CS211695B1

CS211695B1 - Steam generator with straight vertical heat exchanging beam

Info

Publication number: CS211695B1
Application number: CS801759A
Authority: CS
Inventors: Josef Martoch; Oldrich Matal
Original assignee: Josef Martoch; Oldrich Matal
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1982-02-26

Description

Vynález se týká parního generátoru S přímým svislým teplosměnným svazkem vhodného zejména pro jaderné elektrárny s rychlým, sobíkem chlazeným reaktorem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a steam generator with a direct vertical heat exchange beam, particularly suitable for nuclear power plants with a fast, self-cooled reactor.

Parní generátor tvoří v komplexu jaderné elektrárny s rychlým, sodíkem chlazeným reatorenj jeden z rozhodujících uzlů provozní·bezpečnosti. Teplosměnné plocha parního generátoru odděluje od sebe pracovní látky, tekutý Sodík a vodu, resp. vodní páru, při porušení její těsnosti dochází k prudké reakci sodíku s vodou za vývinu tepla a současného nárůstu tlaku v okolí netěsnosti.The steam generator is one of the critical operating safety nodes in a fast, sodium-cooled nuclear power plant complex. The heat exchanger surface of the steam generator separates working substances, liquid sodium and water, respectively. water vapor, if its tightness is violated, there is a violent reaction of sodium with water with the generation of heat and simultaneous pressure increase around the leak.

Pravděpodobnost porušení této těsnosti a tedy vznik havarijní situace parního generátoru se sníží určitými opatřeními při návrhu a výrobě parního generátoru, zejména volbou vhodných konstrukčních materiálů, technologických postupů výroby, kvalitou svařovaných spojů a kontrolou nejexponovanějších míst parního generátoru, nedá se však vyloučit.The probability of breaking this tightness and thus the emergence of an emergency situation of the steam generator will be reduced by certain measures in the design and manufacture of the steam generator, in particular by selecting suitable construction materials, manufacturing techniques, quality of welded joints and inspection of the most exposed points of the steam generator.

U známého provedení parního generátoru je teplósměnná plocha tvořena'svazkem svislých přímých trubek zakotvených svými konci v trubkovnicích. Trubkový svazek je vložen ve válGOvém plášti,-připojeném k trubkovnicím a opatřeném v horní části pláště kompenzačním elementem, vlnovcem, pro zabezpečení vzájemné dilatace trubek svazku a pláště.In a known embodiment of a steam generator, the heat exchange surface is formed by a bundle of vertical straight tubes anchored at their ends in the tube sheet. The tube bundle is embedded in a cylindrical jacket connected to the tubesheets and provided with a compensating element, a bellows in the upper part of the jacket, to ensure mutual expansion of the bundle tubes and jacket.

Voda,resp. vodní pára proudí v trubkách svazku, sodík proudí v mezitrubkovém prostoru. Výhodou tohoto provedení parního generátoru je jeho výrobní jednoduchost, malý zastavěný· prostor, možnost výměny porušené teplosměnné trubky. 'Water, respectively. water vapor flows in the bundle tubes, sodium flows in the inter-tube space. The advantage of this design of the steam generator is its manufacturing simplicity, small built-in space, the possibility of replacing the damaged heat exchange tube. '

Podstatnou nevýhodou je, že možné vzniklá netěsnost, vzhledem k dobám potřebným pro její indikaci a zásah havarijního zabezpečení parního generátoru, může vyvolat narušeni 211695 sousedních trubek a tedy nárůst havarijní situace do nezvládnutelných rozměrů, a dalěí nevýhodou je umístění dilatačního elementu, pevnostně velmi exponovainé části pláště, v sodíku.A significant disadvantage is that the possible leakage due to the times required for its indication and the intervention of the emergency generator of the steam generator can cause disturbance of the 211695 adjacent pipes and thus increase the emergency situation to unmanageable dimensions, and another disadvantage is the location of the expansion element cloak, in sodium.

Jeho případné poškození může znamenat výron značného množství sodíku z parního generátoru a z toho vyplývající následky, pro další provoz jaderné elektrárny.Its potential damage may result in a significant amount of sodium from the steam generator and consequent consequences for further operation of the nuclear power plant.

