CS209681B1

CS209681B1 - Vertical vapour generator,part.for the nuclear power plants

Info

Publication number: CS209681B1
Application number: CS794547A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Krizek
Original assignee: Vladimir Krizek
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1981-12-31

Abstract

Přímé teplosměnné trubky uvnitř pláště parního generátoru jsou na svém konci zredukovány na menší průměr a v tomto konci jsou zvlněny. Tím je umožněna snadná individuální teplotní dilatace každé poměrně tuhé přímé teplosměnné trubky, které mohou mít menší rozteče mezi sebou a tím pro daný výkon parní generátor je menší a levnější. Na menší průměr zredukovaná zvlněná část teplosměnných trubek současně tvoří stabilizační člen pro průtok teplonosné látky a pro zajištění jejího rovnoměrného rozdělení. Řešení je zvláště výhodné při článkovém uspořádání parního generátoru,zejména pro reaktory se sodíkovým teplonositelem. Vyhovuje rovněž pro tělesové řešení parního gener átor uDirect heat transfer tubes inside the housing the steam generator is reduced at its end to a smaller diameter and at this end are wavy. This allows easy individuality thermal dilatation each rigid direct heat transfer tubes that can have less spacing between them and thus for the given power steam generator is smaller and cheaper. The wavy portion is reduced to a smaller diameter at the same time they form stabilizing tubes heat transfer fluid flow member and to ensure its even distribution. The solution is particularly advantageous in the articulated a steam generator arrangement, in particular for sodium heat transfer reactors. It is also suitable for a steam solution generátor u

Description

Předmětem vynálezu je vertikální parní generátor, zvláště pro jaderné elektrárny, který sleduje optimální funkci a ekonomické ukazatele, maximální bezpečnost provozu, snadnou opravitelnost, výrobu i montáž.The object of the invention is a vertical steam generator, especially for nuclear power plants, which monitors optimal function and economic indicators, maximum safety of operation, easy repair, production and assembly.

Parní generátory jaderných elektráren, zejména s rychlými reaktory a sodíkovým chlazením, se používají a navrhují v různých koncepcích, jejichž optimální řešení se v současné době hledá a ověřuje. Přitom jsou to zařízení mimořádně náročná a choulostivá, což se projevuje jejich poruchami.Nuclear power plant steam generators, especially those with fast reactors and sodium cooling, are used and designed in a variety of concepts, the optimal solution of which is currently being sought and verified. At the same time, these devices are extremely demanding and delicate, which is reflected in their failures.

V podstatě se navrhují různá uspořádání tělesová, která jsou mimořádně těžká, nebo článková, kterými se sleduje snadnější výroba, transport a v případě poruchy umožnění výměny jednoho článku.Essentially, various body arrangements are proposed which are extremely heavy or articulated to monitor the ease of manufacture, transport and, in the event of failure, the replacement of one cell.

Navrhují se s teplosměnnými trubkami horizontálními, šikmými, vertikálními, tvaru U apod. Jednotlivá řešení mají své výhody i nevýhody. V zásadě lze konstatovat, že -z hlediska stability průtoku, výhodnosti cirkulace teplosměnných látek i celé koncepce elektrárny vývoj směřuje k vertikálním parním generátorům, a to jak pro tlakovodní reaktory, tak i pro reaktory rychlé se sodíkovým teplonositelem.They are designed with horizontal, angled, vertical, U-shaped heat exchange tubes, etc. Individual solutions have their advantages and disadvantages. In principle, the development is directed towards vertical steam generators, both for pressurized water reactors and for fast reactors with sodium heat transfer, in terms of flow stability, the advantageous circulation of heat exchangers and the whole plant concept.

