3.1.4. Прямоточные парогенераторы.
Прямоточные парогенераторы с прямыми трубками теплопередающей поверхности. На АЭС «Окони-1» и «Дэвис-Бессе» с водой под давлением установлены прямоточные парогенераторы, производящие слабо перегретый пар. Характеристики этих парогенераторов представлены в табл. 7, конструктивная схема — на рис. 8.
Таблица 7
Характеристики парогенераторов |
АЭС |
|
«Окони-1» |
«Девис-Бессе» |
|
Тепловая мощность, МВт |
665 |
1316 |
Число парогенераторов на реактор |
3 |
2 |
Давление теплоносителя, МПа |
16,1 |
15,2 |
Температура теплоносителя, °С: |
|
|
на входе |
337 |
320 |
на выходе |
304 |
291 |
Расход теплоносителя, кг/с |
|
8250 |
Паропроизводительность, кг/с |
348 |
718 |
Давление пара, МПа |
6,48 |
6,2 |
Температура пара. °С |
314 |
299 |
Давление питательной воды, МПа |
7,2 |
— |
Температура питательной воды, °С |
— |
237 |
Диаметр и толщина стенки корпуса, м |
— |
4,34X0,226 |
Высота, м |
— |
22 |
Наружный диаметр трубопроводов, мм: |
|
|
«горячего» теплоносителя |
— |
914 |
«холодного» теплоносителя |
— |
710 |
Качество питательной воды парогенератора: |
|
|
общее солесодержание, мкг/кг |
50 |
— |
содержание кремния, мкг/кг |
20 |
— |
содержание железа, мкг/кг |
10 |
|
содержание меди, мкг/кг |
2 |
— |
соли жесткости, мкг/кг |
0 |
— |
рH |
9,3—9,5 |
— |
Теплопередающая поверхность набрана из прямых труб, материал их — инконель. Для корпуса выбрана углеродистая сталь. Питательная вода через разбрызгивающее устройство и подается в кольцевой зазор между корпусом парогенератора и кожухом, отделяющим теплопередающую поверхность or корпуса.
Рис. 9 Прямоточный парогенератор с теплоносителем — вода под давлением для выработки перегретого пара поверхность нагрева змеевикового типа (проект, СССР): 1 — корпус парогенератора; 2 — верхняя часть трубного пучка; 3 — собирающая камера верхнего пучка и раздающая камера нижнего пучка труб; 4 — нижняя часть трубного пучка; 5 — собирающая камера нижнего трубного пучка: 6 —раздающая камера верхнего трубного пучка
Таблица 8
Характеристика парогенератора |
Прямоточный пароге нератор АЭС с ВВЭР (СССР, проект) |
Электрическая мощность, МВт |
500 |
Тепловая мощность, МВт |
1570 |
Паропроизводительность, кг/с |
793 |
Давление пара, МПа |
6,28 |
Температура пара, °С |
315 |
Температура питательной воды. °С |
220 |
Расход теплоносителя, кг/с |
6750 |
Давление теплоносителя, МПа |
15,7 |
Температура теплоносителя, °С: |
|
на входе |
326 |
на выходе |
285 |
Скорость теплоносителя в трубах, м/с |
4,23 |
Диаметр и толщина стенки труб, мм |
12x1,2 |
Суммарная теплопередающая поверхность, м2 |
15 850 |
Число труб, шт.: |
|
в нижнем спиральном пучке |
13850 |
в верхнем спиральном пучке |
17100 |
Число слоев навивки |
51 |
Шаг между слоями, мм |
14,5 |
Количество трубок в первом слое: |
|
нижнего пучка |
212 |
верхнего пучка |
260 |
Количество трубок в последнем слое: |
|
нижнего пучка |
356 |
верхнего пучка |
436 |
Внутренний диаметр и толщина стенки коллектора, мм |
1650x195 |
Внутренний диаметр трубопроводов, мм: |
|
подвода и отвода теплоносителя |
800 |
подвода питательной воды |
400 |
отвода перегретого пара |
800 |
Внутренний диаметр корпуса, мм |
3600 |
Высота парогенератора, м |
26,5 |
Масса парогенератора, т |
460 |
За счет конденсации части пара, поступающего в кольцевую щель через окна в кожухе, питательная вода нагревается до температуры кипения. Это позволяет поддерживать температуру корпуса равной температуре насыщения, что сводит к минимуму различие температур стенки трубы и корпуса и, следовательно, уменьшает до минимального значения разность температурных удлинений труб и корпуса.