Tyto nevýhody odstraňuje a výhody ponechává parní generátor s přímým svislým teplosměnným svazkem podle vynálezu, tvořený svislými vodními trubkami, zakotvenými horními konci v první trubkovnici a dolními konci v druhé trubkovnici a pláštěm, opatřeným v blízkosti první trubkovnice dilatačním elementem. ,- ·These disadvantages are overcome and the steam generator with a straight vertical heat exchange bundle according to the invention is formed, consisting of vertical water tubes anchored by the upper ends in the first tube sheet and the lower ends in the second tube sheet and by a sheath provided with an expansion element near the first tube sheet. , - ·

Podstata vynálezu spočívá v tom, že do pláště mezi druhou trubkovnicí a dilatační element jsou vloženy další dvě trubkovnice, třetí trubkovnice a čtvrtá trubkovnice, v nichž jsou zakotveny svými konci ochranné trubky nasunuté na vodní trubky v úseku mezi třetí trubkovnicí a čtvrtou trubkovnicí.The invention is based on the fact that two tube sheets, a third tube sheet and a fourth tube sheet, are inserted into the sheath between the second tube sheet and the expansion element, in which the ends of the protective tube are anchored to the water tubes in the section between the third tube sheet and the fourth tube sheet.

Na plášti mezi třetí a čtvrtou trubkovnicí jsou vytvořeny nátrubky pro přívod a odvod sodíku. Dolní mezitrubkovnicový prostor mezi druhou a čtvrtou trubkovnici, horní mezitrubkový prostor mezi první a třetí trubkovnicí a meziprostory mezi vodními a ochrannými trubkami tvoří tzv. indikační prostor parního generátoru.On the jacket between the third and fourth tube sheets are made sockets for sodium inlet and outlet. The lower inter-tube space between the second and fourth tube sheets, the upper inter-tube space between the first and third tube sheets and the interstices between the water and protective tubes form the so-called steam generator indicating space.

Indikační prostor parního generátoru je zaplněn vhodnou indikační látkou, např. tekutým sodíkem s úrovní hladiny s výhodou mezi třetí trubkovnicí a dilatačním elementem, zbývající část indikačního prostoru nad hladinou sodíku je zaplněna inertním plynem.The indicating space of the steam generator is filled with a suitable indicating substance, eg liquid sodium at a level preferably between the third tubesheet and the expansion element, the remaining part of the indicating space above the sodium level being filled with an inert gas.

Dolní mezitrubkovnicový prostor je opatřen nátrubkem pro odvod a homi mezitrubkovnicový prostor nátrubkem pro přívod indikační látky, sodíku. První pracovní látka, sodík, proudí mezitrubkovým prostorem ohraničeným pláštěm, třetí trubkovnicí a čtvrtou trubkovnicí, druhá pracovní látka, voda, resp. vodní pára, proudí vodními trubkami.The lower inter-tube space is provided with a nozzle for discharge and the homi inter-tube space is provided with a connection for the supply of indicator substance, sodium. The first working substance, sodium, flows through the inter-tube space bounded by the jacket, the third tube sheet and the fourth tube sheet, the second working substance, water, respectively. water vapor flowing through water pipes.

Prostory první pracovní látky, sodíku, a druhé pracovní látky, vody, jsoú tedy od sebe odděleny indikačním prostorem, zabraňujícím styku obou pracovních látek a umožňujícím rychlou a citlivou indikaci porušení těsnosti·.The spaces of the first working substance, sodium, and the second working substance, water, are therefore separated from each other by an indication space preventing contact between the two working substances and allowing rapid and sensitive indication of leakage failure.

Další výhodou provedení podle vynálezu je umístění dilatačního elementu na plášti mimo prostory pracovních látek do prostoru inertního plynu, při možném porušení tohoto dilatačního elementu dojde k výronu sodíku z parního generátoru a ríení porušena těsnost okruhů pracovních látek.A further advantage of the embodiment according to the invention is that the expansion element on the housing is located outside the working spaces into an inert gas space. In the event of a possible failure of this expansion element, sodium is discharged from the steam generator.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na přiloženém výkresu, představujícím schéma parního generátoru podle vynáljszu.An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing, which is a diagram of a steam generator according to the invention.

Pa'mí generátor je tvořen svislým přímým svazkem vodních trubek j., zakotvených horními konci v první trubkovnici 2 a dolními konci v druhé trubkovnici J, vloženým v pláěti 4 opatřeném v blízkosti první trubkovnice 2 dilatačním elementem £.The steam generator is formed by a vertical straight bundle of water tubes 1, anchored by the upper ends in the first tubesheet 2 and the lower ends in the second tubesheet J, embedded in a sheet 4 provided with an expansion element 6 near the first tubesheet.

