KR20120024703A - 증기발생기 - Google Patents

증기발생기 Download PDF

Info

Publication number
KR20120024703A
KR20120024703A KR1020117028971A KR20117028971A KR20120024703A KR 20120024703 A KR20120024703 A KR 20120024703A KR 1020117028971 A KR1020117028971 A KR 1020117028971A KR 20117028971 A KR20117028971 A KR 20117028971A KR 20120024703 A KR20120024703 A KR 20120024703A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spiral
steam generator
heat exchanger
steam
header
Prior art date
Application number
KR1020117028971A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101367484B1 (ko
Inventor
슈안 헤
후아이밍 주
신신 우
샤오웨이 루오
젱밍 장
종신 우
주오이 장
Original Assignee
칭화 유니버시티
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41122608&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20120024703(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 칭화 유니버시티 filed Critical 칭화 유니버시티
Publication of KR20120024703A publication Critical patent/KR20120024703A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101367484B1 publication Critical patent/KR101367484B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/061—Construction of tube walls
    • F22B29/064—Construction of tube walls involving horizontally- or helically-disposed water tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1823—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines for gas-cooled nuclear reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/22—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight
    • F22B21/26—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight bent helically, i.e. coiled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F22B21/22—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight
    • F22B21/28—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically built-up from water tubes of form other than straight or substantially straight bent spirally
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/067—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes operating at critical or supercritical pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/62—Component parts or details of steam boilers specially adapted for steam boilers of forced-flow type
    • F22B37/64—Mounting of, or supporting arrangements for, tube units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/028—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits by using inserts for modifying the pattern of flow inside the header box, e.g. by using flow restrictors or permeable bodies or blocks with channels

Abstract

증기발생기(1)는 열교환기(13), 액체 헤더(11)와 증기 헤더(12)를 포함한다. 열교환기(13)는 여러 개의 구조가 같은 열교환 어셈블리(2)로 조립되어 구성된다. 열교환 어셈블리(2)는 나선 전열관군(3), 중앙 실린더(4)와 슬리브(5)를 포함한다. 나선 전열관은 중앙 실린더(4)와 슬리브(5)사이의 환형 공간내에서 부동한 반경으로 동축심을 이루며 나선형으로 배치되어 하나 또는 여러 개의 동심 열교환 원기둥면(6)을 형성한다. 액체 헤더(11)의 일단은 주급수관(14)과 연결되고 타단은 나선 전열관군(3)과 연결된다. 증기 헤더(12)의 일단은 주증기관(15)과 연결되고 타단은 나선 전열관군(3)과 연결된다.