Přitom jsou navrhována řešení tělesová i článková s různě uspořádanými teplosměnnými trubkami. Výrobně nejjednodušší je přímý svazek teplosměnných trubek. Přitom různá tepelná roztažnost přímých trubek ve svazku vůči plášti parního generátoru se řeší drahým a nespolehlivým vlnovcem na tomto plášti) anebo plovoucí hlavou, napojenou na svazek trubek.Body and articulated solutions with differently arranged heat exchange tubes are proposed. The simplest to manufacture is the direct bundle of heat exchange tubes. The different thermal expansion of the straight tubes in the bundle with respect to the jacket of the steam generator is solved by an expensive and unreliable bellows on this jacket) or by a floating head connected to the bundle of tubes.

Protože jednotlivé přímé teplosraěnné trubky mají jednak z výroby různá předpětí a zejména při provozu v důsledku nerovnoměrného průtoku jsou různě namáhány teplotními dilatacerai, může dojít k jejich vážným poruchám při provozu, majícím dopad na provoz a ekonomiku celé elektrárny. Proto jsou navrhována opatření řešící konstrukčně individuální vykompenzování teplotních dilatací jednotlivých teplosměnných trubek a pro zrovnoměrnění průtoku a jeho stabilizací v jednotlivých trubkách se do jejich konců vkládají Škrticí elementy, např.' clonky.Since the individual direct heat shield tubes have different pre-stresses at the factory and are particularly stressed by temperature dilatations, especially during operation due to uneven flow, they may suffer serious operational failures affecting the operation and economy of the entire power plant. For this reason, measures are proposed to individually compensate the temperature dilatations of the individual heat exchange tubes, and throttle elements are inserted at their ends to even the flow and stabilize it in the individual tubes. clonky.

Příkladem takového řešení je í dřívější patent č. 105855, který v podstatě obsahuje svislé teplosměnné trubky po celé délce zvlněné. Toto uspořádání je náročnější na obestavěný prostor parního generátoru a vyžaduje vkládání dalších škrticích elementů do konců trubek. V poslední době byly rovněž navrženy vertikální parní generátory pro jaderné elektrárny s teplosměnnými trubkami po celé délce zvlněnými, zaústěnými do anulárních trubkovnic. Toto obdobné řešení má í obdobné nevýhody jako dříve zmí něné.An example of such a solution is earlier patent No. 105855, which essentially comprises vertical heat exchange tubes along the undulating length. This arrangement is more demanding on the enclosed space of the steam generator and requires the insertion of additional throttling elements into the ends of the tubes. Recently, vertical steam generators have also been proposed for nuclear power plants with full-length heat exchanger tubes corrugated into annular tube sheets. This solution has disadvantages similar to those previously mentioned.

Uvedené nevýhody odstraňuje vertikální parní generátor, zvláště pro jaderné elektrárny, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že přímé teplosměnné trubky uvnitř pláště parního generátoru jsou na svém konci zredukovány na menší průměr, např. z původního průměru 22 mm na průměr 12 mm a v tomto konci jsou zvlněny. Tím je umožněna snadná individuální teplotní dílatace každé poměrně tuhé přímé teplosměnné trubky, které mohou mít menší rozteč mezi sebou a tím pro daný výkon parní generátor vychází menší a levnější. Přitom na menší průměr zredukovaná zvlněná část teplosměnných trubek vytváří stabilizační člen pro průtok teplonosné látky, vody či parovadní směsi, a pro zajištění jejího rovnoměrného rozdělení do jednotlivých trubek.These disadvantages are overcome by the vertical steam generator, especially for nuclear power plants, according to the invention, which is based on the fact that the straight heat transfer tubes inside the steam generator jacket are reduced to a smaller diameter at their end, e.g. in this end they are undulating. This allows easy individual thermal expansion of each relatively rigid straight heat exchange tube, which may have a smaller spacing between each other, and for a given power the steam generator is less and less expensive. The reduced corrugated portion of the heat exchange tubes forms a stabilizing member for the flow of the heat transfer medium, water or steam-blend mixture, and to ensure its uniform distribution into the individual tubes.

