ES2586677T3 - Amortiguación de flujo en una vía de tubos de un generador de vapor - Google Patents

Amortiguación de flujo en una vía de tubos de un generador de vapor Download PDF

Info

Publication number
ES2586677T3
ES2586677T3 ES12767938.9T ES12767938T ES2586677T3 ES 2586677 T3 ES2586677 T3 ES 2586677T3 ES 12767938 T ES12767938 T ES 12767938T ES 2586677 T3 ES2586677 T3 ES 2586677T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tubes
tube
steam generator
heat exchange
flow damping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES12767938.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Robert M. Wepfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Co LLC
Original Assignee
Westinghouse Electric Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Co LLC filed Critical Westinghouse Electric Co LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2586677T3 publication Critical patent/ES2586677T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/023Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers with heating tubes, for nuclear reactors as far as they are not classified, according to a specified heating fluid, in another group
    • F22B1/025Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers with heating tubes, for nuclear reactors as far as they are not classified, according to a specified heating fluid, in another group with vertical U shaped tubes carried on a horizontal tube sheet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10Water tubes; Accessories therefor
    • F22B37/20Supporting arrangements, e.g. for securing water-tube sets
    • F22B37/205Supporting and spacing arrangements for tubes of a tube bundle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Un generador (10) de vapor de tubos y carcasa para transferir calor de un fluido primario a un fluido secundario, comprendiendo el generador (10) de vapor: un colector (18) de fluido primario cerrado en un extremo por un primer lado de una placa (22) de tubos y separado en un plenum (30) de entrada y un plenum (28) de salida por medio de una placa divisoria (26); una pluralidad de tubos huecos (13) con forma de U de intercambio de calor que tienen, respectivamente, un diámetro y una rama fría y una rama caliente, conectadas la rama fría y la rama caliente por medio de una sección curvada con forma de U en un extremo y que terminan, respectivamente, en una sección de entrada de la rama caliente y una sección de salida de la rama fría en otro extremo con la sección de entrada de la rama caliente que se extiende a través de la placa (22) de tubos y que se abre al plenum (30) de entrada y la sección de salida de la rama fría que se extiende a través de la placa (22) de tubos y que se abre al plenum (28) de salida; una vía central (60) de tubos en un lado de la carcasa de la placa (22) de tubos, opuesta al primer lado, y centrada entre las ramas calientes y las ramas frías, y que tiene un lado adyacente, respectivamente, a los mismos, de la pluralidad de tubos huecos con forma de U de intercambio de calor, extendiéndose la vía central (60) de tubos por debajo de la sección curvada con forma de U de la pluralidad de tubos con forma de U de intercambio de calor; y caracterizado porque dicho generador comprende, además: una pluralidad de barras alargadas de amortiguación de flujo que se extienden en la vía central (60) de tubos, y en ambos lados de la misma, en una dirección sustancialmente perpendicular a la placa (22) de tubos, no comunicándose las barras de amortiguación de flujo con el fluido primario en el colector de fluido primario y en la que el mayor diámetro exterior de las barras de amortiguación de flujo tiene sustancialmente el mismo diámetro exterior que los tubos huecos con forma de U de intercambio de calor en elevaciones a lo largo de los tubos huecos con forma de U de intercambio de calor y en la que las barras de amortiguación de flujo están colocadas para impedir sustancialmente que los tubos de intercambio de calor sean sacudidos por el paso de agua a través de la vía central (60) de tubos.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
DESCRIPCION
Amortiguacion de flujo en una via de tubos de un generador de vapor Antecedentes
1. Campo
La presente invencion versa, en general, acerca de generadores de vapor con tubos en U y carcasa y, mas en particular, acerca de tales generadores que amortiguan los tubos de intercambio de calor del flujo de alta velocidad de fluido de recirculacion y del agua de alimentacion en la via de tubos.
2. Descripcion de la tecnica relacionada
Un generador de vapor de un reactor nuclear de agua a presion, por ejemplo segun se describe en el documento US 5699395 A, comprende normalmente una carcasa orientada verticalmente, una pluralidad de tubos con forma de U dispuestos en la carcasa, de manera que formen un haz de tubos, una placa de tubos para soportar los tubos en los extremos opuestos a la curvatura similar a una U, una placa divisoria que coopera con la placa de tubos y un cabezal inferior que forma un colector de entrada de fluido primario en un extremo del haz de tubos y un colector de salida de fluido primario en el otro extremo del haz de tubos. Una tobera de entrada de fluido primario se encuentra en comunicacion de fluido con el colector de entrada de fluido primario y una tobera de salida de fluido primario se encuentra en comunicacion de fluido con el colector de salida de fluido primario. El lado secundario del generador de vapor comprende una camisa envolvente dispuesta entre el haz de tubos y la carcasa para formar una camara anular compuesta de la carcasa en el exterior y de la camisa envolvente en el interior y el anillo de distribucion del agua de alimentacion dispuesto por encima del extremo de curvatura similar a una U del haz de tubos.