Description

증기발생기{STEAM GENERATOR}
본 발명은 증기동력 사이클기술영역에 관한 것으로서, 특히 증기발생기에 관한 것이다.
랭킨(Rankine) 사이클을 기반으로 하는 수증기 동력 사이클은 원자력 발전, 연료가스/증기 병합 순환 및 석탄화력 발전소 등 영역에 널리 응용되고 있다. 이러한 영역에서, 고온고열의 수증기를 생성하는 것은 열 에너지를 동력으로 전환하는 첫번째 단계이다. 현재, 수증기를 생성하는 설비는 주로 자연 순환식 증기발생기와 관류식 증기발생기 두가지가 있다. 자연 순환식 증기발생기에 비해 관류식 증기발생기는 직접 과열 증기 및 초고압과 초임계 파라미터의 증기를 생성할 수 있으며 더 높은 발전 효율을 가지며 구조가 치밀하다.
열을 받는 수관의 상이한 배치 방식에 따라, 관류식 증기발생기는 직관형과 나선관형 두가지로 나눌수 있다. 나선관 배치에 비해, 직관형 관류식 증기발생기는 구조가 더 간단하나 그 열교환관의 재료와 통체 재료의 상이함으로 인해 선팽창 차이가 존재하여 전열관과 관판에 응력이 집중되어 전체 설비의 운행안전에 영향을 주게 된다. 나선관형 관류식 증기발생기는 전체 열교환 면적이 비교적 크지만 그 구조특징으로 인해 응력 집중 현상을 잘 해결할 수 있으며 공간에서의 신축성이 더욱 좋다.
상술한 우점으로 인하여 나선관형 관류식 증기발생기는 원자로 발전 및 동력 영역에서 널리 응용되고 있다. 그 설계는 주로 일체형 큰 나선관형 설계와 분리 배치된 모듈화 설계 두가지로 나뉘어 진다.
독일의 THTR-300 토륨 고온가스냉각로, 미국 포트 세인트 브레인고온가스랭각로, 영국 AGR형 원자로, 심지어 최신 나트륨 냉각 쾌속 원자로도 모두 멀티헤드 와인딩된 일체화 배치된 큰 나선관형 관류식 증기발생기를 사용하고 있다. 상기 증기발생기는 구조가 치밀하고 나선의 곡률반경이 크기에 체적 검사와 표면 검사를 진행할 수 있는 우점이 있지만 아래와 같은 문제가 있다. 1) 원자로 밖의 열적 실험을 진행하여 설계를 검증할 수 없기에 운행 시 물흐름측은 다시 분배될 수 없어 증기 온도의 불균일을 일으키기가 쉽다. 2) 일체화 배치된 큰 나선관형 관류식 증기발생기는 각 층의 나선관의 굽힘 직경이 부동하므로 각 층의 나선관은 모두 독립된 공구가 필요되며 가공비용이 비싸고 주기가 매우 길다. 3) 흐름에 의한 진동을 방지하기 위해 더 많은 지지판이 필요되며 열교환관과 지지판의 국부 응력이 너무 큰 문제가 더욱 돌출하다.
러시아의 ＶＧ-400, ＡБＴＹ-ц50, ＢГＰ-300 로와 청화대학 10MW고온가스 냉각 실험로는 모두 분리 배치된 모듈화 관류식 증기발생기를 사용하고 있다. 이러한 증기발생기는 배치-생산할 수 있고 제조가격이 낮으며 각 모듈이 로 밖에서 열적 검증 시험을 할 수 있는데 주요 우점이 있다. 상기 장치의 주요문제는 아래 것을 포함한다. 1) 구조가 치밀하지 못하다. 2) 나선관의 작은 곡률반경으로 인해 체적과 표면의 가동중검사를 진행할 수 없다. 3) 관 막힘 발생 시, 물 흐름측을 막아야 할 뿐만아니라 고온 열매 일측도 막아야 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 증기발생기를 제공하여 종래 기술의 일체화된 큰 나선관형 설계와 분리 배치된 모듈화 설계의 각각의 결함을 극복하고 전열관 체적과 표면에 대한 가동중검사를 실현하며 안전 리스크를 제때에 발견하고 사용전 열적 검증 시험을 진행하며 설계의 신뢰성에 대해 검증할 수 있도록 하는 것이다.
상기 목적에 도달하기 위하여 본 발명은 증기발생기를 제공하였는 바, 상기 증기발생기는 여러 개의 구조가 같은 열교환 어셈블리로 조립되어 구성되고 상기 열교환 어셈블리가 나선 전열관군, 중앙 실린더와 슬리브를 포함하며, 나선 전열관이 중앙 실린더와 슬리브사이의 환형 공간내에서 부동한 반경으로 동축심을 이루며 나선형으로 배치되어 하나 또는 여러 개의 동심 열교환 원기둥면을 형성하여 구성되는 열교환기; 일단은 주급수관과 연결되고 타단은 나선 전열관군과 연결되는 액체 헤더; 일단은 주증기관과 연결되고 타단은 나선 전열관군과 연결된 증기 헤더를 포함한다.
