CN107250663B - 具有水平热交换管束的蒸汽发生器及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有水平热交换管束的蒸汽发生器,所述蒸汽发生器包括焊接而成的圆筒形容器、容器内部构件、与形成所述蒸汽发生器的热交换表面的热交换管束连接的入口集管和出口集管,所述圆筒形容器由钢壳制成并配备有至少一个给水供给连接管和至少一个蒸汽去除连接管以及两个椭圆形的底部,其中所述蒸汽发生器容器的内径dvess基于要求专利权的关系式来选择。所述蒸汽发生器容器从底部向上至其内径的四分之三以下的高度充填有热交换管束,所述蒸汽发生器容器的顶部部分中的其余空间可用于蒸汽干燥。技术效果是制造了需要较少的金属的蒸汽发生器,并且使所产生的蒸汽在具有热交换表面的单个容器中被干燥。

Description

具有水平热交换管束的蒸汽发生器及其组装方法
技术领域
本发明涉及电力行业,更具体地涉及用于具有水-水能量反应堆(VVER)的核电站的卧式蒸汽发生器。
背景技术
卧式蒸汽发生器广泛用于不是针对核工业应用设计但具有许多与应用于核电站的蒸汽发生器的显著特征均一的显著特征的发电领域中。例如,2008年6月4日公布的欧洲专利申请EP1927809(IPC:F22B1/02)中记载的蒸汽发生器就是这样。该蒸汽发生器具有鼓状的压力容器。容器纵向轴线是水平的或大致水平的。容器容纳中空热交换管,这些热交换管被分组成多个区段并且大部分互相平行地布置,并且固定在支承框架中。1994年10月28日公布的日本专利申请JPH06300201(IPC:F22B1/16)和1998年5月29日公布的日本专利申请JPH10141603(IPC:F22B1/18)以及2014年1月8日公布的中国实用新型专利申请CN203384952(IPC:F22B1/16)中记载了类似的解决方案。特定结构使用竖向管板来封闭热交换管,这种管板的制造与高的单位结构特定金属量和复杂的工艺相关联以确保热交换管埋入管板内期间的接合部的密封性。具有管板的蒸汽发生器的运转可能引起泥浆蓄积在其表面上,这会激起腐蚀过程。所述蒸汽发生器的热输出和蒸汽产能值低于对用于核电站的蒸汽发生器的要求。
要求专利权的发明涉及用于核电站的总体上卧式的蒸汽发生器(“蒸汽发生器”),例如,如国际申请WO9320386(公布于1993年10月14日,IPC F22B1/02)和国际申请WO9320385(公布于1993年10月14日,IPC F22B1/02)中记载的蒸汽发生器,而不涉及立式蒸汽发生器。
所述的用于核电站的已知卧式蒸汽发生器的设计中不具有管板。相反,在卧式蒸汽发生器容器中包括两个竖向的圆筒形集管,即与水平热交换管束连接的主回路冷却剂的入口集管和出口集管。在所述集管的竖向圆筒形表面中安装有水平地布置的热交换管。主回路冷却剂的圆筒形集管的制造工艺需要比管板低的单位结构特定金属量。
要求专利权的发明的最接近类别为专利RU30928(公布于2003年7月10日,IPCF22B1/02)中公开的蒸汽发生器。该蒸汽发生器包括容器、入口集管和出口集管,所述入口集管和出口集管与水平直列式热交换管束连接,所述热交换管束配备有间隔装置并利用所述间隔装置之间的竖向管间通道分隔成多组。水平热交换管分别以(1.44÷1.55)·d和(1.35÷1.40)·d的水平和竖向相对间距安装,其中d是热交换管的直径。该技术方案允许选择管束中的热交换管的最佳布置间距,但无法维持蒸汽发生器总尺寸,这对于提高蒸汽发生器容积内的主、副回路冷却剂之间的热交换效率而言是必要的和充分的。
同时,一方面,增大的蒸汽发生器容器长度或直径允许增加热交换表面积,然而,它带来许多缺点:
-蒸汽发生器难以运输,
-在将蒸汽发生器安装在支承件上时可能存在困难,
-热交换管的增大的长度增加了它们的制造复杂性,
-容器及其内部的增加的特定金属量,
-蒸汽发生器在反应堆设备建筑的箱体内可能不贴合,从而引起发电设备结构和蒸汽发生器组装期间的困难。
