CZ288U1

CZ288U1 - Heat-exchange apparatus feeding system, particularly for steam generator

Info

Publication number: CZ288U1
Application number: CZ1993319U
Authority: CZ
Inventors: Ivo Kusák; Stanislav Ing. Csc. Vejvoda; Oldřich Ing. Mátal
Original assignee: Vítkovice, A.S.
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1993-04-28
Also published as: CZ100592A3; WO1993020386A1

Abstract

The substance of the design solution is in that the inlet (1) of feed water is connected to a distribution piece (5) which is attached to shape pieces (6) of a distribution tubing (7) while the peak point of shape pieces (6) are situated at least in the horizontal level of the top edge of the inlet part of the inlet (1) of feed water. Branches of a distribution tubing (7) run above the bundle (10) of heat exchange tubes and/or in the intermediate space of the tube bundle (10) of steam generator heat exchange tubes.

Description

Oblast technikyTechnical field

Užitný vzor se týká napájecí soustavy parogenerátoru, která je jedním z uzlů sekundárního okruhu jaderné elektrárny a řeší jejím vhodným tvarovým a konstrukčním uspořádáním ve vnitřním prostoru tělesa parogenerátoru jednak zajištění účinné tepelné ochrany napájecího nátrubku v přechodových režimech při změnách provozních stavů bloku jaderné elektrárny z důvodů poruch stávajícího napájecího potrubí a jednak umožnění její jednoduché demontáže a montáže do tělesa parogenerátoru, přičemž usnadněním vizuální kontroly napájecího potrubí se předchází vzniku její netěsnosti, zejména v oblasti primárního kolektoru, čímž se zabraňuje jeho poškozování, což vede celkově ke zvýšení životnosti parogenerátoru a k prodloužení doby provozování tohoto celku jaderné elektrárny.The utility model relates to the steam generator power system, which is one of the nodes of the secondary circuit of the nuclear power plant and solves it by its suitable shape and construction arrangement in the internal space of the steam generator body. existing piping and simple disassembly and assembly into the steam generator body, while facilitating visual inspection of the supply piping prevents leakage, especially in the area of the primary collector, thus preventing damage to it, leading to an overall increase in service life of the steam generator and longer operating time of this whole nuclear power plant.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Doposud jsou známy parogenerátory, které slouží jako tepelvý výměník mezi primárním a sekundárním okruhem jaderné elektrárny. Vlastni parogenerátor je tvořen tělesem parogenerátoru, doutnikovitého tvaru, v jehož vnitřním prostoru je umístěn vstupní primární kolektor, výstupní primární kolektor, podpěrný systém trubkového svazku a vlastní napájecí potrubí. Napájecí potrubí sestává z napájecího nátrubku, na který navazuje centrální rozvodné napájecí potrubí, které je vedené v těsné blízkosti podél stěny vstupní části primárního kolektoru, pod úroveň hladiny sekundární vody, přičemž v dolní třetině tělesa parogenerátoru jsou na centrální rozvodné napájecí potrubí napojeny dvě horizontální rozvodné trubky, vyústujici v meziprostorech trubkového svazku teplosměnných trubek parogenerátoru. Nevýhodou výše uvedeného uspořádání jednotlivých uzlů parogenerátoru, zejména jeho napájecí soustavy je to, že při najížděni bloku jaderné elektrárny do provozu dochází k nežádoucímu prohřátí napájecího nátrubku a jeho okolí, t.j. stěny parogenerátoru, od přivádění horké napájecí vody, přitom při odstavování napájení parogenerátoru dochází vlivem odvodu tepla naopak k nežádoucímu ochlazováníSo far steam generators are known which serve as a heat exchanger between the primary and secondary circuits of a nuclear power plant. The steam generator itself consists of a steam generator body, cigar-shaped, in the interior of which the inlet primary collector, the outlet primary collector, the tube bundle support system and the supply pipe are located. The supply line consists of a supply pipe, which is connected to the central distribution supply line, which is run in close proximity along the wall of the primary collector inlet, below the secondary water level, with two horizontal distribution lines connected to the central distribution supply line in the lower third. tubes resulting in the interspaces of the tube bundle of steam generator heat exchange tubes. The disadvantage of the above arrangement of individual steam generator nodes, especially its power supply system, is that when the nuclear power plant unit is put into operation, the supply pipe and its surroundings, ie the steam generator wall, are undesirably warmed up from hot water supply. Conversely, heat dissipation leads to undesired cooling