또한, 상기 열교환 원기둥면은 하나 또는 여러 개의 나선 전열관으로 구성된다.
또한, 상기 나선 전열관의 곡률반경은 관재료 체적과 표면 센싱 프로브가 전반 경로에 도달하고 통과하는 것을 만족한다.
또한, 중앙 실린더의 축 방향으로 상기 인접된 열교환면 상의 나선 전열관군의 와인딩 방식은 순시침방향과 역시침방향을 따라 간격을 두고 배열되는 것, 또는 전부 순시침방향을 따라 배열되는 것, 또는 전부 역시침방향을 따라 배열되는 것을 포함한다.
또한, 상기 나선 전열관군, 중앙 실린더와 슬리브의 횡단면은 원형 또는 라운드된 직사각형이다.
또한, 열매의 유동방향에서 상기 액체 헤더는 열교환기의 상류에 배치되고 증기 헤더는 열교환기의 하류에 배치되거나 증기 헤더는 열교환기의 상류에 배치되고 액체 헤더는 열교환기의 하류에 배치된다.
또한, 상기 증기발생기의 설치방식은 직립식 설치, 수평식 설치, 또는 임의의 각도로의 설치를 포함한다.
또한, 개개의 나선 전열관이 액체 헤더와 연결하는 부위의 내부에는 고정형 오리피스 판과 분해형 오리피스 판이 장착되어 있으며, 상기 고정형 오리피스 판은 나선 전열관 내 2상의 유체 유동의 안정성을 확보하고 각 나선 전열관의 저항력을 균일하게 하는데 사용되고, 상기 분해형 오리피스 판은 하나의 나선 전열관이 실효되었을 때 실효된 나선 전열관이 위치한 나선 원기둥면의 기타 나선 전열관의 분해형 오리피스 판을 제거하여 나선관 내의 유량 재분배를 실현한다.
종래기술에 비해 본 발명의 기술방안은 아래와 같은 우점이 있다.
1) 어셈블리는 배치-생산할 수 있으며 제조가격이 낮다.
2) 단일 어셈블리는 로 밖에서 열적 검증 시험을 할 수 있다.
3) 각 어셈블리는 여러 개의 나선 원기둥면으로 구성되며 각 나선 원기둥면은 또 멀티헤드 나선관으로 구성되어 분리 배치된 배치 구조가 치밀하지 못한 결함을 개선하였으며 나선관 곡률반경이 작기에 구조가 안정하고 흐름에 의한 진동이 발생하기가 어려우며 지지구조가 간단하고 믿음직하다.
4) 나선관의 최소 곡률반경은 현재 가동중검사수단의 접근성에 의해 선택되며 각 어셈블리의 전열관은 헤더를 설치하지 않고 모두 동일한 액체 헤더와 증기 헤더에 연결되여 체적과 표면의 가동중검사를 진행할 수 있다. 그리고 관 막힘 발생 시, 하나의 모듈을 막을 필요없이 하나의 관만 막음으로써 전열관의 최대 이용율을 유지한다.
5) 고정형 오리피스 판과 분해형 오리피스 판의 설계는 관 막힘 후의 유량 재분배를 간편하게 한다.
도1은 본 발명의 실시예1에 의한 증기발생기가 수평 고온 유체 통로내에서의 종단면도,
도2는 본 발명의 실시예2에 의한 증기발생기가 수평 고온 유체 통로내에서의 종단면도,
도3은 본 발명의 실시예3에 의한 증기발생기가 수직 고온 유체 통로내에서의 종단면도,
도4는 본 발명의 실시예4에 의한 증기발생기가 수직 고온 유체 통로내에서의 종단면도,
도5는 본 발명의 실시예에 의한 열교환 어셈블리의 내부구조 예시도,
도6은 본 발명의 실시예에 의한 나선관 입구의 오리피스 판의 구조 예시도이다.
본 발명은 모듈식의 특징을 여전히 보유하고 있으나 각 어셈블리는 여러 개의 나선 원기둥면으로 구성되고 각 나선 원기둥면은 또 멀티헤드 나선관으로 구성되어 분포식 구조가 치밀하지 못한 결함을 개선하였다. 나선관의 최소 곡률반경은 현재 가동중검사수단의 접근성에 의해 선택되며 각 어셈블리의 전열관은 동일한 액체 헤더와 증기 헤더에 직접 연결되고 체적과 표면의 가동중검사를 진행할 수 있으며 관 막힘 발생 시 하나의 모듈을 막을 필요없이 하나의 관만 막음으로써 전열관의 최대 이용율을 유지한다.