El fluido primario que ha sido tratado mediante circulacion a traves del reactor entra en el generador de vapor a traves de la tobera de entrada de fluido primario. De la tobera de entrada de fluido primario, se conduce al fluido primario a traves del colector de entrada de fluido de primario, a traves del haz de tubos en U, saliendo del colector de salida de fluido primario y a traves de la tobera de salida de fluido primario al resto del sistema de refrigeracion del reactor. Al mismo tiempo, se introduce agua de alimentacion en el lado secundario del generador de vapor, es decir, el lado del generador de vapor que se comunica con el exterior del haz de tubos por encima de la placa de tubos, a traves de una tobera de agua de alimentacion que esta conectada con un anillo de distribucion del agua de alimentacion en el interior del generador de vapor. En una realizacion, tras entrar en el generador de vapor, el agua de alimentacion se mezcla con el agua que vuelve de los separadores de humedad. Esta mezcla, denominada flujo de bajante, es conducida descendentemente a la camara anular adyacente a la carcasa hasta que la placa de tubos ubicada en la parte inferior de la camara anular provoca que el agua cambie de direccion, pasando en una relacion de transferencia de calor con el exterior de los tubos en U y ascendiendo a traves del interior de la camisa envolvente. Mientras circula el agua en una relacion de transferencia de calor con el haz de tubos, se transfiere el calor del fluido primario en los tubos al agua que rodea los tubos haciendo que se convierta en vapor una porcion del agua que rodea a los tubos. Para diferenciar esta mezcla de vapor/agua del flujo de bajante de fase unica, el flujo de fluido que rodea los tubos esta disenado como el flujo del haz de tubos. Entonces, el vapor se eleva y es conducido a traves de un numero de separadores de humedad que separan el agua arrastrada del vapor y, entonces, el vapor sale del generador de vapor y, normalmente, se lo hace circular a traves de una turbina para generar electricidad de una forma bien conocida en la tecnica.
Dado que el fluido primario contiene materiales radiactivos y esta aislado del agua de alimentacion unicamente por medio de las paredes del tubo en U, las paredes del tubo en U forman parte del lfmite primario para aislar estos materiales radiactivos. Por lo tanto, es importante que se mantengan los tubos en U libres de defectos, estando bien soportados, de forma que no se produzcan roturas en los tubos en U que provocaran que los materiales radiactivos del fluido primario entren en el lado secundario, lo que sena un resultado no deseable. El soporte para los tubos en U se logra principalmente por medio de una pluralidad de placas de soporte de tubos transversales separadas y en tandem que estan colocadas axialmente a lo largo de la altura del haz de tubos y a traves de las cuales pasan los tubos de intercambio de calor, extendiendose sus extremos a traves de la placa de tubos, y fijados a la misma. Los agujeros en las placas de soporte tienen, normalmente, partes planas que soportan lateralmente los tubos de intercambio de calor, y salientes entre las partes planas que permiten el paso del flujo y del vapor del haz de tubos. Sin embargo, se ha documentado un desgaste de los tubos en las placas de soporte de tubos de las unidades generadoras de vapor despues de periodos prolongados de operacion y que posiblemente tienen un ensuciamiento de los tubos y/o de la placa de soporte de los tubos. Las mayores indicaciones tienen una profundidad de 28%. De 79 indicaciones totales documentadas en un generador de vapor, 58, equivalente al 78% del numero total de indicaciones, se producen en las filas 1-5 de los tubos de intercambio de calor. De estas 79 indicaciones totales, un 34% se producen en los tubos de la fila 1. La mayona de estas se producen a mayores elevaciones de la placa de soporte de tubos, en las que se reduce la amortiguacion y se aumentan las velocidades. Estas filas son adyacentes a la region de la via de tubos, centrada entre las ramas calientes y fnas de los tubos, y son sometidas a mayores velocidades y, por lo tanto, pueden experimentar una sacudida inducida por la turbulencia. Es bien conocido que las fuerzas de turbulencia son atenuadas rapidamente en las primeras pocas filas de los tubos de intercambio de calor y los datos demuestran la presencia de este fenomeno por la distribucion de indicaciones de desgaste.
2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
En consecuencia, un objeto de la presente invencion es reducir el degaste de los tubos de intercambio de calor en las placas de soporte de tubos adyacentes a la via de tubos en un generador de vapor de tubos y carcasa.
Ademas, un objeto de la presente invencion es reducir el desgaste de los tubos de intercambio de calor en el entorno de las placas de soporte de tubos adyacentes a la via de tubos sin reducir la eficacia del generador de vapor.
Ademas, un objeto de la presente invencion es reducir el desgaste de los tubos de intercambio de calor en el entorno de las placas superiores de soporte de tubos en las primeras pocas filas de tubos de intercambio de calor adyacentes a la via de tubos.