1’ nátrubku a jeho okolí· Cyklus prohřátí a ochlazování se opakuje v průběhu najíždění a odstavováni bloku jaderné elektrárny. Tento stav má za následek vznik nežádoucího pnutí materiálu a koncentraci napětí materiálu, zejména v oblasti svaru, který přichycuje nátrubek k tělesu parogenerátoru, čímž se výrazně zvyšuje poruchovost této části napájecí soustavy a tím i životnost celého zařízení. Další nevýhodou je to, že vzhledem ke značnému množství kontinuálně přiváděné napájecí vody dochází ve spodní části rozvodného potrubí, v místě napojení horizontálních rozvodných trubek, kde se mění směr a rychlost prouděni napájecí vody, ke vzniku netěsností, a to vlivem kavitační a erozní činnosti napájecí vody. Tyto netěsnosti jsou příčinou nežádoucího úniku relativně chladné napájecí vody do těsné blízkosti vstupní části primárního kolektoru, a ve svém důsledku způsobu-jí vznik napětí materiálu primárního kolektoru vlivem nerovnoměrného tepelného zatížení, což vede v krajním případě ke vzniku trhlin ve stěně primárního kolektoru parogenerátoru a k předčasnému vyřazení celého bloku jaderné elektrárny z provozu. Další nevýhodou je to, že nelze provádět vizuální kontrolu napájecího systému parogenerátoru, nebot nejexponovanější místo, t.j. místo napojení horizontálních rozvodných trubek na přívodní potrubí, je v dolní třetině tělesa parogenerátoru obklopeno trubkovým svazkem. Rovněž nevýhodou je to, že při opravách napájecího potrubí je nutno provést náročné technologické operace, které vyžadují dlouhou dobu odstavení parogenerátoru a tím i bloku jaderné elektrárny z provozu, přitom stávajícím umístěním napájecího potrubí do stísněného prostoru mezi trubkový svazek je znesnadněna jeho demontáž a případná oprava. Nevýhodou je i to, že nelze kontrolovat vůle mezi objímkou rozdělovaciho potrubí a rozdělovacím potrubím. Při zmenšení vůle, vznikají v dilatujícím, rozdělovacím potrubí přídavná nežádoucí napětí.1 ´ the pipe and its surroundings · The heating and cooling cycle repeats during the start-up and shutdown of the nuclear power plant block. This condition results in undesirable material stress and concentration of material stress, especially in the area of the weld, which attaches the sleeve to the steam generator body, which significantly increases the failure rate of this part of the power system and thus the service life of the whole device. Another disadvantage is that due to the considerable amount of continuously supplied feed water, leaks occur in the lower part of the distribution pipe, at the point of connection of horizontal distribution pipes, where the direction and speed of the feed water flow changes, due to cavitation and erosion activity of the feed water. water. These leaks cause unwanted leakage of relatively cool feed water close to the primary collector inlet and result in primary stress on the primary collector material due to uneven thermal load, leading ultimately to cracks in the primary generator collector wall and premature leakage decommissioning of the whole nuclear power plant block. A further disadvantage is that it is not possible to perform a visual inspection of the steam generator feed system, since the most exposed location, i.e. the connection point of the horizontal manifolds to the supply line, is surrounded by a tube bundle in the lower third of the steam generator body. Another disadvantage is that during the repair of the supply pipeline, it is necessary to perform demanding technological operations that require a long time of decommissioning of the steam generator and hence the nuclear power plant block, while the existing placement of the supply pipeline in a confined space between the tube bundle makes it difficult to dismantle it. . Another disadvantage is that the play between the manifold sleeve and the manifold cannot be checked. When the clearance is reduced, additional undesirable stresses occur in the dilating, manifold.

Podstata užitného vzo-r-uThe nature of the utility model

Uvedené nevýhody odstraňuje napájecí soustava, tepelného výměníku, zejména parogenerátoru, která sestává jednak z napájecího nátrubku uchyceného v horní části tělesa parogenerátoru a jednak z rozvodného potrubí a rozvodných trubek napájecí vody.These disadvantages are eliminated by the supply system of the heat exchanger, in particular of the steam generator, which consists, on the one hand, of a supply sleeve mounted in the upper part of the steam generator body, and on the other hand of a manifold and supply water distribution pipes.

- 3 Podstata vynálezu spočívá v tom, že na přívod napájecí vody navazuje rozdělovači kus, na nějž jsou napojeny tvarové díly rozdělovacího potrubí, přičemž vrcholové vody tvarových dílů jsou minimálně v horizontální úrovni horní hrany vstupní části přívodu napáječi vody, přitom větve rozdělovacího potrubí probíhají nad trubkovým svazkem a kde z rozdělovacího potrubí je vyvedena soustava výtokových trubek vyústujících nad trubkovým svazkem teplosměnných trubek a/nebo v meziprostoru trubkového svazku teplosraěnných trubek parogenerátoru. Další podstatou je to, že volné konce výtokových trubek jsou opatřeny mísící krabici. Rovněž podstatou je to, že pod mísící krabicí je umístěn nejméně jeden usměrňovač toku napájecí vody.The principle of the invention is that the supply water supply is connected to a manifold, to which the manifold fittings are connected, wherein the apex water of the manifolds is at least at the horizontal level of the upper edge of the inlet part of the feed water supply. and wherein a plurality of spout tubes extending above the heat exchanger tube bundle and / or in the intermediate space of the steam generator heat exchanger tube bundle are discharged from the manifold. Another principle is that the free ends of the discharge tubes are provided with a mixing box. It is also a matter of fact that at least one feed water flow rectifier is located below the mixing box.

