Выбор параметров пг

Температура водного теплоносителя на входе в ПГ тем больше, чем больше давление в реакторе. Реакторы с водой под давлением не догревают воду до линии насыщения. Недогрев воды до t_S зависит от конструкции активной зоны, ее энергонапряженности и обычно не превышает 10⁰С. Но повышение давления в реакторе имеет пределы и в основном лимитируется экономическими соображениями давлением около 17 МПа (растет толщина оборудования).

Рассмотрим Q – t диаграмму ПГ.

Максимально возможная температура перегретого пара t_п.п. определяется температурой входа теплоносителя в ПГ и температурным напором  t_п.п..

Другой характеристикой или другим параметром ПГ является температура его насыщенного пара и, следовательно, давление насыщенного пара. Они определяются температурой теплоносителя на выходе из испарителя ПГ и температурным напором  t_испар., чем ниже Т₂, тем ниже Р_S

.

Известно, что чем ниже  t, тем больше поверхность ПГ

.

Минимальная  t_испар. и  t_п.п. ≥ 20⁰.

Таким образом, если , то Р_S = 6,5 МПа, т.е. ПГ, обогреваемый водой под давлением может обеспечить максимальное давление МПа в среднем.

Водяной теплоноситель позволяет получить перегрев не более 30⁰. Такой малый перегрев не дает заметного повышения КПД цикла, но требует значительного усложнения конструкции ПП.

Кроме того, возникновение термических напряжений, имеющих место в прямоточных ПГ на испарительном участке при омывании теплообменной поверхности то водой, то паром, приводит к развитию хлорной коррозии под напряжением (в сталях аустенитного класса).

Поэтому мощные парогенераторы работают на насыщенном паре и не имеют пароперегревательного участка.

На парогенераторы, вырабатывающие пар могут иметь место в реакторах при сверхкритическом давлении.

Особенности выбора конструктивной схемы пг, обогреваемого водой под давлением

1. Выбор способа обтекания теплообменной поверхности

В связи с высоким теплоноситель направляют в трубы, II контур в межтрубном пространстве.

2. Выбор формы поверхности теплообмена

Форма теплообменной поверхности, как уже упоминалось, определяется при прочих равных условиях, минимальными температурными напряжениями, которые определяются:

а) разницей температур отдельных элементов (трубной системой и трубной доской, коллектором, корпусом);

б) разными коэффициентами линейного расширения.

Материал трубной системы – нержавеющая сталь , корпус – перлитный .

Температурные напряжения компенсируются формой теплообменной поверхности, использованием змеевиковых или U-образных труб. При применении змеевиковых поверхностей нагрева необходимо иметь длинные трубы для их изготовления. Однако максимальная длина изготовляемых труб равна 12 м. Вследствие этого, необходима сварка труб, которая осуществляется при их толщине не менее 2,5 мм. По условиям прочности достаточная толщина труб находится в пределах . Таким образом, применение винтовых змеевиков приводит к увеличению расхода металла и увеличению термического сопротивления теплопередачи. При этом растет теплообменная поверхность и, следовательно, размеры ПГ.

Поэтому лучшим вариантом является применение U-труб длиной до 12 м.