用于核电站的卧式蒸汽发生器的已有模型已经具有超过蒸汽发生器的铁路运输可以接受的极限值的容器直径。容器直径的进一步增大将使蒸汽发生器不可以进行铁路运输,这被认为是不合理的,因为水上运输方式并不常见。
所提出的卧式蒸汽发生器的组装方法的最接近类别是作者为N.G.Rassokhin的书《核电站的蒸汽发生器单元(Steam Generator Units of Nuclear Power Plants)》(Moscow,Energatomizdat,1987,pp.65-68)中记载的方法。所述方法需要制造焊接而成的锻造壳的圆筒形钢容器、两个压制而成的椭圆形底部、主回路冷却剂的入口集管和出口集管、给水和化学试剂集管、其它容器内部构件以及U形的热交换管束的蒸汽发生器。在蒸汽发生器组装期间,首先,将壳水平对齐并彼此焊接,然后将竖向集管安装在容器中并通过焊接固定,然后安装用于管束的支承件,形成热交换管束,安装其它容器内部构件,并且最终将椭圆形底部焊接到容器上。由于蒸汽发生器容器的大尺寸和重量,锻钢壳的水平组装和焊接相当耗费人力并且不适合加工。
发明内容
本发明的目的在于在不显著增大总尺寸的情况下形成具有增大的蒸汽发生产能的、符合可靠性和制造容易性要求的蒸汽发生器。
技术效果是,减少了蒸汽发生器容器的单位结构特定金属量,同时在具有热交换表面的同一容器中干燥所产生的蒸汽。
出于述及的目的,我们要求一种具有水平热交换管束的蒸汽发生器的专利权,所述蒸汽发生器包括焊接而成的圆筒形容器、容器内部构件、与形成蒸汽发生器的热交换表面的热交换管束连接的入口集管和出口集管,所述圆筒形容器由钢壳制成,并且配备有至少一个给水供给连接管和至少一个蒸汽去除连接管以及两个椭圆形的底部,其中所述蒸汽发生器容器的内径dvess基于下式来选择:
其中:dvess是蒸汽发生器容器的内径,mm,
D是蒸汽发生器的额定产能,t/h,
Ntb是位于容器中的管束的热交换管的数目,个,
Sv、Sh分别是热交换管束的竖向排和水平排中的热交换管之间的间距,mm,
k是管束中的热交换管的布置标识(对于直列式布置k=1,而对于交错式布置k=2),
H是蒸汽发生器容器管填充高度。
蒸汽发生器容器从底部向上至其内径的四分之三以下的高度充填有热交换管束,蒸汽发生器容器的顶部部分中的其余空间被留出用于蒸汽干燥。Н≤3/4dvess。
蒸汽发生器热交换管束中的管被宽度为100至250mm的竖向管间通道分组成多组,所述管间通道用于改善循环和布置用于管的紧固和间隔的支承元件。
蒸汽发生器热交换管束以相邻管之间的均一竖向间隙不超过管束中的管的竖向间距的方式从底部向上连续地充填有热交换管。
所述蒸汽发生器至少包括以下内部构件:位于热交换管束上方的给水供给和分配装置、位于蒸汽空间中的紧急给水供给和分配装置、用于在蒸汽发生器冲洗期间供给化学试剂的装置、具有可变穿孔的沉浸式穿孔板和顶部穿孔板。
要求专利权的发明的第二目的是一种用于具有水平热交换管束的蒸汽发生器容器的组装方法,该方法包括:制造具有内径dvess的钢壳;组装和焊接壳以便形成圆筒形容器;至少为容器配备给水供给连接管和蒸汽去除连接管、入口集管和出口集管;将容器与热交换管束连接;布置容器内部构件;将两个椭圆形的底部安装在圆筒形容器的端部上;然后将它们焊接到容器上。通过将壳对齐来执行容器组装,例如,首先将两个较厚的壳对齐而形成容器的中央部分并焊接在一起。然后,在容器中央部分位于两侧的状态下将两个较薄的壳对齐并焊接。基于以下比率来选择容器的内径dvess:
其中:dvess是蒸汽发生器容器的内径,mm,
D是蒸汽发生器的额定产能,t/h,
Ntb是位于容器中的管束的热交换管的数目,个,
Sv、Sh分别是热交换管束的竖向排和水平排中的热交换管之间的间距,mm,
k是管束中的热交换管的布置标识(对于直列式布置k=1,而对于交错式布置k=2),
H是蒸汽发生器容器管填充高度。
蒸汽发生器容器从底部向上至其内径的四分之三以下的高度充填有热交换管束,蒸汽发生器容器的顶部部分中的其余空间被留出用于蒸汽干燥。
在优选选择中,蒸汽发生器的圆筒形容器由通过焊缝结合的三个锻造壳组装而成。