Do pláště 4 mezi dilatační Klement 2 ^a druhou trubkovnici J jsou vloženy další dvě trubkovnice, třetí trubkovnice 6 a čtvrtá trubkovnice 2· Třetí trubkovnice 6 je vložena do pláště 4 v blízkosti dilatačního elementu 2, čtvrtá trubkovnice 2 v blízkosti druhé trubkovnice. J.In the sheath 4 between the expansion clement 2 ^{and the} second tube sheet J two further tube sheets are inserted, the third tube sheet 6 and the fourth tube sheet 2. J.

Do třetí trubkovnice 6 a čtvrté trubkovnice 2 jsou svými konci zakotveny ochranné trubky 8 nasunuté na vodní trubky 1 v úseku mezi těmito trubkovnicemi. Indikační prostor sestávající z dolního mezitrubkovnicového prostoru 2 mezi druhou trubkovnicí J a čtvrtou trubkovnici 2» horního mezitrubkovnicového prostorní 10 mezi první trubkovnicí 2 a třetí trubkovnicí 6 a meziprostorů 11 mezi ochrannými trubkami 8 a vodními trubkami 1 je zaplněn indikač211695 ním sodíkem. Úroveň hladiny '12 indikačního sodíku je mezi první trubkovnicí 2 a dilatačním* elementem 5.» zbývající čést indikačního prostoru nad hladinou 12 .indikačního sodíku je zaplněna inertním plynem.In the third tube sheet 6 and the fourth tube sheet 2, the protective tubes 8 are anchored at their ends, slid onto the water tubes 1 in the section between these tube sheets. The indication space consisting of the lower inter-tube space 2 between the second tube sheet 1 and the fourth tube sheet 2 of the upper inter-tube space 10 between the first tube sheet 2 and the third tube sheet 6 and the interstices 11 between the protective tubes 8 and water tubes 1 is filled with sodium indicator. The level of indication sodium 12 is between the first tubesheet 2 and the dilatation element 5. The remaining part of the indication space above the indication sodium 12 is filled with an inert gas.

Plášl .£ je v úseku mezi třetí trubkovnicí 6 a čtvrtou trubkovnicí 2 opatřen nátrubky 13 pro přívod a odvod sodíku, k první trubkovnici 2 a druhé trubkovnici J.jsou připojena víka 14 opatřená nátrubky 15 pro přívod a odvod vody, resp. vodní páry. Dolní mezitrubkovnicový prostor 2 a horní mezitrubkovnicový prostor 10 jsou opatřeny nátrubky 16 pro přívod a odvod indikačního sodíku.In the section between the third tubesheet 6 and the fourth tubesheet 2, there are sockets 13 for the inlet and outlet of sodium. To the first tubesheet 2 and the second tubesheet 1, lids 14 are provided with sockets 15 for the inlet and outlet of water respectively. water vapor. The lower inter-tube space 2 and the upper inter-tube space 10 are provided with sockets 16 for the supply and discharge of indicating sodium.

Voda, resp. vodní pára proudí vodními trubkami £ zdola nahoru, sodík proudí mezitrubkovým prostorem £2, v protisměru. Dilatace vodních trubek £ vůči plášti £ a ochranným trubkám 8 je zabezpečena pomocí dilatačního elementu 2,ňapř. vlnovce, Vzájemnou dilataci- pláště £ a ochranných trubek 8, vzhledem k malým teplotním rozdílům, není třeba řešit.Water, respectively. water vapor flows through the water pipes from bottom to top, sodium flows through the inter-tube space £ 2, in the opposite direction. The expansion of the water pipes 8 towards the jacket 8 and the protective pipes 8 is ensured by means of an expansion element 2, e.g. Due to the small temperature differences, the dilatation of the casing 6 and the protective tubes 8 need not be solved.

Claims

A steam generator with a straight vertical heat exchange bundle formed by straight vertical water tubes anchored by the upper ends in the first tube sheet and the lower ends in the second tube sheet and by a jacket provided with an expansion element near the first tube sheet. element (5) and second tube sheet (3) are inserted third tube sheet (6) and fourth tube sheet (7), in which they are anchored by their ends of protective tube (8) slid onto water tubes (1) in the section between the third tube sheet. (6) and the fourth tube sheet (7).