CS234364B1 - Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky - Google Patents

Abstract

U tělesového parního generátoru je do svislého tělesa s hladinou sodíku mezi vstupním nátrubkem sodíku a přírubovým spojem snímatelného víka vložena vyjímatelné vestavba válcového tvaru, s vnitřním prostorem vestavby Jěsně odděleným od prostoru sodíku a zaÚ3tujícím nad hladinou sodíku do plynového prostoru, opatřená podélnými žebry rozdělujícími sodíkový prostor v tělese na jednotlivé svislé kanály, v nichž jsou vloženy teplosměnné svazky s trubkami zakotvenými na obou koncích v trubkovnicích, přičemž na stěně každého kanálu tvořené tělesem je vytvořena jedna nebo více dvojice hrdel a v každém kanálu je vložen jeden nebo více nad sebou umístěných teplosměnných svazků těsně uložených svými konci v hrdlech příslušné dvojice hrjel a na každý kanál je napojeno alespoň jedno čidlo průniku vody do sodíku. Vynálezu lze použít u parních generátorů jaderných elektráren, kde je p

Description

Vynález se týká tělesového parního generátoru s teplosměnnými svazky vhodného zejména pro jaderné elektrárny s rychlým, sodíkem chlazeným reaktorem.

Farní generátor tvoří v komplexu jaderné elektrárny s rychlým, sodíkem chlazeným reaktorem jeden z rozhodujících uzlů provozní bezpeSnosti. Teplosměnné pleoha parního generátoru odděluje od sebe pracovní látky, tekutý sodík a vodu, resp. vodní páru, při porušení její těsnosti dochází k prudká reakci sodíku s vodou za vývinu tepla a současného nárůstu tlaku v oblasti reakce. Pravděpodobnost porušení této těsnosti a tedy vzniku havarijní situace parního generátoru se dá snížit určitými opatřeními při návrhu a výrobě parního generátoru, zejména volbou vhodných konstrukiních materiálů, technologických postupů výroby, kvalitou svárových spojů a kontrolou nejexponovanějSích míst parního generátoru, nedá se vSak vyloučit. Je tedy nutné koncipovat parní generátor tak, aby bylo dosaženo rychlá a spolehlivá identifikace poruchy těsnosti, prostorového a časového omezení styku sodíku s vodou v parním generátoru, rychlého vyhledání místa poruchy po odstavení a v neposlední řadě musí umožňovat technicky proveditelnou a po ekonomické stránce účelnou opravu parního generátoru. U známého provedení vertikálního tělesového parního generátoru s teplosměnnými trubkami uspořádanými ve šroubovicích a samostatně vyvedenými vně tělesa může se reakce sodíku s vodou při vzniklé netěsnosti rozšířit do celého objemu, způsob opravy je možný bu3 zaslepením porušené trubky, jejíž vyhledání bude vzhledem k celkovému počtu trubek zdlouhavé nebo v případě velké poruchy provést výměnu celého parogenerátoru, což je po ekonomické stránce neúnosné. U známého provedení článkového parního generátoru s články tvaru ležatého U, kde několik článků zařazených ze strany sodíku ze sebou tvoří tzv. větev a jednotlivé větve jsou uspořádány vedle sebe, lze dobře identifikovat větev s poruchou těsnosti. Podstatnou nevýhodou tohoto provedení je však složitost vnitřního propojovacího potrubí, prostorová náročnost uspořádání a s tím související obtíže při přepravě, montáži a opravách.

Výhody těchto provedení zachovává a nevýhody odstraňuje parní generátor s teplosměnnými svazky uloženými v tělese podle uvedeného vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že do svislého tělesa parního generátoru s hladinou sodíku mezi vstupním nátrubkem sodíku a přírubovým spojem enímatelného víka je vložena vyjímatelná centrická vestavba válcového tvaru, s vnitřním prostorem vestavby těsně odděleným od prostoru sodíku a vyústěným nad hladinou sodíku do plynového prostoru tělesa, opatřená podélnými žebry rozdělujícími sodíkový prostor v tělese na jednotlivá svislé kanály, v nichž jsou uloženy teplosměnné svazky s trubkami zakotvenými na obou koncích v trubkovnicích, přičemž na každé stěně kanálu tvořené pláStěm tělesa je vytvořena alespoň jedna dvojice hrdel a v každém kanálu je vložen alespoň jeden teplosměnný svazek těsně uloženými svými konci v hrdlech příslušné dvojice hrdel a na každý kanál je napojeno alespoň jedno čidlo průniku vody do sodíku. Těsné uložení konců teplosměnných svazků v hrdlech je provedeno pomocí mezikusu z jedné strany přivařeného k hrdlu a z druhé strany ke vhodné části teplosměnného svazku, např. k trubkovnici.