Sumario
Se consiguen estos y otros objetos por medio de un generador de vapor de tubos y carcasa segun la reivindicacion 1 que tiene un colector de fluido cerrado en un extremo por medio de un primer lado de una placa de tubos y separado en un plenum de entrada y un plenum de salida por medio de una placa divisoria. El generador de vapor tiene una pluralidad de tubos huecos con forma de U de intercambio de calor que tienen, respectivamente, una rama fna y una rama caliente, conectadas las ramas fna y caliente por medio de una seccion curvada con forma de U en un extremo y que termina, respectivamente, en una seccion de entrada de la rama caliente y una seccion de salida de la rama fna en otro extremo, extendiendose la seccion de entrada de la rama caliente a traves de la placa de tubos y abriendose al plenum de entrada y extendiendose la seccion de salida de la rama fna a traves de la placa de tubos y abriendose al plenum de salida. El generador de vapor tiene, ademas, una via de tubos en un lado de la carcasa de la placa de tubos, opuesta al primer lado, y centrada entre las ramas calientes y fnas, y que tiene un lado adyacente, respectivamente, a los mismos, de la pluralidad de tubos huecos con forma de U de intercambio de calor. La mejora se consigue, en combinacion con los anteriores elementos, por medio de una pluralidad de barras alargadas de amortiguacion que se extienden dentro y a ambos lados de la via de tubos en una direccion sustancialmente perpendicular a la placa de tubos. Las barras de amortiguacion estan soportadas de forma que no se comunican con el fluido primario en el colector de fluido primario.
En una realizacion, el diametro exterior mas grande de las barras de amortiguacion tiene sustancialmente el mismo diametro exterior que los tubos huecos con forma de U de intercambio de calor en toda la longitud de las barras de amortiguacion de flujo. En otra realizacion las barras de amortiguacion tienen una longitud axial y el diametro exterior de las barras de amortiguacion vana en la longitud axial. Preferentemente, la longitud axial vana de forma escalonada y el generador de vapor incluye una pluralidad de placas separadas de soporte de tubos, apiladas en tandem y orientadas, respectivamente, transversales con respecto a la longitud axial de las barras de amortiguacion y encontrandose el mayor diametro de las barras de amortiguacion en la placa de soporte de tubos a la que se extienden las barras de amortiguacion que esta mas alejada de la placa de tubos.
En otra realizacion mas, las barras de amortiguacion estan conectadas en un extremo con la placa de tubos. Preferentemente, las barras de amortiguacion se extienden a la placa de tubos sin extenderse a traves de la placa de tubos.
En una realizacion adicional, el generador de vapor tiene una dimension axial que se extiende alejandose del colector de fluido primario, perpendicular a la placa de tubos e incluye, ademas, una pluralidad de placas separadas de soporte de tubos, apiladas en tandem y orientadas, respectivamente, transversales con respecto al eje, a traves de las que pasan las ramas calientes de los tubos y las ramas fnas de los tubos. Las barras de amortiguacion se extienden entre al menos algunas de las placas de soporte de tubos. Preferentemente, las barras de amortiguacion se extienden desde la placa de tubos a traves de sustancialmente todas las placas de soporte de tubos.
En una realizacion, al menos una porcion de la longitud axial de las barras de amortiguacion es hueca y la porcion hueca de las barras de amortiguacion tiene un grosor de pared que es al menos igual o mayor que un grosor de pared de la pluralidad de tubos huecos con forma de U de intercambio de calor. En otra realizacion mas, las barras de amortiguacion son macizas.
De forma alternativa, las barras de amortiguacion pueden comenzar a extenderse desde una elevacion por encima de la placa de tubos y pueden terminar por debajo de una placa superior de soporte de tubos. Ademas, las barras de amortiguacion pueden extenderse a traves de agujeros en al menos dos placas adyacentes de soporte de tubos, estando desplazados al menos algunos de los agujeros a traves de los que se extienden las barras de amortiguacion en una de las dos placas adyacentes de soporte de tubos con respecto a los agujeros correspondientes en otra de las dos placas adyacentes de soporte de tubos. Preferentemente, el desplazamiento es de hasta aproximadamente cuatro milfmetros.
Breve descripcion de los dibujos
Se puede obtener una mayor comprension de la invencion a partir de la siguiente descripcion de las realizaciones preferentes cuando es lefda junto con los dibujos adjuntos, en los que:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
La Figura 1 es una vista en perspectiva, parcialmente recortada, de un generador de vapor de tubos verticales y carcasa;
la Figura 2 es una vista en planta que muestra una porcion de una de las placas de soporte de tubos en torno al area de la via de tubos, con barras de amortiguacion insertadas a traves de los agujeros de flujo que se extienden en ambos lados de la via de tubos;
la Figura 3 es una vista lateral, parcialmente en seccion, de un esquema de una porcion inferior de un generador de vapor que muestra las barras de amortiguacion de la presente invencion extendiendose desde la placa de tubos subiendo a traves de la placa superior de soporte de tubos; y
la Figura 4 es un esquema, parcialmente en seccion, de la porcion inferior de un generador de vapor que muestra las barras de amortiguacion que se extienden desde encima de la placa de tubos a traves de una pluralidad de placas de soporte de tubos por debajo de la placa superior de soporte de tubos.