Výhodou napájecí soustavy tepelného výměníku, zejména parogenerátoru je to, že konstrukčním řešením a tvarovou úpravou rozdělovacího kusu a vstupní části obou větví napájecího potrubí nedochází v přechodových režimech při změnách provozních stavů bloku jaderné elektrárny k teplotním šokům materiálu napájecího nátrubku, způsobeným cyklickým několikrát se opakujícím prohříváním a ochlazováním materiálu při najížděni a odstavování bloku jaderné elektrárny. Další výhodou je to, že umístěním napájecí soustavy nad trubkovým svazkem je umožněno prováděni jednoznačné a rychlé vizuální kontroly napájecího systému parogenerátoru a určení případného poškození tohoto potrubí, čímž lze na základě tohoto zjištění zabránit nežádoucímu úniku relativně chladné napájecí vody do prostoru v blízkosti vstupního, primárního kolektoru, který je příčinou vzniku napětí materiálu stěny kolektoru vlivem jejího nerovnoměrného tepelného zatížení.The advantage of the heat exchanger supply system, especially of the steam generator, is that the design and shape of the manifold and the inlet part of both supply line branches does not cause thermal shocks of the supply sleeve material due to cyclic repetitive heating during transient modes. and cooling the material during start-up and shutdown of the nuclear power plant unit. A further advantage is that by placing the supply system above the tube bundle, it is possible to perform a clear and rapid visual inspection of the steam generator supply system and to identify possible damage to this piping, thereby preventing unwanted leakage of relatively cool supply water into the space near the inlet, primary collector, which causes stress on the collector wall material due to its uneven thermal load.

Tímto včasným zjištěním technického stavu napájecího potrubí se předchází vzniku trhlin ve stěně primárního kolektoru a tím i nežádoucím havarijním stavům primárního okruhu jaderné elektrárny, do něhož je zapojen parogenerátor, přičemž toto řešeni výrazně přispívá ke zvýšení životnosti tohoto celku a k prodloužení doby provozování tohoto uzlu jaderné elektrárny. Další výhodou je to, že při opravách napájecí soustavy není nutno provádět náročné technologické operace speciálními technickými a technologickými prostředky, kterými se provádí pouze náhrada vadných dílů stávajícího zařízení, a to ve stísněném prostoru uvnitř trubkového svazku. Rovněž výhodou je to, že konstrukční řešení tohoto zařízení umožňuje jeho velice jednoduchou montáž i demontáž, čímž se zkracuje montážní časy a tím i celková doba odstavení bloku jaderné elektrárny. Výhodou je i to, že vyústěním výtokového potrubí napájecí vody v horní části tělesa parogenerátoru, popř. jeho vyústěním těsně pod nominální hladinu dojde ke zlepšení cirkulace kotlové vody, čímž se zabezpečuje požadované promiseni přivedené napájecí vody se stávající vodou kotlovou. Výhodou je i to, že lze kontrolovat vůle mezi objímkou rozdělovacího potrubí a rozdělovacím potrubím, čímž se zabraňuje vzniku nežádoucích přídavných napětí.This early detection of the technical condition of the supply pipeline prevents cracks in the wall of the primary collector and thus undesirable emergency states of the primary circuit of the nuclear power plant, in which the steam generator is connected, and this solution significantly contributes to increasing the unit lifetime. . Another advantage is that during the repair of the supply system it is not necessary to perform demanding technological operations by special technical and technological means, which only performs the replacement of defective parts of the existing equipment, namely in the confined space inside the tube bundle. It is also advantageous that the design of this device makes it very easy to assemble and dismantle, thereby reducing assembly times and thus the overall shutdown time of the nuclear power plant unit. Another advantage is that the outlet of the feed water outlet pipe in the upper part of the steam generator body, resp. its outlet just below the nominal level will improve the boiler water circulation, thus ensuring the required mixing of the supplied feed water with the existing boiler water. An advantage is that the play between the manifold sleeve and the manifold can be checked, thereby avoiding undesirable additional stresses.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Na přiložených výkresech je zobrazeno zařízeni podle vynále- . zu, kde obr. 1 je čelní pohled do tělesa parogenerátoru, obr. 2 horní pohled do tělesa parogenerátoru, obr. 3 boční pohled na rozdělovači potrubí se soustavou výtokových trubek a na obr. 4 je boční pohled do vnitřního prostoru parogenerátoru v místě přívodu napájecí vody, na který navazuje rozdělovači kus s uchycenými tvarovými díly.The device according to the invention is shown in the accompanying drawings. Fig. 1 is a front view of the steam generator body, Fig. 2 is a top view of the steam generator body, Fig. 3 is a side view of a manifold with an outlet pipe system, and Fig. 4 is a side view of the steam generator interior space. water, to which the distribution piece with attached shaped parts is connected.

Příklady provedení užitného νζοτχτExamples of utility νζοτχτ

Napájecí soustava tepelného výměníku, zejména parogenerátoru podle příkladného provedení sestává z přívodu 1 napájecí vody, např. napájecího nátrubku s připojovacím kusem uchyceného ke stěně 2 v horní polovině tělesa 3, parogenerátoru protilehle vstupnímu primárnímu kolektoru parogenerátoru. Na přívod 1. napájecí vody navazuje svým přívodem rozdělovači kus 5 jehož dva vývody směřující šikmo vzhůru jsou napojeny na tvarové díly např. kolena rozdělovacího potrubí 7, jehož jedna větev je vedena mezi vstupní částí 4 primárního kolektoru a výstupní částí 8 primárního kolektoru parogenerátoru, přičemž druhá větev je vedena kolem vstupní části 4 primárního kolektoru a kde obě větve rozdělovacího potrubí 7 jsou umístěny a upevněny na podpěrné a dilatační kondtrukci 9 a probíhají nad trubkovým svazkem 10 toplosměnných trubek parogenerátoru. Nátrubek ÍJ^a tvarové díly 6 jsou vzájemně uspořádány tak, že vrcholový bod každého z tvarových dílů' 6 je minimálně v horizontální úrovni horní hrany přívodu J. napájecí vody. Čímž se vytváří vodní uzávěr. Z přímých úseků rozdělovaciho potrubí 7 je vyvedena soustava výtokových trubek 12 majících tvar obráceného písmena které vyústují do meziprostoru trubkového svazku 10 teplosměnných trubek parogenerátoru.The supply system of the heat exchanger, in particular of the steam generator according to the exemplary embodiment, consists of a supply water supply 1, eg a supply pipe with a connection piece fixed to the wall 2 in the upper half of the steam generator 3 opposite the inlet primary collector of the steam generator. The inlet 1 of the feed water is connected by a manifold 5 with its two outwardly directed outlets connected to shaped parts, e.g., elbows of the manifold 7, one branch of which is led between the inlet part 4 of the primary collector and the outlet part 8 of the primary collector of the steam generator. the second branch is guided around the inlet part 4 of the primary collector and where the two branches of the manifold 7 are located and fastened to the supporting and expansion conduction 9 and run above the tube bundle 10 of the steam generator heat exchanger tubes. The mouthpiece 11 and the molded parts 6 are arranged so that the apex point of each of the molded parts 6 is at least at the horizontal level of the upper edge of the feed water inlet J. This creates a water seal. From the straight sections of the manifold 7, a set of outflow tubes 12 having the shape of an inverted letter is led to the interspace of the steam generator heat exchanger tube bundle 10.

Další alternativou tohoto řešení je to, že volné konce výtokových trubek 12 jsou opatřeny mísící krabicí .13, jež je tvořena jednak plechovými bočnicemi 14 uchycenými ke koncům výtokových trubek 12 a jednak usměrňovačem 15 toku pro zvýšení promiseni kotlové a napájecí vody.A further alternative of this solution is that the free ends of the discharge pipes 12 are provided with a mixing box 13, which is formed both of metal side panels 14 attached to the ends of the discharge pipes 12 and a flow baffle 15 to increase mixing of boiler and feed water.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

1. A heat exchanger supply system, in particular a steam generator, comprising a supply sleeve mounted in the upper part of the steam generator body and a distribution pipe and supply water pipes, characterized in that a manifold (5) is connected to the supply water inlet (1). to which the manifolds (6) of the manifold (7) are connected, wherein the apex point of the manifolds (6) is at least at the horizontal level of the upper edge of the feed water inlet (1), the manifold branches (7) extending above the tube bundle (10) and wherein a plurality of outflow tubes (12) extending above the tube bundle (10) of the heat exchange tubes and / or in the intermediate portion are discharged from the manifold (7). space of the tube bundle (10) of the steam generator heat exchange tubes.

2. A feeder, a heat exchanger assembly, in particular a steam generator, according to claim 1, characterized in that the free ends of the discharge tubes (12) are provided with a mixing box (13).

Supply / heat exchanger assembly, in particular a steam generator, according to characterized in that at least one supply water flow rectifier (15) is located below the mixing box (13).