Výstupní prostory kanálů jsou propojeny propojovacími potrubími s výstupním potrubím sodíku z parního generátoru, každé propojovací potrubí je opatřeno čidlem průniku vody do sodíku, např. elektromagnetickým průtokoměrem; v případě, že teplosměnný svazek je tvořen dvojitými trubkami s mezivrstvou sodíku, je opatřeno z každého teplosměnného svazku vystupující potrubí sodíku mezivrstvy čidlem průniku vody do sodíku, např. elektromagnetickým průtokoměrem. Na každý z plynových prostorů kanálů je s výhodou nepojeno samostatné odběrové potrubí k čidlu vodíku v plynu a kanál může být s výhodou opatřen hladinoměrem. Vstupní a výstupní prostory vody, resp. péry teplosměnných svazků jsou opatřeny snímatelnými dny a do vstupních a výstupních potrubí na tyto prostory nepojených jsou s výhodou vloženy uzavírací armatury. Plynový prostor nad hladinou sodíku v tělese parogenerátoru včetně vnitřního prostoru vestavby tvoří celý nebo částečný plynový prostor okruhu sodíku napojeného na parogenerátor a je propojen přes pojišťovací element, např. průtržnou membránu, na separátor produktů reakce sodíku s vodou.

Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky provedený podle vynálezu slučuje v sobě výhody obou současných koncepcí parogenerétoru, článkové a tělesová koncepce a z velké části odstraňuje jejich nevýhody. Zachovává přijatelně hmotnostní a prostorová ukazatele tělesového parogenerétoru spolu se zachováním možnosti kompletní výroby ve výrobním závodě a rychlé montáže, dále zachovává vysokou bezpečnost provozu článkových parogener rátorů, možnost sériové výroby teplosměnných svazků a opravitelnostl výměnou poručených teplosměnných svazků. Provedení parogenerétoru podle vynálezu spolu se systémem havarijní signalizace napojeném na jednotlivé kanály umožňuje identifikaci teplosměnnáho svazku s poruchou těsnosti ještě před odstavením parogenerétoru, vyhledání porušené trubky nebo svérového spoje trubky s trubkovnicí po odstavení parogenerétoru bude velmi rychlé vzhledem k malému počtu trubek v teplosměnném svazku a k možnosti snadného přístupu k trubkovnicím demontováním snímatelných den teplosměnných svazků.

Na základě rozsahu poruchy, celkového stavu teplosměnného svazku a plánu výroby jaderné elektrárny lze stanovit optimální způsob a průběh opravy, např. zaslepení porušené trubky, výměnu teplošměnného svazku, odpojení nebo zaslepení teplosměnného svazku ze strany vody a výměna tohoto svazku při nejbližší plánované odstávce parogenerátoru apod.

Všechny tyto opravy se týkají parogenerátoru pouze ze strany vody, sodíkové strana zůstává beze změny. Následky poruchy tšnosti s následnou reakcí sodíku s vodou budou poměrně malé vzhledem k prostorovému a časovému omezení reakce a dále vzhledem k nízkému tlakovému zatížení parogenerátoru plynoucímu z kompenzačního účinku plynového prostoru.

Další podstatnou výhodou provedení je, že lze horní prostor parogenerétoru dimenzovat tak, že plně nahrazuje vyrovnávací nádrž sodíkového okruhu připojeného k parogenerátoru.

Příklad provedení tělesového parního generátoru s teplosměnnými svazky podle vynálezu je znázorněn na výkresech, kde obr. 1 představuje celkový pohled na parogenerétor s trubkami s jednoduchou stěnou, obr. 2 potom příčný řez tímto parogenerátorem. Na obr. 3 a 4 jsou znázorněny detaily výstupního uzlu sodíku z teplosměnnáho svazku pro alternativy teplosměnného svazku tvořeného dvojitými trubkami se sodíkovou mezivrstvou (obr. 3) a mezivrstvou hélia (obr. 4).