각 전열관의 급수 입구에는 오리피스 판이 장착되어 있고 오리피스 판은 고정형 오리피스 판과 분해형 오리피스 판으로 나뉘어 진다. 고정형 오리피스 판은 초기 유량 분배와 안정성 요구를 만족하며 분해형 오리피스 판은 관 막힘 후 유량 재분배 요구를 만족하는 데 사용된다. 하나의 어셈블리 내, 동일 나선 원기둥면의 나선관이 동일한 헬리움 가스 유로내에서 그중 하나의 관이 고장으로 인해 막혀버리면 헬리움 가스 유량을 조절할 수 없게 된다. 증기 출구 온도의 균일성을 확보하기 위하여 동일 나선 원기둥면의 기타 관내의 유체 유량을 증가해야 하며 상기 나선 원기둥면의 기타 관의 분해형 오리피스 판을 제거한다면 관 막힘 후의 유량 재분배를 완성하고 증기 출구의 온도 균일성 요구를 만족할 수 있다. 파손되지 않은 어셈블리의 스로틀 저항력을 조절할 필요가 없으며 파손된 어셈블리내 기타 미파손 각 층의 나선관 스로틀 저항을 조절할 필요도 없다. 오리피스 판의 정확한 수치는 단일 어셈블리의 열적 검증 시험을 통해 확정할 수 있으며 고온 측 유량이 각 어셈블리 내에서의 분포는 고온측 스케일 모델의 풍동시험에 의해 검증할 수 있다.
아래에 첨부된 도면과 실시예를 통해 본 발명의 구체적 실시형태에 대해 더 상세히 설명하도록 한다. 이하의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이지 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.
실시예1
증기발생기가 수평 고온 유체 통로 내에서의 종단면도는 도1에 도시된 바와 같고 증기발생기(1)는 열매 유동방향 x에 배치되며 액체 헤더(11), 증기 헤더(12)와 열교환기(13)로 구성된다. 본 실시예에서 증기발생기(1)는 수평식 설치이다. 액체 헤더(11)와 증기 헤더(12)는 각각 열교환기(13)의 양측에 배치되고 본 실시예에서 대향류 배치 방안을 응용하는 바 즉 증기 헤더(12)는 열교환기 (13)의 상류에 배치되고 액체 헤더(11)는 하류에 배치된다.
액체 헤더(11)의 일단은 나선 전열관군(3)과 연결되고 타단은 주급수관(14)과 연결된다. 증기 헤더(12)의 일단은 나선 전열관군(3)과 연결되고 타단은 주증기관(15)과 서로 연결된다.
열교환기(13)는 여러 개의 구조가 동일한 열교환 어셈블리(2)로 조립되어 구성된다. 본 실시예의 열교환 어셈블리의 내부구조는 도5에 도시된 바와 같으며 열교환 어셈블리(2)는 주로 나선 전열관(3), 중앙 실린더(4)와 슬리브(5)로 구성된다. 나선 전열관(3)은 중앙 실린더(4)와 슬리브(5)사이의 환형공간 내에서 부동한 반경으로 동축심을 이루며 나선형으로 배치되어 하나 또는 여러 개의 동심 열교환 원기둥면(6)을 형성하고 개개의 열교환 원기둥면(6)은 하나 또는 여러 개의 나선 전열관(3)으로 구성된다.
중앙 실린더(4)와 슬리브(5)와 나선 전열관(3)의 횡단면은 원형과 둥그스럼한 형(예를 들면, 라운드된 직사각형)일 수 있다.
각 나선 전열관(3)의 곡률반경은 관재료 체적과 표면 센싱 프로브가 전반 경로에 도달하고 통과하는 요구를 만족하여야 한다.
열교환 원기둥면(6) 내에서 나선 전열관(3)의 와인딩 방식은 중앙 실린더(4)의 축방향따라 볼 때, 인접된 열교환 원기둥면(6)상의 나선 전열관(3)의 와인딩 방식은 순시침방향과 역시침방향으로 간격을 두고 배열되거나 전부 순시침방향을 따라 또는 전부 역시침방향을 따라 배열될 수 있다.
개개의 나선 전열관(3)이 액체 헤더(11)와 연결된 부위의 내부에는 오리피스 판이 장착되어 있고 본 발명 실시예의 나선관 입구의 오리피스 판의 구조는 도6에 도시된 바와 같다. 오리피스 판은 고정형 오리피스 판(7)과 분해형 오리피스 판(8)으로 나뉘어 진다. 하나의 나선 전열관(3)이 실효된 후, 실효된 나선 전열관(3)이 위치한 나선 원기둥면(6)의 기타 나선 전열관(3)의 분해형 오리피스 판(8)을 제거하여 나선관(3) 내의 유량 재분배를 실현한다.
실시예2
증기발생기가 수평 고온 유체 통로 내에서의 종단면도는 도2에 도시된 바와 같고 본 실시예와 실시예1의 증기발생기는 비슷하며 실시예1과의 부동한 점이라면 본 실시예에서 액체 헤더(11)와 증기 헤더(12)는 순향류 설치 방안을 응용한 것인바 즉 증기 헤더(12)는 열교환기(13)의 하류에 배치되고 액체 헤더(11)는 상류에 배치된다.
