CS204752B1 - Wapour generator particularly for the nuclear power plants with the fluid metal heat bearer - Google Patents
Wapour generator particularly for the nuclear power plants with the fluid metal heat bearer Download PDFInfo
- Publication number
- CS204752B1 CS204752B1 CS795266A CS526679A CS204752B1 CS 204752 B1 CS204752 B1 CS 204752B1 CS 795266 A CS795266 A CS 795266A CS 526679 A CS526679 A CS 526679A CS 204752 B1 CS204752 B1 CS 204752B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- steam generator
- liquid metal
- vessel
- steam
- direct
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 title 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 9
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
Vynález řeší parogenerátor, zvláště pro jaderné elektrárny, s tekutým kovem jako teplonositelem.The invention solves a steam generator, especially for nuclear power plants, with liquid metal as heat carrier.
Jaderné elektrárny zejména ty, které mají jako zdroj tepla jaderný reaktor, pracující s rychlými neutrony, potřebují z relativně malého, prostoru odvádět veliká množství tepla. Dosavadní zkušenost ukazuje, že nejekonomičtěji je toto teplo odváděno tekutým kovem. Z hlediska teplotechnického a z hlediska konstrukčního a fyzikálního se jeví nejlepším teplonositelem tekutý sodík. Nevýhodou užití sodíku v okruhu jaderných elektráren je jeho bouřlivá exotermická reakce s vodou, která je poměrně málo závislá na skupenství vody.Nuclear power plants, in particular those having a fast neutron reactor as a heat source, need to dissipate large amounts of heat from a relatively small space. Experience to date has shown that this heat is most effectively dissipated by liquid metal. From the thermo-technical point of view and from the structural and physical point of view, liquid sodium appears to be the best heat carrier. The disadvantage of using sodium in the circuit of nuclear power plants is its turbulent exothermic reaction with water, which is relatively little dependent on the state of water.
Tato skutečnost vede konstruktéry parních generátorů k hledání co nejbezpečnější konstrukce parního generátoru, z hlediska možnosti průniku vody do sodíku, dále k hledání metod zjišťování mikroprůniků vody do sodíku a v neposlední řadě k hledání možnosti co nejrychlejšího zastavení reakce mezi vodou a sodíkem v případě průniku a uzpůsobení konstrukce parního generátoru tak, aby poškozené a nevyhovující komponenty, ať již popsanou reakcí, nebo i z jiného důvodu bylo možno bud opravit nebo vyměnit. Jsou známy různé typy parních generátorů s tekutým kovem jako teplonositelem.This leads the designers of steam generators to search for the safest possible design of the steam generator in terms of water penetration into sodium, methods of detecting water micro-penetration into sodium and last but not least the possibility of stopping the reaction between water and sodium as soon as possible. adjusting the design of the steam generator so that damaged and unsatisfactory components, whether by the described reaction or for any other reason, can either be repaired or replaced. Various types of liquid metal steam generators are known as heat carriers.
Z hlediska omezení mezi sodíkem a vodou jsou velmi často užívány článkové parní generátory. Články těchto parních generátorů jsou tvořeny několika teplosměnnými trubkami, umístěnými v tlakové obalové trubce. Teplosměnné trubky jsou bud zaústěny do trubkovnice, nebo jsou individuálně vyvedeny z obalové trubky průchodkami do sběrné komory. Pro zlepšení bezpečnosti zakotvení trubek do trubkovnice se užívá tzv. dvojitých trubkovnic, mezi kterými se nachází inertní plyn jako indikační medium průniku vody nebo sodíku spojem trubka— —trubkovnice. Jsou známy rovněž parogenerátory článkového typu s dvojitou teplosměnnou trubkou. Nevýhodou článkových parogenerátorů je velký obestavěný prostor, potřebný pro umístění parogenerátorů, což zejména u jaderných elektráren velkého výkonu je dosti podstatný problém. Výhodou takto konstruovaného parogenerátóru je snadná indikace poškozeného článku a možnost zaslepení nebo výměny poškozeného článku.Because of the constraints between sodium and water, cell steam generators are very often used. The elements of these steam generators consist of several heat exchange tubes placed in a pressure wrapping tube. The heat transfer tubes are either connected to the tube sheet or individually led out of the packaging tube through bushings to the collecting chamber. In order to improve the safety of anchoring the tubes into the tube sheet, so-called double tube sheets are used, among which an inert gas is used as an indication medium of water or sodium penetration through the tube-tube connection. Cell type steam generators with double heat exchange tubes are also known. The disadvantage of multi-stage steam generators is the large enclosed space required for the location of steam generators, which is a significant problem, especially for high-power nuclear power plants. The advantage of this constructed steam generator is easy indication of damaged cell and possibility of blind or replacement of damaged cell.