Parogenerétor sestává ze svislého válcového tělesa 1 opatřeného snímatelným víkem g, dvojicemi hrdel g, vstupním nátrubkem £ a výstupním nátrubkem g sodíku. Do tělesa £ je vložena vyjímatelná centrická vestavba 6, opatřená podélnými žebry £ v horní části zasahujícími do plynového prostoru parního generátoru a v dolní části zasahujícími do výstupního nátrubku g sodíku z parního generátoru. V každém kanálu 8 ohraničeném vestavbou 6, pláštěm tělesa £ a podélnými žebry g je vložen jeden teplosměnný svazek g. Trubky teplosměnného svazku g jsou svými konci zakotveny v trubkovnicích 10 přivařených pomocí válcovýqh mezikusů 11 k hrdlům g příslušné dvojice hrdel. Těleso £ je v místě hrdel g rozšířeno, v dolní části tělesa jsou v místě rozšíření připojená zevnitř tělesa £ pomocná podélná žebře 12 zachovávající i v této části rozdělení sodíkového prostoru v tělese £ na jednotlivé kanály 8. Sodík vstupuje do tělesa vstupním nátrubkem £ sodíku přes rozváděči kus £g, který je součástí vyjímatelné vestavby 6.. Proudí shora dolů jednotlivými kanály 8 a z nich vystupuje výstupním propojovacím potrubím ££ sodíku vně tělesa £ zavedeným do výstupního nátrubku g sodíku. K zamezení průtoku sodíku z kanálů g přímo do výstupního nátrubku g sodíku je do tělesa vložena přepážka ££. Každé výstupní propojovací potrubí 14 sodíku je osazeno čidlem 16 průniku vody do sodíku, např. elmag. průtokoměru. Voda vstupuje přes rozváděči komory 17 vstupním propojovacím potrubím vody £8 do vstupních prostorů 19 teplosměnných článků g, proudí trubkami zdola nahoru, odpařuje se a přehřívá.

Přehřátá pára vystupuje z výstupních prostorů 20 přes výstupní propojovací potrubí 2.1 páry a sběrné komory 22 z parogenerátoru. Pro rychlé odstaveni porušeného teplosměnného svazku ze strany vody jsou vstupní potrubí 18 a výstupní potrubí 21 opatřena uzavíracími armaturami 37. Parní generátor plní i funkci vyrovnávací nádrže připojeného sodíkového okruhu, hladina sodíku JI se pohybuje v rozmezí mezi vstupním nátrubkem £ sodíku a přírubovým spojem snímatelného víka g. Plynový prostor je tvořen plynovým prostorem g£ nad hladinou sodíku 23 a vnitřním prostorem 25 vyjímatelné vestavby 6 těsné odděleným od prostoru sodíku v parním generátoru. Do jednotlivých kanálů £ jsou zanořeny hladinoměry 26 a do jednotlivých plynových prostorů 27 kanálů zaúslujl odběrová potrubí 28. Obojí je napojeno spolu s průtokoměry na systém havarijní signalizace parního generátoru. Plynový prostor je napojen odlehěovacím potrubím 29 přes průtržnou membránu 30 na neznázorněný separátor produktů reakce sodíku s vodou.

Demontáž porušeného teploeměnného svazku se provádí tak, žejpo vypuítění sodíku z parního generátoru'se sejme snímatelné víko £, vyjme vyjímatelná vestavba £, odříznou se mezikusy J_L, teplosměnná svazky £ se posunou směrem do středu tělesa a vytáhnou se nahoru z tělesa. Opačným způsobem se provede montáž nového teploeměnného svazku. Pro usnadnění přístupu k trubkovnicím jsou vstupní prostor JLS a výstupní prostory 20 vody opatřeny snímatelnými dny

Na obr. 3 je znázorněn výstupní uzel sodíku z teploeměnného svazku. Trubky teploeměnného svazku 2 jsou dvojité s mezi vrstvou £1, proudícího sodíku, který je zěásti sodík protékající parním generátorem. Trubkovnice jsou dvojitá a výstupní mezitrubkovnicová prostory 32 teplosměnných svazků 2 jsou napojeny výstupními potrubími 31 mezivratvy na výstupní nátrubek 2 sodíku. Každá výstupní potrubí mezivrstvy 33 je osazeno Sídlem průniku vody do sodíku, např. elmag. průtokoměrem. U tohoto provedení parního generátoru, vzhledem k tomu, že případná netěsnost je indikována v sodíku mezivrstvy, je vynechána přepážka 12* Ostatní Části parního generátoru jsou provedeny obdobně jako u příkladu provedení na obr. 1 a 2. Na obr. 4 je znázorněn výstupní uzel sodíku z teplosměnného svazku. Trubky teplosměnného svazku 2 jsou dvojité s mezivrstvou hélia 34. Provedení je obdobná 's provedením parního generátoru s dvojitými trubkami s mezivrstvou proudícího sodíku s tím rozdílem, že mezitrubkové prostory 22 jaou indikačním potrubím 35 samostatně napojeny na neznázorněné čidlo netěsnosti.