Descripcion de la realizacion preferente
Con referencia ahora a los dibujos, la Figura 1 muestra un generador 10 de vapor que utiliza una pluralidad de tubos con forma de U que forman un haz 12 de tubos para proporcionar la superficie de calentamiento requerida para transferir calor desde un fluido primario para vaporizar o hervir un fluido secundario. El generador 10 de vapor comprende una vasija que tiene una porcion orientada verticalmente 14 de carcasa tubular y un compartimento superior o cabezal concavo 16 que rodea el extremo superior y un cabezal inferior 18 con forma generalmente hemisferica que rodea el extremo inferior. La porcion inferior 14 de carcasa tiene un diametro menor que la porcion superior 15 de carcasa y una transicion 20 con forma troncoconica conecta las porciones superior e inferior de carcasa. Hay fijada una placa 22 de tubos al cabezal inferior 18 y tiene una pluralidad de agujeros 24 dispuestos en el mismo para recibir extremos de los tubos 13 con forma de U. Hay dispuesta centralmente una placa divisoria 26 en el cabezal inferior 18 para dividir el cabezal inferior en dos compartimentos 28 y 30, que sirven de colectores para el haz 12 de tubos. El compartimento 30 es el compartimento de entrada de fluido primario y tiene una tobera 32 de entrada de fluido primario en comunicacion de fluido con el mismo. Por lo tanto, se hace que el fluido primario, es decir, el refrigerante del reactor que entra en el compartimento 30 de fluido, fluya a traves del haz 12 de tubos y al exterior a traves de la tobera 34 de salida.
El haz 12 de tubos esta rodeado por una camisa envolvente 36 que forma un paso anular 38 entre la camisa envolvente 36 y la carcasa y porciones conicas 14 y 20, respectivamente. La parte superior de la camisa envolvente esta cubierta por una placa inferior 40 de cubierta que incluye una pluralidad de aberturas 42 en comunicacion de fluido con una pluralidad de tubos 44 mas grandes. Hay dispuestos alabes deflectores 46 en el interior de los tubos 44 mas grandes para hacer que gire la corriente que fluye a traves de los mismos y se elimine de forma centnfuga parte de la humedad contenida en el vapor segun fluye a traves de este separador centnfugo primario. El agua separada del vapor en este separador primario es devuelta a la superficie superior de la placa inferior 40 de cubierta. Despues de fluir a traves del separador centnfugo, el vapor pasa a traves de un separador secundario 48 antes de alcanzar una tobera 50 de salida de vapor dispuesta centralmente en el cabezal concavo 16.
La estructura de entrada de agua de alimentacion de este generador incluye una tobera 52 de entrada de agua de alimentacion que tiene, en general, una porcion horizontal denominada anillo 54 de distribucion y una pluralidad de toberas 56 de descarga elevadas por encima del anillo de distribucion. El agua de alimentacion, que es suministrada a traves de la tobera 52 de entrada del agua de alimentacion, pasa a traves del anillo 54 de distribucion del agua de alimentacion y sale a traves de las toberas 56 de descarga y, en una realizacion de la tecnica anterior, se mezcla con agua que fue separada del vapor y a la que se hace recircular. Entonces, la mezcla fluye descendentemente desde encima de la placa inferior 40 de cubierta al interior del paso anular 38 de bajante. Entonces, el agua entra en el haz 12 de tubos en la porcion inferior de la camisa envolvente 36 y fluye entre el haz de tubos, y subiendo por el mismo, donde es calentada para generar vapor.
La accion de ebullicion del agua y el flujo de fluidos que pasa por los tubos de intercambio de calor puede provocar una excitacion fluidoelastica que puede tener como resultado vibraciones de los tubos de intercambio de calor, lo que puede acelerar su desgaste. Hay colocada una pluralidad de placas separadas en tandem 58 de soporte de tubos de intercambio de calor transversamente con respecto a la dimension axial de la carcasa 14 y tienen agujeros a traves de los que se extienden los tubos de intercambio de calor. Los agujeros estan disenados espedficamente tanto para soportar los tubos de intercambio de calor como para proporcionar aberturas para que pasen el agua de alimentacion y el vapor de recirculacion a traves de las mismas. La Figura 2 muestra una vista en planta de una porcion de una placa de soporte de tubos de intercambio de calor en el area de la via de tubos que se extiende por debajo de la region de la curvatura en forma de U de los tubos de intercambio de calor. Se ilustran los tubos 13 de transferencia de calor en varias de las filas 1, 2 y 3 de los agujeros 64 para tubos. Se muestran los tubos 13 de intercambio de calor en varios de los agujeros brochados 64, pero no en todos ellos, aunque se debena comprender, que los tubos de intercambio de calor se extienden a traves de sustancialmente cada uno de los agujeros brochados mostrados. Los tubos 13 estan soportados sobre las partes planas 70 de los agujeros 64 y se conduce el flujo de refrigerante en torno a los tubos a traves de los salientes 66. Las Filas 1, 2 y 3 son las mas susceptibles a una vibracion y al desgaste inducidos por turbulencia, que son resultado del flujo transversal en la via central 60 de tubos. Por lo tanto, los tubos 13 de intercambio de calor en las filas 1, 2 y 3 experimentan una sacudida inducida por turbulencia. Los datos de desgaste de los tubos de intercambio de calor recogidos de los generadores operativos
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
validan que se atenuan rapidamente las fuerzas de turbulencia en las primeras pocas filas de los tubos 13 de intercambio de calor. Los agujeros 74 de flujo mas cercanos a la lmea central de la placa de soporte de tubos limitan el flujo unidireccional de agua a traves de la region de via de tubos del haz de tubos y distribuyen el flujo antes de la entrada en la region curvada con forma de U de flujo cruzado. Se utilizan ranuras de flujo en vez de agujeros 74 de flujo para las placas inferiores de soporte de tubos.