作为替代选择,蒸汽发生器的圆筒形容器可以由通过焊缝结合的四个锻造壳组装而成。
蒸汽发生器容器的椭圆形底部是压制而成的。
用于蒸汽发生器容器的材料是高强度珠光体级钢,包括钢10GN2MFA。
优选而言,蒸汽发生器容器的最大内径为4200mm,以便有利于铁路运输问题。
热交换管通过分段弯曲而形成为U形的盘管并且布置成束。管以朝向主回路冷却剂集管的液力坡度安装在热交换管束中以便提供热交换管的彻底排空。
在焊接壳之后,对蒸汽发生器圆筒形容器上的焊缝进行机械和热处理并覆以保护性涂层。
附图说明
参考图1-3更详细地描述与具有水平热交换管的蒸汽发生器及其组装方法有关的本发明的实施例。
图1示出蒸汽发生器容器的总图。
图2示出从椭圆形的底部看去的蒸汽发生器的剖视图。
图3示出具有间隔元件的热交换管。
具体实施方式
用于VVER核电站的蒸汽发生器是具有沉浸式热交换表面的卧式单容器热交换单元,其包括以下如附图所示的构件:容器1、热交换管束2(也称为管束、热交换束)、主回路冷却剂的入口集管和出口集管3、给水供给和分配装置4、紧急给水供给和分配装置5、顶部穿孔板6、沉浸式穿孔板7、化学试剂供给装置8。
容器1决定蒸汽发生器的主尺寸,其容纳主回路的入口集管和出口集管3、热交换管束2形式的热交换表面以及容器内部构件。
容器1是具有焊接在其两端上的椭圆形的底部10的卧式长形焊接式圆筒形集装箱,所述椭圆形的底部10具有用于到达设置在所述底部上的副回路容积的检修孔11。
容器1还包含主回路冷却剂供给和去除连接管12、蒸汽去除连接管13、给水供给连接管14和其它连接管以及检修孔。
主回路冷却剂的集管3是不同直径和厚度的厚壁式圆筒。它们由高强度珠光体级钢制成,并且它们的内表面具有保护性防腐蚀积层。集管3的圆筒形中央部分具有用于紧固热交换管15的端部的穿孔。集管3的上部具有用于经副回路的检修孔9到达内部的缝隙。
蒸汽发生器的热交换表面由热交换管15形成,所述热交换管由08Cr18Ni10Ti级奥氏体不锈钢制成。热交换管形成为布置成管束2的U形盘管并以朝向集管3的坡度安装以便提供热交换管15的彻底排空的可能性。热交换管15通过端部与集管3的内表面的对焊而固定在集管3中。利用集管3的外表面附近的机械卷曲对集管3的壁厚进行热交换管15的液压胀接,直至集管3与热交换管15之间的间隙(缝隙)闭合。热交换管15利用诸如波形带和扁平板的间隔元件16互相以特定间隔(在管束2中间隔开)安装(图3)。该固定结构允许热交换管15在热膨胀期间移动。
位于容器1中的内部装置包括以下构件:
-位于热交换管束2上方的给水供给和分配装置4。所述装置4由管道和分配管组成,所述管道和分配管沿其全长具有用于去除给水的孔口。用于其制造的主要材料是不锈钢,
-位于蒸汽空间中并且包括由集管和分配管的紧急给水供给和分配装置5,所述分配管沿其全长具有用于去除给水的孔口,用于其制造的材料是不锈钢,
-用于蒸汽发生器冲洗期间的化学试剂供给的装置8,该装置位于蒸汽空间中并且包括集管,所述集管具有沿其全长、用于化学试剂去除的孔口。用于其制造的材料是不锈钢,
-顶部穿孔板6,该顶部穿孔板位于蒸汽发生器的上部中并且被设计成降低从蒸汽发生器进行蒸汽去除期间的集管效应。用于其制造的材料是不锈钢。
-具有交替穿孔的沉浸式穿孔板7,该沉浸式穿孔板位于热交换管束2的上方并且被设计成调整蒸发面蒸汽负荷。用于其制造的主要材料是不锈钢。
该蒸汽发生器结构的操作原理如下。在反应堆中加热的冷却剂被供给到主回路冷却剂的入口集管或分配集管(集管3中的一个集管)。冷却剂从分配集管被给送至热交换管15,运动经过所述热交换管,从而经热交换壁面向锅炉水传热,并且汇集在主回路冷却剂的出口集管或收集集管(另一集管3)中。冷却剂通过循环泵从收集集管返回反应堆。蒸汽发生器容器1以在操作期间应维持的一定液位充填有锅炉水。给水通过给水供给和分配装置4供给至蒸汽发生器。从其中流出的给水与锅炉水混合并被加热至饱和温度。从冷却剂传递的热消耗在蒸汽发生器的管间空间中的锅炉水蒸发和蒸汽发生上。所产生的蒸汽上行至蒸汽发生器的分离部,该分离部包括自由容积、分离装置或其组合。在经过蒸汽发生器的分离部之后,蒸汽具有设计额定的湿度。然后经蒸汽去除装置从蒸汽发生器去除蒸汽,所述蒸汽去除装置包括蒸汽去除连接管13和安装在所述蒸汽去除连接管前方的顶部穿孔板6。通过蒸汽发生器产生的蒸汽用于发电的蒸汽-动力处理循环中。
在一般情况下,紧急给水供给和分配装置5、化学试剂供给装置8、顶部穿孔板6、沉浸式穿孔板7是蒸汽发生器的可选(非关键)构件。需要它们以提高蒸汽发生器的运转可靠性、耐久性等,并且它们可以被包括或不包括在不同的卧式蒸汽发生器结构中。紧急给水供给和分配装置5用于在主给水管路损坏的情况下和在反应堆设备在设计基准事故的情况下经副回路冷却期间向蒸汽发生器供水。化学试剂供给装置8用于在蒸汽发生器的定期冲洗期间去除蓄积的沉积物和腐蚀产物。该装置用于向蒸汽发生器供给化学试剂。使用沉浸式穿孔板7来调整蒸汽发生器蒸气空间中的蒸汽负荷。这是提供蒸汽发生的分离参数所必需的,并且其仅与高功率蒸汽发生器相关。顶部穿孔板6用于通过在蒸汽路径上形成阻力来在蒸汽发生器蒸汽空间中形成蒸汽速率的均匀曲线,这是提供蒸汽发生器中的可靠蒸汽分离所必需的。
用于核电站的卧式蒸汽发生器以如下方式组装:首先,例如由四个锻钢壳制造圆筒形容器1。在水平或竖向位置组装蒸汽发生器容器。例如,通过利用所有四个壳的后续对齐从底部向上将钢壳上下堆叠来进行竖向组装。竖向组装方法在最大限度地降低成本的同时提高了组装精度。在组装期间,通过以足够用于壳的刚性连接的数量焊接工艺接片来将对齐的壳与结合区域连接。在这种情况下,为了有利于高空焊接操作,搭建用于焊接工人的辅助内部和外部环形平台。然后,利用起重机将组装好的容器返回水平位置,检查焊缝沟槽,然后,进行环形缝的下一次自动焊接操作。此后,对焊缝进行热处理并在蒸汽发生器容器的内表面上堆积保护性涂层。此后可另外涂覆热扩散涂层。
为了进行蒸汽发生器组装的下一阶段,制造一件式或双构件压制而成的椭圆形底部11、给水供给和分配装置4、蒸汽去除连接管13、入口集管和出口集管3、数量为Ntb的具有外径dtb的热交换管15。然后,将上述装置安装并固定在容器1中,特别是将集管3、用于热交换管束2的支承件和其它指定容器内部构件焊接到容器1上。将椭圆形的底部11安装并焊接到容器1上。利用蒸汽发生器容器的内表面上的积层覆盖将蒸汽发生器容器和底部结合的焊缝。
以下装置也可以被制造并安装在容器1中:紧急给水供给和分配装置5、化学试剂供给装置8、顶部穿孔板6和沉浸式穿孔板7。这些元件对于蒸汽发生器而言是可选的,然而,如上所述,它们被设计成改进蒸汽发生器运转。
蒸汽发生器容器1从底部向上至容器内径的四分之三以下的高度充填有热交换管束2,蒸汽发生器容器的顶部部分中的其余空间被留出用于蒸汽干燥。热交换管束如图2所示被分组成多组,这些组通过宽度为100至250mm的竖向管间通道分隔开。
特别地,理想而言,蒸汽发生器容器从底部向上至其内径的四分之三以下但不低于蒸汽发生器容器的水平轴线上方的150至400mm的高度充填有热交换管束。
热交换管束2形成为使得其从底部向上连续地充填有热交换管15。间隔元件16确保热交换管束2中的间隙不超过管束2中的热交换管15的竖向间距。
示例1。
制造设定的蒸汽发生产能为1470t/h的蒸汽发生器,其热交换管具有内径dtb=16mm和壁厚δ=1.5mm。热交换管束包含10,980个交错式热交换管,k=2。热交换管束竖向排中的热交换管之间的间距为Sv=38mm。热交换管管束水平排中的热交换管之间的间距为Sh=23mm,热交换管束充填高度H为2300mm。
根据该示例,蒸汽发生器容器由四个锻造壳制造为焊接的圆筒形容器,所述锻造壳具有与容器的各端连接的两个压制而成的椭圆形底部。基于以下比率来选择蒸汽发生器容器的内径dvess
dvess max=1.827·Н=4,202mm。
如果蒸汽发生器的设计中包含可移除的隔板,则原则上可以制造具有设定的蒸汽发生产能的、直径小于2700mm的蒸汽发生器。然后可以减小蒸汽发生器容器的尺寸并且使其容积完全填充以热交换表面。直径为2700mm的容器可以容纳多达13,102个直径为16mm的管,对于交错式布置而言热交换管之间的间距Sv=38mm,Sh=23mm。然而,考虑到用于热交换管束的紧固和间隔元件将被放置在蒸汽发生器中,并且冷却剂集管的全部表面不可以用于装管,所以实际上不可能制造具有设定的蒸汽发生产能(具有设定的蒸汽交换表面参数)和小于2700mm的容器直径的金属蒸汽发生器。这种蒸汽发生器的容器不具有用于蒸汽干燥的空间。
因此,在蒸汽发生器容器直径小于满足以下标准的值的情况下无法实现所述技术效果:
另一方面,制造具有超过4202mm的内径的蒸汽发生器容器是不可行的,因为它将增加单位结构的特定金属量,导致运输困难,增加反应堆建筑中的蒸汽发生器箱体和基建成本,但不会对反应堆设备蒸汽干燥参数有任何改善。
蒸汽发生器的蒸汽干燥参数进而取决于该值和蒸发面上方的蒸汽空间的构型。根据要求专利权的发明,由锅炉水覆盖、即沉浸在蒸发面之下的热交换管束应当被分组成具有蒸汽发生器容器的内径的四分之三以下的高度(H≤3/4dvess)的多组,蒸汽发生器容器的顶部部分中的其余空间被留出用于蒸汽干燥。在这些条件下,实现了合适的蒸汽干燥参数。
然而,如果热交换管束的高度超过3/4dvess,例如,H=4/5dvess,则蒸发面宽度也将接近4/5dvess,并且分离区段高度将为1/5dvess。因此,蒸汽发生器分离区段将呈具有较大收敛角度的扩散器(confuser)形状,并且蒸汽发生器中的蒸汽分离将变得不可能。
示例2。
制造高功率蒸汽发生器。将SG蒸汽发生产能设定在40000t/h级。为了形成热交换表面,使用外径为12mm的热交换管。各管以2mm的最小间隙布置。管束中的热交换管之间的间距为Sv=Sh=14mm。管布置为交错式的(k=1)。
通过在足以针对设定布置以设定间距容纳设定数目的热交换管的最小值的范围内选择蒸汽发生器容器直径来减少单位结构的特定金属量,只要蒸汽能在位于热交换管束上方的蒸汽空间中被干燥即可。
要求专利权的发明允许我们利用以下经验式选择用于蒸汽发生器容器内径的最小值:
此外,取决于蒸汽发生器的额定输出,根据要求专利权的发明,基于蒸汽发生器容器直径的对应范围,可以选择不同数量的热交换管。
为了改善热交换状况,管束中的管之间的间距可以增大至18mm(Sv=Sh=18mm)。从以上用于热交换管间距的两种选择的关系式获得的数据在表1中被示出。
表1中指出的用于最小SG容器直径的值的比较表明,为了以更大间距(其中Sv=Sh=18mm)将热交换管放置在管束中,需要更多空间,这可以通过容器直径的进一步增大来实现,容器直径的进一步增大导致用于制造的金属的成本上升。
在要求专利权的发明中指出的容器直径与管束中的热交换管的数目之间的经验式允许确定针对设定的布置和间距放置设定数目的管所需的最小容器直径,只要蒸汽能在位于热交换管束上方的蒸汽空间中干燥即可。在这种情况下,热交换管束在容器内部的管组中被成排摆放。热交换管组具有蒸汽发生器容器直径的四分之三以下的高度并且完全由锅炉水覆盖。蒸汽发生器容器中的其余空间用于蒸汽干燥。
蒸汽发生器的蒸汽空间中的蒸汽干燥由于可移除的蒸汽干燥容器的缺少而有助于减少其特定金属量。
表1

Claims (13)

1.一种具有水平热交换管束的蒸汽发生器,所述蒸汽发生器包括焊接而成的圆筒形容器、容器内部构件、与形成所述蒸汽发生器的热交换表面的热交换管束连接的入口集管和出口集管,所述圆筒形容器由钢壳制成,并且配备有至少一个给水供给连接管和至少一个蒸汽去除连接管以及两个椭圆形的底部,其特征在于,蒸汽发生器的圆筒形容器的内径dvess基于下式来选择:
其中:dvess是蒸汽发生器的圆筒形容器的内径,mm,
D是所述蒸汽发生器的额定产能,t/h,
Ntb是位于所述圆筒形容器中的热交换管束中的热交换管的数目,个,
Sv、Sh分别是热交换管束的竖向排和水平排中的热交换管之间的间距,mm,
k是热交换管束中的热交换管的布置标识,其中,对于直列式布置k=1,而对于交错式布置k=2,
H是蒸汽发生器的圆筒形容器管填充高度,
所述蒸汽发生器的圆筒形容器从底部向上至其内径的四分之三以下的高度充填有热交换管束的管,所述蒸汽发生器的圆筒形容器的顶部部分中的其余空间被留出用于蒸汽干燥。
2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,其中,所述热交换管束的管被分组成通过具有150至200mm的宽度的竖向管间通道分隔开的多组。
3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,其中,所述热交换管束以相邻管之间的竖向间隙不超过热交换管束中的管的竖向间距的方式从底部向上均匀地充填有热交换管。
4.根据权利要求1所述的蒸汽发生器,其中,所述蒸汽发生器至少包括以下内部构件:位于所述热交换管束上方的给水供给和分配装置;位于蒸汽空间中的紧急给水供给和分配装置;用于在所述蒸汽发生器冲洗期间供给化学试剂的装置;具有可变穿孔的沉浸式穿孔板;和顶部穿孔板。
5.一种用于具有水平热交换管束的蒸汽发生器的组装方法,该方法包括:制造具有内径dvess的钢壳;组装和焊接所述钢壳以便形成圆筒形容器;至少为所述圆筒形容器配备给水供给连接管和蒸汽去除连接管、入口集管和出口集管,将所述入口集管和出口集管与热交换管束连接;布置容器内部构件;将两个椭圆形的底部安装在所述圆筒形容器的端部上;然后将所述两个椭圆形的底部焊接到所述圆筒形容器上,其特征在于,所述圆筒形容器的内径dvess是基于以下比率选择的:
其中:dvess是所述蒸汽发生器的圆筒形容器的内径,mm,
D是所述蒸汽发生器的额定产能,t/h,
Ntb是位于所述圆筒形容器中的热交换管束中的热交换管的数目,个,
Sv、Sh分别是热交换管束的竖向排和水平排中的热交换管之间的间距,mm,
k是热交换管束中的热交换管的布置标识,其中,对于直列式布置k=1,而对于交错式布置k=2,
H是蒸汽发生器的圆筒形容器管填充高度,
所述蒸汽发生器的圆筒形容器从底部向上至其内径的四分之三以下的高度充填有热交换管束的管,所述蒸汽发生器的圆筒形容器的顶部部分中的其余空间被留出用于蒸汽干燥。
6.根据权利要求5所述的组装方法,其中,通过钢壳从底部向上的后续对齐和利用焊接工艺接片将所述钢壳紧固在接合部中来竖向地组装所述圆筒形容器。
7.根据权利要求6所述的组装方法,其中,由水平地通过焊缝连接的三个经锻造的钢壳竖向地组装所述圆筒形容器。
8.根据权利要求5所述的组装方法,其中,由通过焊缝连接的三个经锻造的钢壳水平地组装所述圆筒形容器。
9.根据权利要求5所述的组装方法,其中,一体地制造所述圆筒形容器的椭圆形底部。
10.根据权利要求5所述的组装方法,其中,所述圆筒形容器由包括钢10GN2MFA的高强度珠光体级钢制成。
11.根据权利要求5所述的组装方法,其中,所述蒸汽发生器的圆筒形容器的内径不超过4202mm。
12.根据权利要求5所述的组装方法,其中,所述热交换管形成为U形的盘管并且布置在热交换管束中,在所述热交换管束中所述热交换管以朝向所述入口集管和出口集管的液力坡度安装以便提供热交换管的彻底排空。
13.根据权利要求5所述的组装方法,其中,在将所述蒸汽发生器的圆筒形容器焊接到所述椭圆形的底部上之后,通过所述蒸汽发生器的圆筒形容器的内表面上的积层将焊缝覆盖以保护性涂层。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180906U1 (ru) * 2017-09-18 2018-06-29 Сергей Леонидович Лякишев Корпус горизонтального парогенератора
CA3068559C (en) * 2017-12-29 2023-10-03 Joint Stock Company"Atomenergoproekt" Steam-generating unit of dual circuit reactor with purge and drain system
RU2745915C1 (ru) * 2020-03-25 2021-04-02 Акционерное общество "Инжиниринговая компания "АЭМ-технологии" (АО "АЭМ-технологии") Способ местной термической обработки сварных соединений
CN113617041B (zh) * 2021-07-21 2022-11-29 邳州市鑫盛创业投资有限公司 一种酒精加工用再沸器
CN115790242B (zh) * 2023-01-29 2023-05-09 江苏银环精密钢管有限公司 一种卡齿及高温气冷堆蒸汽发生器换热单元组件组装方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2052710C1 (ru) * 1992-05-19 1996-01-20 Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" Барабан парогенератора
RU2068149C1 (ru) * 1993-08-13 1996-10-20 Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" Парогенератор
RU2184997C2 (ru) * 2000-07-27 2002-07-10 Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" Установка для дезактивации теплообменной поверхности парогенератора
RU30928U1 (ru) * 2003-01-21 2003-07-10 Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар" Парогенератор
RU88773U1 (ru) * 2009-06-25 2009-11-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС") Парогенератор
CN102822902A (zh) * 2010-09-27 2012-12-12 巴布科克和威尔科克斯核能股份有限公司 带有一体的蒸汽发生器的紧凑型核反应堆

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2500676A1 (fr) * 1981-02-24 1982-08-27 Commissariat Energie Atomique Dispositif de refroidissement de secours d'un reacteur nucleaire refroidi a l'eau
SU1267847A1 (ru) * 1984-11-13 1996-01-10 Г.А. Таранков Узел парогенератора
JP2999053B2 (ja) * 1992-02-27 2000-01-17 三菱重工業株式会社 加圧水型原子炉プラント
JPH11294706A (ja) * 1998-04-08 1999-10-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd シェル・チューブ熱交換器型横置蒸気発生器
RU2219433C2 (ru) * 2001-09-06 2003-12-20 Государственное унитарное предприятие Опытное конструкторское бюро машиностроения им. Африкантова И.И. Парогенератор