Claims (10)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svažitý se svislým tělesem opatřeným dnem, vlkem a nátrubky přívodu a odvodu sodíku a s teplosměnnými svazky vloženými do tělese, vyznačující se tím, že do svislého tělesa (1) s hladinou sodíku (23) mezi vstupním nátrubkem (4) sodíku e přírubovým spojem snímátelného víka (2) je vložena vyjímatelná vestavba (6) válcového tvaru, s vnitřním prostorem vestavby těsně odděleným od prostoru sodíku a vyústěným nad hladinou sodíku (23) do plynového prostoru (24), opatřená podélnými žebry (7) rozdělujícími sodíkový prostor v tělese (1) na jednotlivá svislá kanály (8), v nichž jsou vloženy teplosměnná svazky (9) s trubkami zakotvenými na obou koncích v trubkovnicích (101, přičemž na stěně každého kanálu (8) tvořené tělesem (1) je vytvořena jedna nebo více dvojic hrdel (3) a v každém kanálu (8) je vložen jeden nebo více nad sebou umístěných teplosměnných svazků (9) těsně uložených svými konci v hrdlech (3) příslužné dvojice hrdel a na každý kanál (8) je napojeno alespoň jedno čidlo průniku vody do sodíku.
2. 2. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky podle bodu 1, vyznačující se tím, že konce teploeměnného svazku (9) jsou těsně uloženy v hrdlech (3) pomocí mezikusu (11) z jedná přivařeného k hrdlu (3) a z druhé strany k vhodné čáati teplosměnného svazku (9), např. k trubkovnici (10).
3. 3. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky podle bodu 1, vyznačující se tím, že výstupní prostory kanálu (8) jsou propojeny s výstupním nátrubkem (5) sodíku výstupními propojovacími potrubími (14) sodíku vně tělesa, přičemž každé výstupní propojovací potrubí (14) sodíku je osazeno čidlem (,6) průniku vody do sodíku např. elektromagnetickým průtokoměrem.

   5 234364
4. 4. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky podle bodu 1, vyznačující se tím, že trubky teplosměnného svazku (9) jsou dvojité s mezivrstvou (31) proudícího sodíku, přičemž výstupní potrubí (33) sodíku mezivrstvy teplosměnného svazku (9) je osazeno čidlem (16) průniku vody do sodíku, např. elektromagnetickým průtokoměrem.
5. 5. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky podle bodu 1, vyznačující se tím, že trubky teplosměnného svazku (9) jsou dvojité s mezivrstvou (34) plynu, přičemž na každý mezitrubkovnicový prostor (29) teplosměnného svazku (9) lze samostatně připojit indikačním potrubím (35) čidlo těsnosti.
6. 6. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky podle bodu 1, vyznačující se tím, že na každý plynový prostor (27) kanálu (8) je napojeno odběrové potrubí (28) k čidlu vodíku v plynu a kanál (8) je s výhodou opatřen hladinoměrem (26).
7. 7. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky podle bodu 1, vyznačující se tím, že vstupní prostory (19) vody a výstupní prostory (20) páry teplosměnných svazků (9) jsou opatřeny snímatelnými dny (36).
8. 8. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky podle bodu 1, vyznačující se tím, že vstupní potrubí (18) vody a výstupní potrubí (21) péry jednotlivých teplosměnných svazků (9) je opatřeno uzavíracími armaturami (37).
9. 9. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky podle bodu 1 , vyznačující se tím, že plynový prostor (24) je napojen odlehčovacím potrubím (26) přes pojištovací element (30), např. průtržnou membránu na seperátor produktů reakce sodíku s vodou.
10. 10. Tělesový parní generátor s teplosměnnými svazky podle,bodu 1, vyznačující se tím, že plynový prostor (24) nad hladinou (23) sodíku včetně vnitřního prostoru (25) vestavby tvoři celý nebo částečný plynový prostor okruhu sodíku napojeného na parní generátor.