실시예3
증기발생기가 수직 고온 유체 통로에서의 종단면도는 도3에 도시된 바와 같고 증기발생기(1)는 열교환기(13), 액체 헤더(11)와 증기 헤더(12)를 포함한다. 본 실시예에서 증기발생기(1)는 직립식 설치이다. 액체 헤더(11)와 증기 헤더(12)는 각각 열교환기(13)의 양측에 배치되며 본 발명에서 대향류 배치 방안을 응용하는 바 즉 증기 헤더(12)는 열교환기(13)의 상류에 배치되고 액체 헤더(11)는 하류에 배치된다.
열교환기(13)는 여러 개의 구조가 동일한 열교환 어셈블리(2)로 조립되어 구성된다. 본 실시예의 열교환 어셈블리의 내부구조는 도5에 도시된 바와 같고 열교환 어셈블리(2)는 나선 전열관군(3), 중앙 실린더(4)와 슬리브(5)로 구성되고 나선 전열관(3)은 중앙 실린더(4)와 슬리브(5)사이의 환형공간 내에서 부동한 반경으로 동축심을 이루며 나선형으로 배치되어 하나 또는 여러 개의 동심 열교환 원기둥면(6)을 형성한다. 열교환 원기둥면(6)은 하나 또는 여러 개의 나선 전열관으로 구성된다. 나선 전열관(3)의 곡률반경은 관재료 체적과 표면 센싱 프로브가 전반 경로에 도달하고 통과하는 요구를 만족하고 중앙 실린더의 축방향을 향해 인접된 열교환면 상의 나선 전열관군(3)의 와인딩 방식은 순시침방향과 역시침방향을 따라 배열되는 것, 또는 전부 순시침방향을 따라 배열되는 것 또는 전부 역시침방향을 따라 배열되는 것을 포함한다. 나선 전열관군(3), 중앙 실린더(4)와 슬리브(5)의 횡단면은 원형 또는 라운드된 직사각형일 수 있다. 액체 헤더(11)의 일단은 주급수관(14)과 연결되고 타단은 나선 전열관군(3)과 연결된다. 증기 헤더(12)의 일단은 주증기관(15)과 연결되고 타단은 나선 전열관군(3)과 연결된다.
도6에 도시된 바와 같이 개개의 나선 전열관은 액체 헤더와 연결된 부위의 내부에 고정형 오리피스 판(7)과 분해형 오리피스 판(8)이 장착되어 있다. 고정형 오리피스 판(7)은 나선 전열관 내의 2상의 유체 흐름 안정성을 확보하고 각 나선 전열관의 저항력을 균일하는데 사용되고 분해형 오리피스 판(8)은 하나의 나선 전열관이 실효된 후 실효된 나선 전열관이 위치한 나선 원기둥면의 기타 나선 전열관의 분해형 오리피스 판을 제거하여 나선관 내의 유량 재분배를 실현하는데 사용된다.
실시예4
증기발생기가 수직 고온 유체 통로 내에서의 종단면도는 도4에 도시된 바와 같고 본 실시예와 실시예3의 증기발생기는 비슷하며 실시예3과의 부동한 점이라면 본 실시예에서 액체 헤더(11)과 증기 헤더(12)는 순향류 설치 방안을 응용하는 것이며 즉 증기 헤더(12)는 열교환기(13)의 하류에 배치되고 액체 헤더(11)는 상류에 배치된다.
본 발명의 상기 열교환 어셈블리(2), 고정형 오리피스 판(7)과 분해형 오리피스 판(8)의 성능은 사용전에 반드시 열적 검증 시험을 진행할 수 있어야 한다.
상술한 것은 본 발명의 바람직한 실시 형태일 뿐, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 개진?변경하여 실시할 수 있으며 이러한 개진?변경은 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 간주하여야 한다.
산업상 이용가능성
본 발명의 증기발생기는 열교환기, 액체 헤더와 증기 헤더를 포함한다. 본 발명의 단일 어셈블리는 로 밖에서 열적 검증 시험을 할 수 있고, 동시에 각 어셈블리 구조가 안정하고 배치-생산할 수 있으며 제조 가격을 낮춘다. 본 발명의 증기발생기는 전열관 체적과 표면의 가동중검사를 실현할 수 있으며 안전 리스크를 제때에 발견하고 사용 전 열적 검증 시험을 진행하고 설계의 신뢰성에 대해 검증할 수 있다. 그러므로 본 발명은 산업상 이용 가능성을 구비한다.