' Pro jaderné elektrárny velkých výkonů jsou navrženy korpusové parní generátory. Jsou to tlakové nádoby o průměru několika metrů, vysoké deset i více metrů, ve kterých Jsou umístěny teplosměnné trubky.'Corpus steam generators are designed for high power nuclear power plants. These are pressure vessels with a diameter of several meters, a height of ten or more meters, in which heat exchange tubes are located.
• Jsou známa provedení, kdy trubky jsou individuálně vyvedeny z tlakové nádoby, nebo jsou spojeny do svazků a zaústěny do několika trubkovnic. Velkou nevýhodou takito uspořádaných parních generátorů je nutnost odstavení velkého výkonu v případě poruchy i pouze jedné trubky, obtížnost hledání netěsností a oprav při poruše, což často velmi prodlužuje dobu, potřebnou pro provedení opravy a snižuje využití výkonu elektrár-. ny. Při tom je velké nebezpečí, že'v'případě průniku vody do sodíku se zúčastní reakce celý objem sodíku, nacházející se v nádobě parogenerátoru. Výhoda korpusových parních generátorů je v tom, že parogenerátor i pro velký výkon lze umístit do relativně malého prostoru parogenerátorové kobky jaderné elektrárny.There are known embodiments where the tubes are individually led out of the pressure vessel, or are connected into bundles and connected to several tube sheets. The great disadvantages of such arranged steam generators are the need to shut down large power in the event of failure of even a single pipe, the difficulty of finding leaks and repairs in the event of failure, which often greatly extends the time required to carry out repairs and reduces power utilization. ny. There is a great danger that, in the event of water penetrating into the sodium, the entire volume of sodium present in the steam generator vessel is involved in the reaction. The advantage of the corpus steam generators is that the steam generator can be placed in the relatively small space of the steam generator unit of the nuclear power plant, even for high output.
Jsou rovněž známy parní generátory s výměnnými články, sestavenými z trubek tvaru U. Tyto parní generátory velmi vhodně řeší kompenzaci tepelné dilatacé trubek, jsou kompaktní a zastavují malý prostor. Jejich velkou nevýhodou je to, že pro demontáž článku je potřeba nádobu opatřit přírubou, což při velkých průměrech nádob je neefektivní a výrobně značně náročné a pro výměnu článku je pak potřeba celou nádobu demontovat, provést demontáž starého a montáž nového článku a pak přírubový spoj znovu utěsnit, což je velmi nákladné a z hlediska časového využití elektrárny zdlouhavé.Steam generators with replaceable U-tube assemblies are also known. These steam generators suit very well to compensate for thermal expansion pipes, are compact and stop small space. Their big disadvantage is that for the removal of the cell it is necessary to provide the vessel with a flange, which in large vessel diameters is inefficient and very difficult to manufacture and for the cell replacement it is necessary to dismantle the vessel. sealing, which is very costly and time consuming.
Uvedené nevýhody dosavadních konstrukcí parních generátorů odstraňuje parogenerátor zvláště pro jaderné elektrárny s tekutým kovem jako teplonositelem podle vynálezu, jehož teplosměnná plocha je tvořena teplosměnnými trubkami, umístěnými v nádobě, přičemž teplosměnné trubky jednoho parogenerátoru jsou uspořádány do několika přímých svazků tak, že teplosměnné trubky každého přímého svazku na obou svých koncích zakotvené do trubkovnice a tvořící spolu s trubkovnicemi přímé parogěnerátorové články, Podstata vynálezu spočívá v tom,, že parogenerátorové články jsou umístěné v nádobě, při čemž kolem teplosměnných trubek každého přímého svazku je v nádobě umístěn obalový plášť s otvory pro průtok tekutého kovu a prostor mezi obalovými plášti je uzavřen příčnými přepážkami, opatřenými těsnícími průchodkami, umístěnými v místě průchodu obalových plášťů přímých parogenerátorových článků příčnými přepážkami.These disadvantages of the prior art steam generator designs are eliminated by the steam generator in particular for liquid-metal nuclear power plants as the heat carrier according to the invention, whose heat transfer surface is formed by heat exchange tubes placed in the vessel, the heat exchange tubes of one steam generator are arranged in several straight bundles so that the heat exchange tubes of each straight The principle of the present invention is that the steam generators are disposed in a vessel, wherein a wrapper with flow apertures is arranged around the heat exchange tubes of each of the direct beams. the liquid metal and the space between the envelopes is closed by transverse partitions, provided with sealing bushings located at the point of passage of the envelopes of direct parogens of the radiator cells by transverse partitions.