Segun el presente documento, se extienden barras alargadas 62 de amortiguacion a traves de los agujeros 74 de flujo en ambos lados de la via 60 de tubos y sustancialmente impiden que las filas 1, 2 y 3 de los tubos 13 de intercambio de calor sean sacudidas por el paso de agua a traves de los agujeros 74 de flujo, y transversalmente con respecto a los mismos. Por lo tanto, los amortiguadores 62 de flujo de la via de tubos estan ubicados entre la region libre de tubos de flujo unidireccional a lo largo de la via 60 de tubos y tienen el efecto de atenuar las velocidades laterales que se producen cuando el flujo a traves de la via de tubos pasa por cada placa sucesiva 58 de soporte de tubos y/o incide sobre la misma. Las barras 62 de amortiguacion pueden estar soportadas lateralmente por agujeros redondos, tales como agujeros 74 de flujo o agujeros brochados tales como los agujeros 64 de soporte de tubos, y pueden estar fabricadas de acero inoxidable u otro material resistente a la erosion/corrosion. En la realizacion preferente, las barras 62 de amortiguacion de flujo se extenderan desde la cara secundaria de la placa 22 de tubos hasta unos centimetres mas alla de la placa superior 68 de soporte de tubos. La Figura 3 muestra, de forma esquematica, un corte transversal de la porcion inferior de un generador de vapor que contiene el haz 12 de tubos, mostrandose unicamente con un numero representativo de tubos con forma de U. En este ejemplo, hay dispuestas ocho placas 58 de soporte en tandem, separadas a lo largo del eje del generador. Las placas de soporte de tubos estan soportadas lateralmente mediante una pluralidad de barras 72 de apoyo que estan fijadas a la placa 22 de tubos en sus extremos inferiores bien mediante soldadura o bien atornilladas en un rebaje roscado en la cara superior de la placa de tubos. Las barras de apoyo se extienden desde la placa de tubos a traves de aberturas redondas en cada una de las placas 58 de soporte de tubos, terminando a poca distancia por encima de la placa superior 68 de soporte. Aunque, con fines ilustrativos, solo se muestran dos barras 72 de apoyo en la Figura 3, en realidad, se proporciona un numero sustancial de barras de apoyo adicionales entre las ramas calientes y frias de los tubos 13 de intercambio de calor para soportar las placas de soporte de tubos contra un movimiento lateral. De forma similar, en esta realizacion preferente, las barras 62 de amortiguacion se extienden desde el rebaje en la cara superior de la placa 22 de tubos, en el que pueden fijarse similarmente y extenderse ascendentemente unos centimetres por encima de la placa superior 68 de soporte de tubos. Preferentemente, las barras 62 de amortiguacion estan fabricadas con el mismo diametro que el tubo 13 de intercambio de calor, por lo que no habra impedimento para operaciones de mantenimiento, tales como inspecciones en el interior del haz o una limpieza de lodos con lanza de proyeccion, y las barras no tendran un aspecto distinto de dos filas adicionales de tubos. La reduccion en la anchura de la via de tubos resultante de la presencia de las barras de amortiguacion no afectara a la capacidad de mantenimiento, dado que la anchura de la via de tubos seguira siendo mayor que la de las unidades generadoras de vapor mas limitantes.
La Figura 4 muestra un esquema de generador de vapor ilustrado anteriormente en la Figura 3, extendiendose las barras 62 de amortiguacion desde una elevacion por encima de la placa 22 de tubos y, en este caso, por encima de la placa mas baja 76 de soporte de tubos de intercambio de calor, hasta una elevacion inmediatamente por encima de la placa 58 de soporte de tubos de intercambio de calor por debajo de la placa superior 68 de soporte de tubos de intercambio de calor. Ademas, se muestra que las barras 62 de amortiguacion tienen un diametro escalonado, extendiendose el diametro mayor a traves de las placas superiores 58 de soporte de los tubos de intercambio de calor para proporcionar mas proteccion contra las sacudidas en las areas de mayor turbulencia. Ademas, las barras 62 de amortiguacion pueden tener paredes gruesas, en comparacion con las paredes de los tubos de intercambio de calor, segun se muestra en el extremo superior de las barras de amortiguacion ilustradas en la Figura 4 o ser macizas, segun se ilustra en la Figura 3. Ademas, las posiciones de la lmea central de los agujeros de soporte de barras de amortiguacion y de los tubos de intercambio de calor en placas alternas de soporte de tubos pueden estar desplazadas hasta cuatro milfmetros para controlar adicionalmente la vibracion tanto de las barras 62 de amortiguacion como de los tubos 13 de intercambio de calor. Esto proporcionara precargas ligeras que ayudaran a eliminar el desgaste por impactos, que tiene mayores tasas de desgaste que un desgaste de tipo por frotamiento.