Claims (8)

  1. 증기발생기에 있어서,
    상기 증기발생기는
    여러 개의 구조가 같은 열교환 어셈블리로 조립되어 구성되고 상기 열교환 어셈블리가 나선 전열관군, 중앙 실린더와 슬리브를 포함하며, 나선 전열관은 중앙 실린더와 슬리브사이의 환형 공간내에서 부동한 반경으로 동축심을 이루며 나선형으로 배치되어 하나 또는 여러 개의 동심 열교환 원기둥면을 형성하여 구성되는 열교환기;
    일단은 주급수관과 연결되고 타단은 나선 전열관군과 연결되는 액체 헤더;
    일단은 주증기관과 연결되고 타단은 나선 전열관군과 연결된 증기 헤더를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열교환 원기둥면은 하나 또는 여러 개의 나선 전열관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나선 전열관의 곡률반경은 관재료 체적과 표면 센싱 프로브가 전반 경로에 도달하고 통과하는 것을 만족하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
  4. 제1항에 있어서,
    중앙 실린더의 축 방향으로 상기 인접된 열교환면 상의 나선 전열관군의 와인딩 방식은 순시침방향과 역시침방향을 따라 간격을 두고 배열되는 것, 또는 전부 순시침방향을 따라 배열되는 것, 또는 전부 역시침방향을 따라 배열되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 나선 전열관군, 중앙 실린더과 슬리브의 횡단면은 원형 또는 라운드된 직사각형인 것을 특징으로 하는 증기발생기.
  6. 제1항에 있어서,
    열매의 유동방향에서 상기 액체 헤더는 열교환기의 상류에 배치되고 증기 헤더는 열교환기의 하류에 배치되거나 증기 헤더는 열교환기의 상류에 배치되고 액체 헤더는 열교환기의 하류에 배치되는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 증기발생기의 설치방식은 직립식 설치, 수평식 설치, 또는 임의의 각도로의 설치를 포함하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
  8. 제1항 내지 제7항의 임의의 한 항에 있어서,
    개개의 나선 전열관이 액체 헤더와 연결하는 부위의 내부에는 고정형 오리피스 판과 분해형 오리피스 판이 장착되어 있으며, 상기 고정형 오리피스 판은 나선 전열관 내 2상의 유체 유동의 안정성을 확보하고 각 나선 전열관의 저항력을 균일하게 하는데 사용되고, 상기 분해형 오리피스 판은 하나의 나선 전열관이 실효되었을 때 실효된 나선 전열관이 위치한 나선 원기둥면의 기타 나선 전열관의 분해형 오리피스 판을 제거함으로써 나선관 내의 유량 재분배를 실현하는 것을 특징으로 하는 증기발생기.
KR1020117028971A 2009-05-06 2009-06-18 증기발생기 KR101367484B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910083490.5 2009-05-06
CN2009100834905A CN101539287B (zh) 2009-05-06 2009-05-06 一种蒸汽发生器
PCT/CN2009/000666 WO2010127471A1 (zh) 2009-05-06 2009-06-18 一种蒸汽发生器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120024703A true KR20120024703A (ko) 2012-03-14
KR101367484B1 KR101367484B1 (ko) 2014-02-25