Výhodou tohoto provedení parního generátoru je, že odstraňuje nedostatky korpusových parních generátorů při indikaci poruchy, umožňuje opravitelnost, případně vý1 měnu porušené části s relativně nízkou pracností a při tom zachovává stěžejní vlastnost -korpusových parních generátorů, tedy malý obestavěný prostor, jednoduchý přívod pracovních medií a snadnou transportovaťelnost. Parogenerátor podle vynálezu při tom v případě poruchy těsnosti mezi tekutým kovem a vodou omezuje šíření extermické reakce do vnitřního prostoru nádoby, neboť jednotlivé přímé parogenerátorové články jsou obklopeny obalovými plášti, které prostor parogenerátorů rozdělují na relativně malé sekce.An advantage of this embodiment of the steam generator is that it eliminates the shortcomings of corpus steam generators at fault indication allows reparability or above one currency broken parts with relatively low labor content but keeps principal characteristic -korpusových steam generators, therefore, little space, simple feed working media and easy transportability. The steam generator according to the invention, in the event of a leakage failure between the liquid metal and water, limits the propagation of the external reaction into the interior of the vessel, since the individual direct steam generators are surrounded by sheaths which divide the steam generators into relatively small sections.
Příklad provedení parogenerátoru podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje principiální schéma uspořádání přímých parogenerátorových článků a jejich umístění v nádobě, obr. 2 schéma parního generátoru s výparníkem a s přehřívákem, obr. 3 je řez parního generátoru podle obr. 2, v místě označeném A—A.An exemplary embodiment of a steam generator according to the invention is shown in the accompanying drawings, wherein Fig. 1 is a schematic diagram of the arrangement of the direct steam generators and their location in the vessel; Fig. 2 is a diagram of the steam generator with evaporator and superheater; , at the location labeled A — A.
Jak je znázorněno na obr. 1, jsou teplosměnné trubky 1 oběma svými konci zaústěny do trubkovnic '3 a tvoří tak přímé svazky 2, které spolu s obalovými plášti 6 jsou sestaveny do přímých parogenerátorových článků 4, umístěných do nádob 5, ve které jsou vbudovány příčné přepážky 7 pro usměrnění průtoku tekutého kovu. Jak je znázorněno na obr. 2 jednotlivé přímé parogenerátorové články 4 podle zapojení na straně vody a páry jsou uspořádány tak, že tvoří přehřívák 8 a výparník 9. Při tom mezi skupinou přímých parogenerátorových článků 4, tvořících výparník’9 a skupinou přímých parogenerátorových článků 4, tvořících přehřívák 8, je umístěn válcový plášť 10 ve spodní části zakončený stínící přepážkou 11. Tekutý kov v nádobě S může vytvo3 řit hladinu tekutého kovu 12, pod kterou jsou zaústěny usměrňovači pláště 13, umožňující bezrázový přívod tekutého kovu z přehříváku 8 do výparníku 9. Usměrňovači válec 14 slouží k převedení tekutého kovu přes příčnou přepážku 7 k otvorům 16 pro průtok tekutého kovu v obalových pláštíchAs shown in FIG. 1, the heat exchanger tubes 1 are terminated at both ends into the tubesheets 3 to form straight bundles 2 which, together with the sheaths 6, are assembled into straight steam generators 4 placed in containers 5 in which they are built. transverse baffles 7 for channeling the flow of liquid metal. As shown in FIG. 2, the individual direct steam generators 4, according to the water and steam connection, are arranged to form an superheater 8 and an evaporator 9. In this case, between the group of direct steam generators 4 forming the evaporator 9 and the group of direct steam generators 4 A cylindrical shell 10 is located at the bottom ending in a superheater 8, and the liquid metal in the vessel S can form a level of liquid metal 12 below which the baffles 13 open, allowing the liquid metal from the superheater 8 to be frameless. The baffle cylinder 14 serves to transfer the liquid metal through the transverse partition 7 to the liquid metal flow apertures 16 in the shells.
