определяющее значение в обеспечении надежности парогенераторов имеют конструктивные решения и контроль качества на всех этапах изготовления.

5.3. Собственного силового корпуса парогенератор не имеет, так как трубная система помещается в шахте корпуса реактора, поэтому при оценке надежности парогенератора рассматриваются два основных элемента: трубная система и силовая крышка с узлом закрепления и герметизация в корпусе реактора.

5.4. Использование в качестве теплообменных элементов одно-заходных змеевиков с малым радиусом изгиба навивки позволило скомпоновать теплообменную поверхность из относительно небольшого количества параллельно включенных теплообменных элементов. Это так же позволило с учетом большого расхода среды по II контуру применить дроссель со значительным проходным сечением (трубка 6  1 мм) и, что в совокупности с предвключенным фильтром по II контуру, исключить возможность засорения дроссельного устройства.

5.5. Отсечное устройство, расположенное в нижней части каждой кассеты, исключает появление неохлажденных потоков греющего теплоносителя при отключении секций (кассет) парогенератора, вышедших из строя и отключенных по питательной воде и пару.

5.6. Предложенный способ дистанционирования теплообменных элементов является простым, надежным и исключает появление вибрации в теплообменных элементах.

5.7. Коллекторная заделка труб наиболее предпочтительна по сравнению с заделкой в трубные доски, так как обладает большей надежностью в условиях действия высоких температур, лучшей технологичностью, меньшей металлоемкостью и имеет меньшие местные гидравлические сопротивления по тракту греющего теплоносителя.

5.8. Шарнирное уплотнительное устройство парогенератора в шахте корпуса реактора и конструкция опорных поясов по высоте парогенератора позволяют без дополнительной механической обработки выдержать необходимую соосность отдельных частей парогенератора, выполнение которых диктуется условиями монтажа парогенератора.

5.9. Проходка коллекторных труб через опорные конструкции осуществляется с возможностью их поворота и осевых перемещений, что исключает заклинивание их в местах проходки при температурных расширениях металлоконструкций парогенератора.

5.10. Крепление и герметизация парогенератора в шахте корпуса реактора осуществлено при помощи шпоночно-торового соединения, отличающегося простотой конструкции, компактностью элементов соединения и высокой надежностью.

5.11. В отличие от известного шпилечного крепления крышки ПГ, в котором шпильки работают на растяжение и изгиб, в шпоночном соединении шпонки работают на срез и смятие, т.е. испытывают более благоприятные виды деформации, при этом если шпильки после их затяжки остаются нагруженными даже при неработающей установке и при отсутствии давления в I контуре, то в шпоночном соединении шпонки нагружаются (работают на срез) только при наличии давления в I контуре.

Герметизирующим элементом крепления парогенератора в корпусе высокого давления является тор.

Все это существенно повышает ресурсную надежность соединения парогенератора с корпусом.

5.12. Парогенератор обеспечивает надежную работу при условии подачи питательной воды в полость II контура через фильтр с ячейкой не более 0,5 мм, исключающей попадание механических частиц в питательную воду в процессе монтажа на объекте, эксплуатации и ремонте. Длина участка питательного трубопровода от места установки механического фильтра до ПГ должна быть минимальной, Сопротивление механического фильтра по II контуру не входит в сопротивление ПГ.

5.13. В качестве материала теплообменных труб, коллекторов пара и питательной воды, расположенных в среде гелия, принят сплав 05ХН46МВБч (ДИ-65). Сплав разработан предприятием п/я А-3746 специально для высокотемпературных установок с гелиевым теплоносителем. Этот сплав технологичен, имеет высокие коррозионные, прочностные и пластические свойства, обладает хорошей свариваемостью.

5.14. Для остальных узлов парогенератора, работающих в интервале температур 623 ... 873 К (350 ... 600°С) применена теплоустойчивая сталь 03X16H9M2, которая также рекомендована предприятием п/я А-3746 для узлов с температурой до 750⁰С –сплав типа ЧС-33.

5.15. Для защиты основной силовой эллиптической крышки от действия высоких температур непосредственно под силовой крышкой ПГ расположены компенсирующие змеевики питательных коллекторных труб, образующие своеобразный защитный пояс, ниже которого расположен пояс из компенсирующих змеевиков коллекторных труб перегретого пара. Это позволяет температуру силовой крышки поддерживать в пределах 350⁰С.

5.16. Все материалы, применяемые для изготовления парогенератора, проходят контроль в состоянии поставки согласно нормативным документам, техническим требованиям рабочей документации. Теплообменные и коллекторные трубы и другие детали, работающие в среде пара и питательной воды, проходят контроль на отсутствие склонности к межкристаллитной коррозии.

5.17. Все соединения труб и соединения обечаек выполняются сваркой.

5.18. Сварные швы проходят контроль в объеме: внешний осмотр и измерения, радиографический контроль, капиллярный контроль, испытания на отсутствие склонности к межкристаллитной коррозии, металлографические и механические испытания, гидравлические испытания и испытания на герметичность. Методы контроля сварных швов определяются конкретно для каждого соединения.

5.19. Изготовленный парогенератор на заводе-изготовителе проверяется на прочность и плотность в процессе гидравлических испытаний и испытаний на герметичность.

5.20. Парогенератор изготавливается в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации оборудования атомных электростанций опытных и исследовательских ядерных реакторов и установкой».

5.21. Применение вышеуказанных материалов в совокупности с выбранной конструкцией, подтвержденной прочностными и теплогидравлическими расчетами, обеспечивает надежную работу парогенератора в течение всего ресурса.

5.22. В процессе хранения и транспортирования парогенератора специальной консервации его не требуется.