Aunque se han descrito con detalle realizaciones de la invencion, los expertos en la tecnica apreciaran que se podrian desarrollar diversas modificaciones y alternativas a esos detalles teniendo en cuenta las ensenanzas generales de la divulgacion. En consecuencia, se pretende que las realizaciones particulares solo sean ilustrativas y no limitantes en cuanto al alcance de la invencion, al que se le debe dar la total amplitud de las reivindicaciones adjuntas y cualesquiera y la totalidad de los equivalentes de las mismas.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Un generador (10) de vapor de tubos y carcasa para transferir calor de un fluido primario a un fluido secundario, comprendiendo el generador (10) de vapor:
    un colector (18) de fluido primario cerrado en un extremo por un primer lado de una placa (22) de tubos y separado en un plenum (30) de entrada y un plenum (28) de salida por medio de una placa divisoria (26); una pluralidad de tubos huecos (13) con forma de U de intercambio de calor que tienen, respectivamente, un diametro y una rama fna y una rama caliente, conectadas la rama fna y la rama caliente por medio de una seccion curvada con forma de U en un extremo y que terminan, respectivamente, en una seccion de entrada de la rama caliente y una seccion de salida de la rama fna en otro extremo con la seccion de entrada de la rama caliente que se extiende a traves de la placa (22) de tubos y que se abre al plenum (30) de entrada y la seccion de salida de la rama fna que se extiende a traves de la placa (22) de tubos y que se abre al plenum (28) de salida;
    una via central (60) de tubos en un lado de la carcasa de la placa (22) de tubos, opuesta al primer lado, y centrada entre las ramas calientes y las ramas fnas, y que tiene un lado adyacente, respectivamente, a los mismos, de la pluralidad de tubos huecos con forma de U de intercambio de calor, extendiendose la via central (60) de tubos por debajo de la seccion curvada con forma de U de la pluralidad de tubos con forma de U de intercambio de calor; y caracterizado porque dicho generador comprende, ademas:
    una pluralidad de barras alargadas de amortiguacion de flujo que se extienden en la via central (60) de tubos, y en ambos lados de la misma, en una direccion sustancialmente perpendicular a la placa (22) de tubos, no comunicandose las barras de amortiguacion de flujo con el fluido primario en el colector de fluido primario y en la que el mayor diametro exterior de las barras de amortiguacion de flujo tiene sustancialmente el mismo diametro exterior que los tubos huecos con forma de U de intercambio de calor en elevaciones a lo largo de los tubos huecos con forma de U de intercambio de calor y en la que las barras de amortiguacion de flujo estan colocadas para impedir sustancialmente que los tubos de intercambio de calor sean sacudidos por el paso de agua a traves de la via central (60) de tubos.
  2. 2. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 1, en el que el diametro exterior mas grande de las barras de amortiguacion de flujo tiene sustancialmente el mismo diametro exterior que los tubos huecos con forma de U de intercambio de calor a lo largo de toda la longitud de las barras de amortiguacion de flujo.
  3. 3. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 1, en el que las barras de amortiguacion de flujo tienen una longitud axial y el diametro exterior de las barras de amortiguacion de flujo vana a lo largo de la longitud axial de las barras de amortiguacion de flujo.
  4. 4. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 3, en el que la longitud axial vana de forma escalonada.
  5. 5. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 4, que incluye una pluralidad de placas separadas de soporte de tubos, apiladas en tandem y colocadas, respectivamente, transversales con respecto a la longitud axial de las barras de amortiguacion de flujo y en el que el diametro mas grande de las barras de amortiguacion de flujo esta en la placa de soporte de tubos en la que se extienden las barras de amortiguacion de flujo, que se encuentra mas alejada de la placa de tubos.
  6. 6. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 1, en el que las barras de amortiguacion de flujo estan conectadas en un extremo a la placa de tubos.
  7. 7. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 6, en el que las barras de amortiguacion de flujo se extienden a la placa de tubos sin extenderse a traves de la placa de tubos.
  8. 8. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 1, en el que el generador de vapor tiene una
    dimension axial que se extiende alejandose del colector de fluido primario, perpendicular con respecto a la
    placa de tubos e incluye, ademas, una pluralidad de placas separadas de soporte de tubos, apiladas en tandem y colocadas, respectivamente, transversales con respecto al eje, a traves de las cuales pasan las ramas calientes y las ramas fnas, extendiendose las barras de amortiguacion de flujo entre al menos algunas de las placas de soporte de tubos.
  9. 9. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 8, en el que se extienden las barras de
    amortiguacion de flujo desde la placa de tubos a traves de sustancialmente todas las placas de soporte de
    tubos.
  10. 10. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 8, en el que al menos una porcion de la longitud axial de las barras de amortiguacion de flujo es hueca y la porcion hueca de las barras de amortiguacion de
    10
    15
    flujo tiene un grosor de pared que es al menos igual o mayor que un grosor de pared de la pluralidad de tubos huecos con forma de U de intercambio de calor.
  11. 11. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 8, en el que las barras de amortiguacion de flujo son macizas.
  12. 12. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 8, en el que las barras de amortiguacion de flujo comienzan a extenderse desde una elevacion por encima de la placa de tubos.
  13. 13. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 8, en el que las extensiones de las barras de amortiguacion de flujo terminan por debajo de una placa superior de soporte de tubos.