6. Nežádoucí průtok tekutého kovu mezi obalovým pláštěm 6 a otvorem v příčné přepážce je omezen těsnící průchodkou 15. Pro přívod tekutého kovu do nádoby 5 slouží vstupní hrdlo 17 a přiváděči trubka 19. Tekutý kov je z nádoby 5 odváděn výstupním hrdlem 18. Pro přívod napájecí vody slouží vstup 20 napájecí vody. Odvod páry z výparníku je proveden výstupem 21 páry a vstupem 22 páry je pára zavedena do přehříváku 8. Odvod přehřáté páry z parního generátoru je proveden výstupem 23 přehřáté páry.6. The undesired flow of liquid metal between the casing 6 and the opening in the transverse partition is limited by the sealing bushing 15. The inlet orifice 17 and the supply tube 19 serve to supply the liquid metal to the vessel. feed water serves the feed water inlet 20. The steam is removed from the evaporator via the steam outlet 21 and steam is introduced into the superheater 8 through the steam inlet 22. The superheated steam is discharged from the steam generator through the superheated steam outlet 23.
Napájecí voda je do parogenerátoru, zvláště pro jaderné elektrárny s tekutým kovem jako teplonositelem, přivedena vstupem 20 napájecí vody. Prochází vnitřkem teplosměnných trubek 1 výparníku 9, je odpařována až na požadovanou suchost a výstupem 21 páry je odváděna buď k separátoru, který není v obrázcích nakreslen, anebo je přímo převedena přes vstup 22 páry do vnitřku teplosměnných trubek 1 přehříváku 8. V přehříváku 8 je pára přehřátá na zadanou teplotu a výstupem 23 přehřáté páry je odváděna k dalšímu použití.Feed water is supplied to the steam generator, particularly for nuclear power plants with liquid metal as heat carrier, through the feed water inlet 20. It passes through the interior of the evaporator heat transfer tubes 1, is evaporated to the desired dryness and is discharged through the steam outlet 21 either to a separator not shown in the figures or directly transferred through the steam inlet 22 to the interior of the superheater 8 tubes. the steam superheated to the set temperature and through the superheated steam outlet 23 is discharged for further use.
Tekutý kov je přiváděn vstupním hrdlem 17, přiváděči trubkou 19 je převeden do spodní části nádoby 5 až k stínící přepážce 11, která chrání dno nádoby 5 před tepelnými účinky vstupního tekutého kovu. Tekutý kov pak prochází usměrňovacím válcem 14, otvory 16 pro průtok tekutého kovu do vnitřku obalového pláště 6 přehříváku 8 a kolem teplosměnných trubek 1 proudí vzhůru k hornímu dnu nádoby 5, odkud je pomocí usměrňovačích plášťů 13 zaveden pod hladinu 12 tekutého kovu tak hluboko, aby bylo zamezeno vírům v hladině 12 tekutého kovu a následnému strhávání inertního plynu do tekutého kovu.The liquid metal is supplied through the inlet throat 17, the supply tube 19 is transferred to the bottom of the vessel 5 up to the shielding partition 11 which protects the bottom of the vessel 5 from the thermal effects of the inlet liquid metal. The liquid metal then passes through the baffle cylinder 14, the openings 16 for the flow of the liquid metal into the interior of the shell 6 of the superheater 8, and flows around the heat exchange tubes 1 up to the top bottom of the vessel 5 where it is led through the baffles 13 below the liquid metal 12 vortexes in the liquid metal level 12 and subsequent entrainment of inert gas into the liquid metal were prevented.
