Особенности выбора конструктивной схемы пг

1. Способ омывания тепловой поверхности

Давление Na меньше давления рабочего тела, поэтому Na в межтрубное пространство, а воду в трубы.

2. Выбор формы поверхности теплообмена

В связи с высокой интенсивностью теплообмена вопрос температурных напряжений встает остро: необходимо применять самокомпенсацию или компенсацию температурных напряжений.

Низкое давление Na не исключает применение компенсаторов на корпусе.

3. Способ соединения трубкой системы с корпусом

Это вопрос обеспечения безопасности конструкции.

Одной из основных аварий является разрушение теплообмена труб в районе трубных досок. Трубная доска в Na парогенераторах работает в сложных температурных условиях (высокая температура и большая разность температур). В аварийных ситуациях (стоп п.в.) возможны тепловые удары.

Все эти факторы требуют защиты трубной доски от воздействия температурных напряжений:

1. Схемы с внешними коллекторами.

2. Создание под трубной доской парового зазора.

3. Защита со стороны Na теплоизолирующим материалом.

4. Принцип движения рабочего тела

Предпочтительнее прямоточные ПГ, чем с естественной циркуляцией.

5. Компоновка пг поверхности

Преследует задачу повышения надежности и безопасности поверхности.

Существует два направления компоновки:

1. корпусные конструкции ПГ;

2. секционные конструкции ПГ.

Достоинства корпусных ПГ:

1. Компактность.

2. Меньшая металлоемкость.

3. Требует меньших строительных объемов.

4. Имеет минимальный объем трубопроводами, минимальную КИП.

Недостатки:

1. Сложный цикл изготовления из-за больших размеров.

2. Сложность ремонта.

Секционные ПГ

Преимущества – возможность локализации аварии.

Достоинства – большой объем воды (запас при аварии).

Недостатки такого типа ПГ:

1. Ограничение по мощности ПГ.

2. Высокая металлоемкость.

3. Влажность пара очень чувствительна к колебаниям уровня.

4. Нельзя выделить экономайзерный участок.

Вертикальные ПГ

Одним из путей повышения экономической эффективности блоков АЭС является увеличение единичной мощности ПГ.

Реализация этой задачи может быть осуществлена лишь созданием мощных ПГ вертикального типа.

Основные преимущества вертикальных ПГ

1. Более компактен и удобен для компоновки в защитной оболочке АЭС.

2. Повышается надежность работы теплопередающих поверхностей в режиме естественной циркуляции.

3. Повышается единичная мощность (из-за возможного перегрева пара).

4. Упрощение технологии изготовления.

Недостатки: смотри достоинства корпусных ПГ.

Вопросы безопасности при выборе конструктивной схемы

Из-за сильной активации Na в реакторе и из-за его бурного взаимодействия с водой, подвод тепла осуществляется по трехконтурной схеме.

1. Промежуточный контур защищает раствор от течи в ПГ.

2. Активный Na отделен – улучшается радиационная обстановка в обслуживаемых помещениях.

Давление Na во II контуре выше, чем в I, что исключает проникновение активного Na во II контур.

В конструкциях ПГ стремятся применять меры для предотвращения контакта Na с водой.

Существует следующий способ предотвращения Na с водой: изготовление многослойных труб.

Кольцевой зазор соединен с камерой индикатора утечек. Передача тепла осуществляется через многослойную стенку с жидкой прослойкой (индикатор утечек). Аварийная ситуация определяется по изменению давления и появлению воды в ртутной камере. Другой тип сложной поверхности нагрева представляет многослойные трубки Фильда. Теплопередающая поверхность (например, трубка) составлена из двух трубок, соединенных плотной посадкой. На внешней поверхности внутренней трубки имеются каналы малого поперечного сечения, заполненные инертным газом и соединенные с камерой инертного газа.

При разрыве одной из труб изменяется давление и химический состав газа в камере индикатора утечек.

Многослойные поверхности дают почти полную гарантию предотвращения контакта Na с водой. Недостатком является большая стоимость изготовления  в 4 раза выше.

При использовании трехконтурной схемы применения многослойных стенок нецелесообразно.

Факт наличия течи можно установить системой контроля содержания Н₂ в газе и Na.

При больших течах – по росту давления в этой петле.

Для локализации течи нужно разработать защитные мероприятия.

Течи ПГ в зависимости от интенсивности можно разделить на 3 вида:

1. Большая – отключить и отвести продукты коррозии (взаимодействия) Na + Н₂О, Na + контактный материал ПГ.

2. Малая – отключение и осушение Na.

3. Микротечь – необходимо отключить ПГ по воде, пару и Na.

Существует специальная система защиты.

1. Устанавливается быстродействующая отсечная арматура по воде, пару и Na.

2. Система дренажа по Na.

3. Мембранные разрывные устройства, предназначенные для выброса продуктов взаимодействия из ПГ при больших течах.

4. Существует оборудование с сепарацией Na от пара и хранения продуктов взаимодействия.

5. Имеется КИП – система автоматики и различных блокировок.

Разработка этих мероприятий позволяет перейти к однослойным трубкам, но наличие всего комплекса защитных устройств удорожает ПГ.

Особенности конструкции ПГ с Na заключается в наличие патрубков, соединяющих ПГ с этими системами, быстродействующей арматуры по питательной воде, пару и Na.

Одной из мер уменьшения вероятности аварии – уменьшение поверхности теплообмена. Это обеспечивается: