CS199053B1

CS199053B1 - Steam generator with double thermo-exchange tubes

Info

Publication number: CS199053B1
Application number: CSPV7004/78A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Matal; Josef Martoch; Vaclav Tomes
Original assignee: Oldrich Matal; Josef Martoch; Vaclav Tomes
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1978-10-27
Publication date: 1980-07-31

Description

Vynález řeší parní generátor s dvojitými teplosměnnými trubkami.The invention solves a steam generator with double heat exchange tubes.

Konstrukce parních generátorů, zejména parních generátorů pro elektrárny s rychlými reaktory, lez rozdělit podle provedení teplosměnnýoh trubek na typy s trubkami s jednoduchou stěnou a na typy s trubkami se zdvojenou stěnou, popřípadě s trubkami vícestěnnými. Trubky se zdvojenou stěnou nebo též trubky dvojité mohou být vytvořeny tak, že se dvě trubky na sebe bu3 navléknou nebo obě trubky vytváří mezi sebou meziprostor po celém obvodu nebo pouze v jeho části. Meziprostor se buS vyplňuje pevnou látkou nebo častěji tekutinou. V případě, že je meziprostor vyplněn kapalinou, pak u dosud známých provedení je meziprostor napojen na pomocné nádrže, které slouží hlavně jako nádrže expanzní, vyrovnávající zvětěení objemu kapaliny s teplotou. Kromě toho se dosud dvojité trubky s meziprostorem zaplněným kapalinou orientovaly převážně horizontálně nebo tvarovaly do ěroubovice. U těchto známých konstrukcí je nevýhodné, že ke každému parnímu generátoru je třeba dalších expanzních nádrží, a že dvojité trubky ee musí tvarovat, ohýbat s nemalými potížemi a bez možnosti plné kontroly kvality povrchu. Navíc parní generátory s horizontálními trubkami zaujímají zpravidla neúměrně velkou půdorysnou plochu. Je-li parní generátor řešen jako Článkový, pak je ke každému článku dosud třeba alespoň jedna expanzní nádrž, což zvyšuje pořizovací náklady a zhoršuje celou konstrukci parního generátoru.The design of steam generators, in particular steam generators for power plants with fast reactors, can be divided into single-wall and double-wall or multi-walled tubes, depending on the design of the heat exchange tubes. Double-walled or double-walled tubes may be formed by either slipping the tubes together or forming both spaces between each other along the entire circumference or only in part thereof. The space is either filled with a solid or more often with a liquid. In the case where the intermediate space is filled with liquid, in the known embodiments the intermediate space is connected to auxiliary tanks, which serve mainly as expansion tanks, compensating for the increase in the volume of the liquid with the temperature. In addition, the double tubes with liquid-filled interstices have been oriented mostly horizontally or shaped into a spiral. In these known designs, it is disadvantageous that additional expansion tanks are required for each steam generator, and that the double tubes ee must be shaped, bent with considerable difficulty and without the possibility of full surface quality control. In addition, horizontal tube steam generators generally have a disproportionately large footprint. If the steam generator is designed as a link generator, then at least one expansion tank is required for each cell, which increases the cost and worsens the entire design of the steam generator.

199 053199 053

Uvedené nevýhody odstraňuje parní generátor a dvojitými teplosměnnými trubkami podle vynálezu. Podstata vynálezu záleží v tom, že v horní části svisle orientovaného parního generátoru je vytvořen první indikační proator s volnou hladinou indikační kapaliny a v jeho spodní části je vytvořen druhý indikační proator zoela zaplněný indikační kapalinou, přičemž oba prostory jsou propojeny meziprostory dvojitých trubek.These disadvantages are overcome by the steam generator and the double heat exchange tubes of the invention. It is an object of the present invention to provide a first indicator proator with a free level of indicator liquid at the top of the vertically oriented steam generator and a second indicator proel zoel filled with the indicator liquid at its bottom, both spaces being interconnected by double tube interspaces.

Na první indikační prostor je napojeno alespoň jedno čidlo havarijní signalizace a plnící potrubí indikační kapaliny a ke druhému indikačnímu prostoru, opatřenému signalizací zaplněni je připojeno přívodní potrubí s alespoň jedním uzávěrem a čidlem zaplněníAt least one emergency signaling sensor and the filling liquid of the indicator liquid are connected to the first indication space and a supply line with at least one closure and the filling sensor is connected to the second indication space provided with the filling signal.

Po smontování parního generátoru osazeného s výhodou minimálně tvarovanými dvojitými teplosměnnýml trubkami se provede napuštění indikační kapaliny, s výhodou tekutého sodíku, plnící potrubím z plnícího zařízení a zároveň i do meziprostorů dvojitých trubek. Dojde-li za provozu parního generátoru s dvojitými teplosměnnýml trubkami a vyhřívaného tekutým sodíkem k poruše jedné ze stěn dvojité trubky, pak dojde bu3 k průniku sodíku do meziprostorů, což znamená čidlo havarijní signalizace nebo, poruší-li se druhá stěna, dojde k průniku vody nebo vodní páry do indikační kapaliny v meziprostorů. Je-li indikační kapalinou sodík, dojde k reakci sodíku v meziprostorů s pronikající vodou. Důsledky této reakce jsou zmírněny malými reagujícími objen^, na druhé straně však zcela stačí pro rychlou signalizaci poruchy čidlem havarijní signalizace. Jak ukázaly experimenty, je velmi výhodné z hlediska spolehlivé signalizace orientovat parní generátor vertikálně. Kromě toho vzhledem k volné hladině indikační kapaliny v prvním indikačním prostoru není třeba zvláštních nádrží pro zachycení tlakových a objemových změn.After the assembly of the steam generator fitted with preferably at least shaped double heat exchange tubes, the indicator liquid, preferably liquid sodium, is filled by the feed line from the filling device and at the same time into the interspaces of the double tubes. If one of the walls of the double pipe fails during operation of a dual heat exchanger steam heated double-tube steam generator, either sodium will penetrate into the interstices, which means an emergency sensor, or if the other wall breaks, water will penetrate or water vapor into the indicator liquid in the interspaces. If the indicator liquid is sodium, the sodium in the interstices reacts with the penetrating water. The consequences of this reaction are mitigated by small reactive objects, but on the other hand, it is quite sufficient for rapid failure signaling by the emergency signaling sensor. As the experiments have shown, it is very advantageous to orient the steam generator vertically for reliable signaling. In addition, due to the free level of indicator liquid in the first display space, no separate tanks are required to accommodate pressure and volume changes.

Výhodou parního generátoru řešeného podle vynálezu je, že odpadá jednak nutnost přídavných expanzních nádrží k parnímu generátoru a jednak lze parní generátor zaplňovat indikační kapalinou, např. sodíkem, až v elektrárně po montáži. Další výhodou je, že ve vertikálním parním generátoru s dvojitými teplosměnnýml trubkami lze při uspořádání podle vynálezu lépe zaznamenávat eventuální poruchy stěn dvojitých trubek.The advantage of the steam generator according to the invention is that on the one hand the need for additional expansion tanks to the steam generator is eliminated and on the other hand the steam generator can be filled with indicator liquid, eg sodium, only in the power plant after installation. A further advantage is that, in the vertical steam generator with double heat exchange tubes, possible disturbances of the walls of the double tubes can be better recorded in the arrangement according to the invention.

Příklad provedeni parního generátoru s dvojitými teplosměnnýml trubkami podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, představujícím řez parním generátorem vyhřívaným tekutým sodíkem s dvojitými teplosměnnýml trubkami.An exemplary embodiment of a dual heat exchanger steam generator according to the invention is shown in the accompanying drawing, which is a cross-sectional view of a liquid sodium heated dual heat exchanger steam generator.

Ve vertikálně orientovaném parním generátoru tvořeném obalovou trubkou 1 jaou uloženy dvojité teplosměnné trubky £ s meziprostory £ zaplněnými indikační kapalinou 8, např. sodíkem. V horní části parního generátoru je vytvořen první indikační prostor £ s volnou hladinou £ indikační kapaliny 8, na který je napojeno plnící potrubí £ dále spojené s plnícím zařízením 18 a alespoň jedno čidlo £ havarijní signalizace. V dolní části parního generátoru je vytvořen druhý indikační prostor £ zcela zaplněný indikační kapalinou 8, ke kterému je připojeno čidlo 12 zaplnění a přívodní potrubí JO s alespoň jedním uzávěrem 11. R?vní £ i druhý £ indikační prostor jsou propojeny meziprostory £ dvojitých teplosměnných trubek £.In the vertically oriented steam generator formed by the wrapping tube 1, double heat exchange tubes 8 are disposed with interspaces 6 filled with indicator liquid 8, eg sodium. In the upper part of the steam generator there is provided a first indicating space 8 with a free level 8 of the indicating liquid 8, to which a filling line 4 is connected further connected to the filling device 18 and at least one emergency signaling sensor 6. In the lower part of the steam generator there is formed a second indication space 8 completely filled with the indication liquid 8, to which the filling sensor 12 is connected and the supply line 10 with at least one closure 11. The interspaces 6 of the double heat exchange tubes are connected. £.

199 053199 053

Sodík ohřívající vodu a páru v parním generátoru vstupuje do něho nátrubkem 14. proudí mezitrubkovým prostorem 13 a opouští Jej nátrubkem 15. Voda vstupuje do parního generátoru nátrubkem 12 umístěným v dolní části obalové trubky 1 a vyrobená pára vystupuje nátrubkem 16. Pro takovýto parní generátor je výhodné volit jako indikační kapalinu £ tekutý sodík.The sodium heating water and steam in the steam generator enters through the sleeve 14. flows through the inter-tube space 13 and leaves it through the sleeve 15. The water enters the steam generator through the sleeve 12 located at the bottom of the packaging tube 1 and the steam produced exits through the sleeve 16. it is preferable to select liquid sodium as the indicator liquid.

Pro napuštění indikační tekutiny 8 ee využívá plnící potrubí 6, plnící zařízení 18, přívodní potrubí 10 a uzávěr H· Zaplnění se kontroluje čidlem 12 zaplnění a provede se tak, aby při všech provozních stavech parního generátoru byla v prvním indikačním prostoru £ volná hladina J indikační kapaliny 8.To fill the indicator fluid 8e, the filling line 6, the filling device 18, the supply line 10 and the shutter 11 are used. The filling is controlled by the filling sensor 12 and is carried out so that at all operating states of the steam generator liquids 8.

V případě porušení těsnosti stěny dvojité teplosměnné trubky j ze strany sodíku, který je v mezitrubkovém prostoru 1β. dojde zpravidla k vyrovnání tlaků v obou prostorech, což nznamená čidlo g havarijní signalizace. V případě porušení stěny dvojité teplosměnné trubky 1 ze strany vody či vodní péry, pronikne voda do meziprostoru 2 s indikační kapalinou 8, Je-li jí sodík, pak dojde k reakci, Jejíž projev není osudný pro parní generátor, ale je dostatečně intenzivní pro rychlou a spolehlivou signalizaci havárie čidlem g havarijní signalizace, zejména jsou-li dvojité teplosměnné trubky g orientovány převážně vertikálně. Výhodou volné hladiny 2 indikační kapaliny 8 v popisovaném případě je kromě zachycení změn objemu indikační kapaliny 8 s teplotou uvnitř parního generátoru ještě to, že prostor nad volnou hladinou 2 slouží k utlumení zejména tlakových projevů havarijní situace.In case of leakage of the wall of double heat exchange tube j by sodium, which is in the inter-tube space 1β. the pressure in both areas is usually equalized, which means the sensor g of the emergency signaling. If the wall of the double heat exchanger tube 1 is broken by the water or the water feather, the water will penetrate into the interspace 2 with the indicator liquid 8. If it is sodium, then a reaction occurs, the expression of which is not fatal for and reliable alarm signaling by the alarm signal g, especially when the double heat exchange tubes g are oriented predominantly vertically. The advantage of the free level 2 of the indicator liquid 8 in the present case is, in addition to detecting changes in the volume of the indicator liquid 8 with the temperature inside the steam generator, that the space above the free level 2 serves to attenuate the pressure events.

199 053199 053

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Steam generator and double heat exchange tubes, characterized in that a first indicator space (4) is provided in its upper part with a free level (7) of the indicator liquid (8) and a second indicator space (5) is formed in its lower part completely filled with indicator fluid (8), the two spaces being interconnected by interspaces (2) of the double pipes (3).

Steam generator according to claim 1, characterized in that for the first indication space (4)

At least one emergency signaling sensor (9) and a filling line (6) of the indicating fluid (8) are connected. <

Steam generator according to claim 1, characterized in that a supply line (10) with at least one closure (11) and a filling sensor (12) is connected to the second induction chamber (5).

1 drawing