Řešení dává proto předpoklady bezporuchového provozu, snadné opravítelnosti průlezy v komorách, snadné výroby, montáže i transportu. Při zvláště výhodném článkovém uspořádání, zejména pro reaktory se sodíkovým teplonositelem, lze snadno jednotlivé články řadit vedle sebe, případně i nad sebou, provádět jejích sériovou výrobu, blokovou montáž a v případě nutností i výměnu celého článku.The solution therefore provides the prerequisites for trouble-free operation, easy repairability of the manhole in the chambers, easy production, assembly and transport. In a particularly advantageous articulated arrangement, especially for reactors with a sodium heat carrier, the individual articulations can easily be arranged side-by-side or possibly one above the other, their series production, block assembly and, if necessary, the entire cell can be replaced.

Příklad provedení podle vynálezu je na připojeném výkresu, kde představuje obr. 1 provedení tělesového či článkového parního generátoru, obr. 2 a obr. 3 uspořádání Článků takovéhoto parního generátoru.An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows an embodiment of a body or sectional steam generator, Figs. 2 and 3 show an arrangement of cells of such a steam generator.

Na obr. 1 uvnitř vertikálního pláště je svazek přímých teplosměnných trubek 2_ na svém konci 3_ zredukován na menší průměr a zvlněn. Konce teplosměnných trubek 1_ jsou zakotveny do horní trubkovnice 4_ a dolní trubkovnice 5_. První teplosměnné látka, např. sodík, má vstup 6. do pláště parního generátoru a výstup 7., přitom prote i v protiproudu k druhé teplosměnné léxce, např. vodě, parovodní směsi či páře, která má vstup 8_ do parního generátoru a výstupIn Fig. 1 inside the vertical housing, the bundle of straight heat exchange tubes 2 at its end 3 is reduced to a smaller diameter and corrugated. The ends of the heat transfer tubes 7 are anchored in the upper tube sheet 4 and the lower tube sheet 5. The first heat exchanger, e.g. sodium, has an inlet 6 into the steam generator housing and an outlet 7, while also countercurrent to a second heat exchanger, e.g. water, steam or steam, which has an inlet 8 to the steam generator and an outlet

9.. Přístup v případě kontroly čí opravy zakotvení jednotlivých teplosměnných trubek 2_ je umožněn průlezy 10.9. Access in the case of checking or repairing the anchoring of individual heat exchange tubes 2 is made possible through manholes 10.

Na obr. 2 je teplosměnné plocha parního generátoru rozdělena na dvě části, např. část přehřívací 11 a odpařovací část 12, které jsou uspořádány nad sebou. Převáděcí potrubí 13 parovodní může být provedeno přímo, čí přes separátor páry. Voda má vstup 8_, pára výstup 9_, Prvá teplonosná látka, např. sodík, má vstup _6, výstup 7_ a převáděcí hrdla 14.In Fig. 2, the heat exchange surface of the steam generator is divided into two parts, for example a superheat section 11 and an evaporation section 12, which are arranged one above the other. The steam conduit 13 may be provided directly through the steam separator. The water has an inlet 8, a steam outlet 9, a first heat carrier, e.g. sodium, has an inlet 6, an outlet 7 and a transfer throat 14.

Na obr. 3 je řazení celistvých článků s vertikálním pláštěm _J_ vhodné zejména pro průtlaČný parní generátor. Voda má vstupIn Fig. 3, the shifting of the solid members with the vertical jacket 11 is particularly suitable for a pressurized steam generator. Water has entry

8., pára výstup J?. Prvá teplonosná látka, např. sodík, má vstup 6. a výstup 7_.8, steam outlet J ?. The first heat carrier, e.g. sodium, has an inlet 6 and an outlet 7.

Claims

Vertical steam generator, in particular for nuclear power plants, consisting of a bundle of vertical straight heat exchange tubes inside the housing, characterized in that the direct heat exchange

The tubes (2) are reduced to a smaller diameter at their end (3) and corrugated in this reduced portion,