  14. 14. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 8, en el que las barras de amortiguacion de flujo se extienden a traves de agujeros en al menos dos placas adyacentes de soporte y al menos algunos de los agujeros a traves de los que se extienden las barras de amortiguacion de flujo en una de las dos placas adyacentes de soporte de tubos estan desplazados con respecto a los agujeros correspondientes en otra de las dos placas adyacentes de soporte.
  15. 15. El generador de vapor de tubos y carcasa de la Reivindicacion 14, en el que el desplazamiento es de hasta aproximadamente 4 mm.
ES12767938.9T 2011-04-04 2012-04-26 Amortiguación de flujo en una vía de tubos de un generador de vapor Active ES2586677T3 (es)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161471328P 2011-04-04 2011-04-04
US201161471328P 2011-04-04
US13/197,890 US9534779B2 (en) 2011-04-04 2011-08-04 Steam generator tube lane flow buffer
US201113197890 2011-08-04
PCT/US2012/035169 WO2012139139A1 (en) 2011-04-04 2012-04-26 Steam generator tube lane flow buffer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2586677T3 true ES2586677T3 (es) 2016-10-18

Family

ID=46925707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES12767938.9T Active ES2586677T3 (es) 2011-04-04 2012-04-26 Amortiguación de flujo en una vía de tubos de un generador de vapor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9534779B2 (es)
EP (1) EP2694904B1 (es)
CN (1) CN103534549B (es)
BR (1) BR112013025509A2 (es)
ES (1) ES2586677T3 (es)
WO (1) WO2012139139A1 (es)
ZA (1) ZA201307342B (es)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103868049B (zh) * 2012-12-13 2016-06-01 中国核动力研究设计院 一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置
US9920925B2 (en) 2013-12-20 2018-03-20 Westinghouse Electric Company Llc Steam generator sludge lance apparatus
RU2570964C1 (ru) * 2014-12-12 2015-12-20 Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" (ОАО ОКБ "ГИДРОПРЕСС") Коллектор теплоносителя парогенератора с u-образными трубами горизонтального теплообменного пучка и способ его изготовления
RU2583324C1 (ru) * 2014-12-12 2016-05-10 Открытое акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" (ОАО ОКБ "ГИДРОПРЕСС") Горизонтальный парогенератор для реакторной установки с водо-водяным энергетическим реактором и реакторная установка с указанным парогенератором
ITUB20150576A1 (it) * 2015-04-24 2016-10-24 Hexsol Italy Srl Scambiatore di calore a fascio tubiero e struttura perfezionata
US11512902B2 (en) * 2017-11-01 2022-11-29 Holtec International Flow baffles for shell and tube heat exchangers

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1883605A (en) * 1930-05-14 1932-10-18 Babcock & Wilcox Co Steam reheater
US1987891A (en) * 1934-06-09 1935-01-15 C H Leach Company Heat exchange apparatus
US2279552A (en) * 1940-11-22 1942-04-14 Westinghouse Electric & Mfg Co Heat exchange apparatus
US2805049A (en) * 1954-01-27 1957-09-03 Union Carbide Corp Heat exchanger tube spacers
US2946570A (en) * 1957-03-20 1960-07-26 Foster Wheeler Corp Vertical feedwater heater
US3147743A (en) * 1962-05-08 1964-09-08 Combustion Eng Vertical recirculating type vapor generator
GB1225967A (es) * 1967-03-22 1971-03-24
US3483848A (en) * 1967-12-01 1969-12-16 Ramona Bernice Green Vapor generator with integral economizer
US3465727A (en) * 1968-03-04 1969-09-09 Baldwin Lima Hamilton Corp Steam generator and method of making the same
US3706301A (en) * 1971-07-13 1972-12-19 Combustion Eng Integral economizer for u-tube generator
US4204305A (en) * 1971-08-27 1980-05-27 The Babcock & Wilcox Company Method of assembling a heat exchange apparatus
US3807365A (en) * 1972-07-24 1974-04-30 Westinghouse Electric Corp U-tube steam generator with segment superheater
US3868994A (en) * 1973-02-26 1975-03-04 Atomic Energy Commission Liquid metal operated heat exchanger
US3867908A (en) * 1973-04-24 1975-02-25 Westinghouse Electric Corp Cross flow baffle for a steam generator
US3907026A (en) * 1973-08-21 1975-09-23 Westinghouse Electric Corp Double tube heat exchanger
US3916843A (en) 1974-01-15 1975-11-04 Westinghouse Electric Corp Buffer zone for counterflow preheater
US3942481A (en) * 1974-09-18 1976-03-09 Westinghouse Electric Corporation Blowdown arrangement
US4173997A (en) * 1977-02-23 1979-11-13 Westinghouse Electric Corp. Modular steam generator
US4143709A (en) 1977-03-15 1979-03-13 Westinghouse Electric Corp. Tube support system
US4266600A (en) * 1977-06-28 1981-05-12 Westinghouse Electric Corp. Heat exchanger with double walled tubes
DE2735450A1 (de) * 1977-08-05 1979-02-15 Kraftwerk Union Ag Dampferzeuger fuer kernkraftwerke, insbesondere fuer druckwasserreaktoren
US4576228A (en) * 1984-02-03 1986-03-18 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Minimum wear tube support hole design
US5158162A (en) * 1989-09-15 1992-10-27 Westinghouse Electric Corp. Tube vibration dampener and stiffener apparatus and method
JP2952102B2 (ja) * 1991-04-05 1999-09-20 ウエスチングハウス・エレクトリック・コーポレイション 熱交換器
FR2690504B1 (fr) * 1992-04-28 1994-06-03 Framatome Sa Generateur de vapeur a dispositif de distribution et de reparation de l'eau alimentaire et de l'eau de recirculation dans la partie secondaire.