US6626235B1 (en) * 2001-09-28 2003-09-30 Ignas S. Christie Multi-tube heat exchanger with annular spaces
ES2467667T3 (es) * 2009-06-24 2014-06-12 Balcke-Dürr GmbH Intercambiador de calor para la generación de vapor para una central térmica solar
RU100590U1 (ru) * 2010-08-02 2010-12-20 Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "Гидропресс" Парогенератор
UA78828U (en) * 2012-02-06 2013-04-10 Иван Александрович Лавреха Steam generator
US9175845B2 (en) * 2012-07-10 2015-11-03 Westinghouse Electric Company Llc Axial flow steam generator feedwater dispersion apparatus
RU2583324C1 (ru) * 2014-12-12 2016-05-10 Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" (ОАО ОКБ "ГИДРОПРЕСС") Горизонтальный парогенератор для реакторной установки с водо-водяным энергетическим реактором и реакторная установка с указанным парогенератором
DK3262363T4 (da) * 2015-02-27 2023-05-15 Technip France Spildvarmekedelsystem og fremgangsmåde til afkøling af en procesgas

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2052710C1 (ru) * 1992-05-19 1996-01-20 Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" Барабан парогенератора
RU2068149C1 (ru) * 1993-08-13 1996-10-20 Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" Парогенератор
RU2184997C2 (ru) * 2000-07-27 2002-07-10 Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс" Установка для дезактивации теплообменной поверхности парогенератора
RU30928U1 (ru) * 2003-01-21 2003-07-10 Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар" Парогенератор
RU88773U1 (ru) * 2009-06-25 2009-11-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС") Парогенератор
CN102822902A (zh) * 2010-09-27 2012-12-12 巴布科克和威尔科克斯核能股份有限公司 带有一体的蒸汽发生器的紧凑型核反应堆

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