CS228034B1 - Článkový výměník tepla, zvláště pro jaderné elektrárny - Google Patents

Abstract

Vynález se týká článkového výměníku tepla, zvláště pro jaderné elektrárny s rychlým reaktorem a sodíkovým teplonositelem, který sleduje optimální funkci a ekonomické ukazatele, snadnou výrobu, montáž i opravitelnost při maximální bezpečnosti provozu. U článkového výměníku podle vynálezu je vytvořen článek se svazkem trubek typu Piedl obklopených ochranným pláštěm s horními vstupními otvory a spodním výstupním otvorem pro průtok teplonosného media, např. tekutého sodíku. Tím je vytvořen jednoduchý výrobní a montážní prvek, snadno vyměnitelný. Při jeho ponoření do teplonosného sodíku jsou chráněny proti případnému porušeni sousední články a přitom je zajištěno jednoznačné proudění podél Pieldových trubek a umožněno jejich distancování vodícími-distančnimi mřížemi, které rovněž zamezují jejich vibracím. Pro zabránění vibrací a distancování vnitřních Pieldových trubek mohou být v meziprostoru vnější a vnitřní Pieldovy trubky s výhodou uspořádány distanční členy. Vynálezu může být použito především v nukleární energetice. Provedení vynálezu charakterizuje obr. 1.

Description

Předmětem vynálezu je článkový výměník tepla, zvláště pro jaderné elektrárny s rychlým reaktorem a sodíkovým teplonositelem, který sleduje optimální funkci a ekonomické ukazatele, snadnou výrobu, montáž i opravitelnost při maximální bezpečnosti provozu*

Výměníky tepla, jaderných elektráren, zejména s rychlými reaktory a sodíkovým teplonositelem, 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 prouchami. V podstatě se

228 034 navrhují různé uspořádání tělesová, která jsou mimořádně těžká, nebo článkové, kterými se sleduje snadnější výroba, transport & v případě poruchy umožnění výměny jednoho článku· Navrhují se s teplosměnnými trubkami, trubkami horizontálními, šikmými, vertikálními, tvaru U, různě zvlněnými apod· Jednotlivá řešení mají své výhody a nevýhody· V zásadě lze konstatovat, ze z hlediska stability průtoku, výhodnosti cirkulace teplosměnných látek i celé koncepce elektrárny směřuje vývoj k vertikálním parním generátorům, a to jak pro tlakovodní reaktory, tak i pro reaktory rychlé se sodíkovým teplonositelem. 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 ae řeší drahým a nespolehlivým vlnovcem na tomto plášti, složitou a nespolehlivou plovoucí hlavou či nákladnými různě zvlněnými trubkami· U tělesových parních generátorů se sodíkovým teplonositelem byly rovněž použity svazky trubek typu

Field^ruzavřená trubka v trubce s protiproudým průtokem teplonosného media-T, které se však provozně neosvědčily, v případě poruchy netěsnosti jedné trubky se porucha lavinovitě přenesla na sousední trubky· Navrženo je rovněž použití typu Fieldových trubek dvoustěnných s ochranným a indikačním mezipros torem kolem každé vnější trubky· Toto řešení je nevýhodné pro svoji složitost a ochranný meziprostor s ochrannou individuelní trubkoů snižuje přenos tepla, zvyšuje váhu a obestavěný prostor parního generátoru. Známé jsou i návrhy individuelně řazených teplosměnných trubek typu Field, které jsou členité, složité a velmi nár ročné na obestévěný prostor·

Uvedené nevýhody odstraňuje článkový výměník tepla, zvláště pro jaderné elektrárny podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že je vytvořen článek se svazkem trubek typu Field obklopený» ochranným pláštěm s horními vstupními otvory a spodním výstupním otvorem pro průtok teplonosného média, např· tekutého sodíku· Tím je vytvořen jednoduchý výrobní a montážní prvek článek, snadno vyměnitelný. Při jeho ponoření do teplonosného

228 034 sodíku jsou chráněny proti případnému porušení sousední články a přitom je zajištěno jednoznačné proudění podél Fieldových trubek a umožněno jejich distancování vodicími-distančními mřížemi, které rovněž zamezují jejich vibracím· Pro zabránění vibrací a distancování vnitřních Fieldových trubek mohou být v mezirpostoru vnější a vnitřní Fieldovy trubky s výhodou uspořádány distanční členy· Pro zajištění snadné vyjímatelnosti článků, rovnoměrného rozdělení proudění a pro zvýšení bezpečnosti mohou být s vÝhqdou vstupní trubka a výstupní trubka druhého teplonosné” ho médiatvody,páry ý-uspořádány vzájemně souose a zavedeny do středu horního dna článku a do středu prvé trubkovnice»

Příklad provedení podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, kde obr,, 1 představuje řez vertikálním článkem výměníku tepla se sodíkovým teplonositelem®

Uvnitř ochranného pláště 1 je svazek vertikálních trubek typu Field. Vnější trubky J jsou zakotveny do druhé trubkovnice 2, na kterou navazuje rovněž ochranný plášť Vnitřní trubky 4 jsou zakotveny do první trubkovnice ná kterou navazuje horní dno 6 článku® Vnitřní trubky £ mají vstup 2 do druhého teplo nosného médisT'{vody,páry-)'. Vnější trubky J mají výstup^z druhého teplonosného média® Vnější vstupní trubka 13 druhého teplonosného média zausťuje do středu horního dna 6 článku® Uvnitř vnější vstup ní trubky 13 je souose umístěna vy stupni trubka IjL druhého teplo— nosného média· Druhé teplonosné médium vstupuje do článku v naznačeném směru £ a vystupuje ve směru 10. Prvé teplonosné prostředí, tekutý sodík vstupuje do článku otvory 11 ochranného pláště 1 a. vystupuje ve směru naznačených šipek spodním otvorem 12 ochranné <io pláště 1® V meziprostoru vnější Fieldovy trubky a vnitřní trubky £ jsou distanční čeleny 15® Uvnitř ochranného pláště 1 jsou Vodicí-distanční mříže 16 vnějších t rubek J®

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   228 034

   1* Článkový výměník tepla, zvláátě pro jaderná elektrárny se sodíkovým teplonositelem, tvořený svazkem trubek typu Field vyznačený tím, že skupiny trubek Field jsou obklopeny ochranným pláštěm (1) s horními vstupními otvory (11) a spodním vstupním otvorem (12) pro průtok teplonosného media, přičemž tyto skupiny trubek Field s ochranným pláštěm (1) jsou zasunuty do tělesa výměníku tepla·
2. 2© Článkový výměník tepla podle bodu 1 vyznačený tím, že ochranný plášl (1) je opatřen vodícími - distančními mřížemi (16) svazku trubek typu Field, vnější trubky (3) a vnitřní trubky (4)·
3. 3« Článkový výměník tepla, podle bodu 1 a 2 vyznačený tím, že vstupní trubka (13) a výstupní trubka (14) jsou vzájemně souosé a jsou zavedeny do středu horního dna (6) a do středu prvá trubkovnice (5)·
4. 4· článkový výměník tepla, podle bodů 1, 2 a 3 vyznačený tím, že vnitřní Fieldova trubka (4) je od vnější Fieldovy trubky (3) oddělena distančními členy (15)«