FR2707382B1 (fr) * 1993-07-09 1995-09-22 Framatome Sa Echangeur de chaleur comportant un faisceau de tubes cintrés en U et des barres antivibratoires entre les parties cintrées des tubes.
US5329886A (en) * 1993-08-02 1994-07-19 Westinghouse Electric Corporation Steam generator
FR2709174B1 (fr) * 1993-08-20 1995-11-17 Framatome Sa Echangeur de chaleur comportant des moyens de maintien de barres antivibratoires intercalés entre les tubes du faisceau de l'échangeur.
CN2212769Y (zh) * 1994-06-24 1995-11-15 金晶 一种新型强化传热汽-水换热器
US5699395A (en) * 1995-10-05 1997-12-16 Westinghouse Electric Corporation Segmented stayrod for restricting transverse displacement of a nuclear heat exchanger tube support plate
US5713412A (en) * 1996-05-13 1998-02-03 Westinghouse Electric Corporation Apparatus for attenuating vibration of a tubular member
CN2327981Y (zh) * 1998-04-30 1999-07-07 黄大林 一种新型螺旋槽管换热器
CN1284646A (zh) * 1999-08-12 2001-02-21 江苏双良科技有限公司 渐缩流通面积换热器
US6772832B2 (en) * 2002-04-23 2004-08-10 Babcock & Wilcox Canada, Ltd. Heat exchanger tube support bar
US6988540B2 (en) * 2003-02-25 2006-01-24 Honeywell International Inc. Solid buffer rods in high temperature heat exchanger
JP4205035B2 (ja) * 2004-09-27 2009-01-07 住友化学株式会社 接触気相反応用多管式反応装置
JP2007271157A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 伝熱管の支持構造
CN200940826Y (zh) * 2006-05-26 2007-08-29 蔡锡琮 可实现低疏冷段端差的卧式加热器
US7740057B2 (en) * 2007-02-09 2010-06-22 Xi'an Jiaotong University Single shell-pass or multiple shell-pass shell-and-tube heat exchanger with helical baffles
US8695688B2 (en) * 2007-07-18 2014-04-15 Babcock & Wilcox Canada Ltd. Nubbed U-bend tube support

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012139139A1 (en) 2012-10-11
US20120247727A1 (en) 2012-10-04
ZA201307342B (en) 2020-02-26
CN103534549B (zh) 2016-07-06
CN103534549A (zh) 2014-01-22
EP2694904A1 (en) 2014-02-12
BR112013025509A2 (pt) 2016-12-27
EP2694904B1 (en) 2016-05-18
EP2694904A4 (en) 2015-01-21
US9534779B2 (en) 2017-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2586677T3 (es) Amortiguación de flujo en una vía de tubos de un generador de vapor
ES2337772T3 (es) Tobera de fondo con filtro de residuos con caida de presion reducida para un conjunto combustible de un reactor niclear.
EP1985917B1 (en) Steam generator loose parts collector weir
ES2627024T3 (es) Aparato de dispersión de agua de alimentación para generador de vapor de flujo axial
US9091486B2 (en) Pressurized-water-cooled nuclear reactor with compact steam generators
EP3050063B1 (en) Steam generator and method of securing tubes within a steam generator against vibration
ES2661041T3 (es) Evaporador continuo
ES2839130T3 (es) Serpentín de evaporador supercrítico de tubos vertical de un solo paso para un HRSG
ES2716312T3 (es) Disposición y procedimiento en caldera de recuperación de sosa
ES2688607T3 (es) Haz de tubos de generador de vapor antiobstrucción
US3545412A (en) Molten salt operated generator-superheater using floating head design
ES2690733T3 (es) Muelle de retención del conjunto de combustible nuclear
US3683866A (en) Superheating steam generator
ES2844382T3 (es) Intercambiador de calor para generador de vapor de sal fundida en una planta de energía solar concentrada
KR0140892B1 (ko) 수평 증기 분리기-과열기용 과열기 다발
ES2885829T3 (es) Intercambiador de calor para un generador de vapor de sal fundida en una planta de energía solar concentrada (III)
ES2777774T3 (es) Tubo guía de barra de control con un conjunto de guía intermedia extendida
ES2930858T3 (es) Tambor de vapor y líquido para un intercambiador de calor de carcasa y tubos
KR20100118938A (ko) 공급수 불순물 트랩
JP6007241B2 (ja) チューブアンドシェル型蒸気発生器
US20050157838A1 (en) Axially segregated part-length fuel rods in a reactor fuel bundle
US1726234A (en) Water-tube boiler
US20140116360A1 (en) Method and apparatus for securing tubes in a steam generator against vibration
CS204752B1 (cs) Parogenerátor, zvláště jako teplonositelem
JP2002202394A (ja) 原子炉