Usměrňovacím pláštěm 13 je pak tekutý kov zaveden do výparníku 9 a kolem jeho teplosměnných trubek 1 proudí do spodku nádoby 5 a výstupním hrdlem 18 je odváděn zpět k reaktoru.Through the baffle 13, the liquid metal is then introduced into the evaporator 9 and flows around its heat exchange tubes 1 into the bottom of the vessel 5 and is discharged through the outlet orifice 18 back to the reactor.
Pro zamezení nežádoucího průtoku tekutého kovu mimo prostor teplosměnných trubek 1 jsou v příčných přepážkách 7 vytvořeny těsnící průchodky 15.To prevent undesired flow of liquid metal outside the heat exchange tubes 1, sealing bushings 15 are provided in the transverse partitions 7.
Konstrukční provedení přímých parogenerátorových článků 4 přehříváků 8 i výparníku 9 je takové, aby přímý parogenerátorový článek 4 bylo možno přes usměrňovači válec 14, těsnící průchodky 15 a usměrňovači plášť z nádoby 5 vyjmout a zaměnit jiným přímým parogenerátorovým článkem 4. Připojení přímých parogenerátorových článků 4 k nádobě 5 může být provedeno svarem na straně výstupu 21 syté páry a na vstupu 20 napájecí vody u výparníku 9, respektive na straně vstupu 22 syté páry a na straně výstupu 23 přehřáté páry u přehříváku 8.The design of the direct steam generator elements 4 of the superheaters 8 and the evaporator 9 is such that the direct steam generator element 4 can be removed from the vessel 5 via the deflection cylinder 14, the sealing bushings 15 and the deflector jacket and replaced with another direct steam generator 4. The vessel 5 can be welded at the saturated steam outlet side 21 and at the feed water inlet at the evaporator 9 and at the saturated steam inlet side 22 and at the superheated steam outlet side 23 of the superheater 8 respectively.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS795266A CS204752B1 (en) | 1979-07-30 | 1979-07-30 | Wapour generator particularly for the nuclear power plants with the fluid metal heat bearer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS795266A CS204752B1 (en) | 1979-07-30 | 1979-07-30 | Wapour generator particularly for the nuclear power plants with the fluid metal heat bearer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS204752B1 true CS204752B1 (en) | 1981-04-30 |
Family
ID=5397223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS795266A CS204752B1 (en) | 1979-07-30 | 1979-07-30 | Wapour generator particularly for the nuclear power plants with the fluid metal heat bearer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS204752B1 (en) |
-
1979
- 1979-07-30 CS CS795266A patent/CS204752B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101038399B1 (en) | オ ｎ-ｌｉｎｅ Steam generators for sodium cooling high speed furnaces with heat pipe breakage detection | |
| US4753773A (en) | Double tube steam generator | |
| US4737337A (en) | Nuclear reactor having double tube helical coil heat exchanger | |
| EP0200989B1 (en) | Double tube helical coil steam generator | |
| US3942481A (en) | Blowdown arrangement | |
| US3545412A (en) | Molten salt operated generator-superheater using floating head design | |
| US4219077A (en) | Multitubular heat exchanger used in a power plant | |
| US3732922A (en) | Heat-exchanger module | |
| US3520356A (en) | Vapor generator for use in a nuclear reactor | |
| US3662718A (en) | Sodium heated steam generator | |
| US3848572A (en) | Steam generator | |
| CA2352914C (en) | Supercritical water cooled reactor and power generation plant | |
| CS204752B1 (en) | Wapour generator particularly for the nuclear power plants with the fluid metal heat bearer | |
| US4014295A (en) | Steam generator | |
| US3267906A (en) | Compact heat source and heat exchanger | |
| US4073267A (en) | Vapor generator | |
| US3394051A (en) | Integral nuclear reactor-steam generator arrangement | |
| IT939822B (en) | HEAT EXCHANGER PARTICULARLY USED AS A GENERATOR OR STEAM SUPERHEATER | |
| US3651789A (en) | Steam generator | |
| US3354869A (en) | Heat exchangers | |
| JPS58175701A (en) | Steam generator | |
| US3802498A (en) | Shell and tube heat exchanger with central conduit | |
| RU2279604C1 (en) | Steam generator for reactor with liquid-metal heat-transfer agent | |
| KR20000000727A (en) | Separated once-through spiral type steam generator | |
| JPS58175703A (en) | Superheated vapor generator |