Прямоточный парогенератор с витыми змеевиками (проект, СССР). На рис. 9 представлена схема, а в табл. 8 даны основные характеристики вертикального прямоточного парогенератора с перегревом пара. Теплопередающая поверхность парогенератора выполнена из витых змеевиков и разделена на два теплообменных пучка. В нижнем пучке питательная вода подогревается до температуры кипения и частично испаряется. В верхнем пучке влажный пар полностью испаряется и перегревается. Материал трубок нижнего пучка—сталь 0Х18Н10; верхнего—.сталь ОХ20Н46Б.
Трубки теплопередающей поверхности подсоединены к вертикально расположенному коллектору. Внутри коллектора установлены перегородки с отверстиями, которые делят поток теплоносителя на две части: одна направляется в трубки нижнего трубного пучка, другая — в трубки верхнего пучка. Питательная вода подается в парогенератор через патрубки, присоединенные к нижнему днищу корпуса. Перегретый пар выходит из патрубков в верхнем днище парогенератора.
Прямоточный прямотрубный ПГ:
1— входная камера теплоносителя; 2 — трубная доска; 3 — трубы поверхности теплообмена; 4 — патрубок выхода пара; 5 — коллектор питательной воды; 6 — корпус ПГ; 7 — кожух трубного пучка; 8 — трубная доска; 9 — выходная камера теплоносителя.
3.1.5. Секционный парогенератор для АЭС с ВВЭР (проект, ЧССР)
Чехословацкими специалистами разработан проект многосекционного парогенератора для АЭС с ВВЭР. Подобного типа парогенераторы могут найти применение как аппараты большой единичной мощности. Схема парогенератора имеется в [1]. U-образные секции парогенератора выполнены по типу «пучок труб в трубе» и соединены с одним сепарационным барабаном. Теплоноситель Движется внутри труб пучка, рабочее тело (вода и пароводяная смесь) — в межтрубном пространстве секции, продольно омывая пучок труб. Подъемными и опускными трубами секции соединяются с сепарационным барабаном. Движение рабочего тела — за счет напора естественной циркуляции.
Таблица 9
Характеристики парогенератора |
Значение |
Тепловая мощность, МВт |
186 |
Давление теплоносителя, МПа |
10,3 |
Температура теплоносителя, °С; на входе на выходе |
282 252 |
Расход теплоносителя, кг/с |
1230 |
Паропроизводителность. кг/с |
92,8 |
Давление пара. МПа |
3,24 |
Температура пара. °С |
238 |
Температура питательной воды, С |
192 |
Скорость теплоносителя, м/с: на экономайзерном участке на испарительном участке |
3,19 3,28 |
Коэффициент теплоотдачи от теплоносители к стенке, кВт/(м2хК) на экономайзерном участке на испарительном участке |
24,8 25,1 |
Коэффициент теплоотдачи от стенки к рабочему телу, кВт/( м2хК) на экономайзерном участке на испарительном участке |
8 23,2 |
Коэффициент теплопередачи кВт/( м2хК): на экономайзерном участке на испарительном участке |
3,32 4,65 |
Удельный тепловой поток на испарительном участке, кВт/м |
124 |
Кратность, естественной циркуляции |
7 |
Скорость циркуляции, м/с |
0,83 |
Число секций |
64 |
Число трубок в секции |
55 |
Диаметр и толщина стенки трубки, мм |
16х1.4 |
Диаметр толщина стенки трубы -корпуса секции, мм |
194х6 |
Толщина трубной доски секции, мм |
45 |
Внутренний диаметр трубопроводов теплоносителя, мм |
500 |
Скорость теплоносителя в трубопроводах, м/с |
8,33 |
Диаметр и толщина стенки опускных труб контура естественной циркуляции, мм |
102x3,5 |
Скорость воды в опускных трубах, м/с |
1,75 |
Гидравлическое сопротивление по контуру теплоносителя, МПа |
0,116 |
Размеры сепарационного барабана, м: наружный диаметр длина |
1,8 11 |
Вес парогенератора, т |
106 |
Материал трубок теплопередающей поверхности — сталь 1X18Н10Т. Наружные трубы секции и сепарационный барабан изготовляются из углеродистой стали. Основные характеристики парогенератора даны в табл. 9.