Family

ID=41122608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117028971A KR101367484B1 (ko) 2009-05-06 2009-06-18 증기발생기

Country Status (13)

Country Link
US (2) US9062918B2 (ko)
EP (1) EP2428728B1 (ko)
JP (1) JP5450797B2 (ko)
KR (1) KR101367484B1 (ko)
CN (1) CN101539287B (ko)
BR (1) BRPI0924231B1 (ko)
CA (1) CA2761179C (ko)
DE (1) DE09844223T8 (ko)
MY (1) MY163550A (ko)
PL (1) PL2428728T3 (ko)
RU (1) RU2515579C2 (ko)
WO (1) WO2010127471A1 (ko)
ZA (1) ZA201108092B (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102691223A (zh) * 2012-05-31 2012-09-26 华南理工大学 一种纸浆用管道加热器
EP2770171A1 (en) 2013-02-22 2014-08-27 Alstom Technology Ltd Method for providing a frequency response for a combined cycle power plant
EP2789909B1 (en) 2013-04-12 2017-09-20 RETECH Spólka z o.o. Steam generator
CN104344758B (zh) * 2013-07-29 2016-04-06 华北电力大学 一种螺旋流式防沉积倒u型管
CN103398614A (zh) * 2013-08-20 2013-11-20 郭明祥 一种管束
CN103438737B (zh) * 2013-09-08 2015-04-08 张伟 壳体储水暖气管分流导热换热器
CN103851604B (zh) * 2014-02-28 2016-01-13 清华大学 一种用于直流蒸汽发生器的节流组件
RU2595639C2 (ru) * 2014-12-04 2016-08-27 Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт энергетических технологий "АТОМПРОЕКТ" ("АО "АТОМПРОЕКТ") Система пассивного отвода тепла из внутреннего объема защитной оболочки
CN105841132B (zh) * 2016-06-02 2018-09-11 哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司 高温气冷堆蒸汽发生器蒸汽出口连接管单根穿管连接结构
CN105823034A (zh) * 2016-06-02 2016-08-03 哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司 高温气冷堆蒸汽发生器给水连接管单根穿管连接结构
CN105928399A (zh) * 2016-06-20 2016-09-07 江苏迈能高科技有限公司 一种吹胀式板式换热器及其制造方法
CN107631280A (zh) * 2017-11-08 2018-01-26 上海核工程研究设计院有限公司 一种核电站的直流式蒸汽发生器
CN108278586A (zh) * 2018-03-14 2018-07-13 西安热工研究院有限公司 一种高温气冷堆核电站一回路加热除湿的系统及方法
CN108844393A (zh) * 2018-05-10 2018-11-20 哈尔滨理工大学 一种具有分流装置的微通道换热器、微通道换热器组件
CN109830313B (zh) * 2019-01-15 2022-04-05 东华理工大学 一种无焊接便拆卸的蒸汽发生器螺旋换热管支撑结构
DE102019207799A1 (de) * 2019-05-28 2020-12-03 Mahle International Gmbh Tauchrohr zur Kältemittelverteilung in einem Chiller
EP3855107A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-28 Hamilton Sundstrand Corporation Fractal heat exchanger
CN111365905B (zh) * 2020-04-09 2021-11-26 上海泰达冷暖科技有限公司 一种换热器、气液分离器、制冷系统、换热器的制造方法及用途
CN112652414B (zh) * 2020-12-16 2022-11-01 中国人民解放军海军工程大学 反应堆蒸汽发生器c型管束
CN113432454B (zh) * 2021-07-14 2022-12-06 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 一种非圆形截面双管程螺旋式换热器管束结构
CN115466625A (zh) * 2022-08-16 2022-12-13 杭州市特种设备检测研究院(杭州市特种设备应急处置中心) 用于生物质炭制氢装置的加热炉装置及生物质炭制氢装置

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1874527A (en) * 1926-03-06 1932-08-30 La Mont Corp Steam generator
US1819785A (en) * 1930-08-28 1931-08-18 Schutte & Koerting Co Feed water heater
US2035908A (en) * 1932-02-27 1936-03-31 Siemens Ag Steam generator
US1973100A (en) * 1933-08-24 1934-09-11 Superheater Co Ltd Bracing for coiled tubular units
US2143287A (en) * 1936-02-29 1939-01-10 Earl B Smith Heat exchange coil
US2602644A (en) * 1949-09-19 1952-07-08 Charles O Sandstrom Evaporator
US2693346A (en) * 1951-06-22 1954-11-02 Petersen Lars Kristian Holger Liquid heater
US2990162A (en) * 1957-01-28 1961-06-27 Griscom Russell Co Heat exchanger construction
US3116790A (en) * 1958-03-28 1964-01-07 Kohlenscheidungs Gmbh Tube heat exchanger
FR1194319A (ko) * 1958-04-09 1959-11-09
US3130779A (en) * 1958-05-05 1964-04-28 Huet Andre Light boiler for nuclear energy installation
GB969319A (en) * 1959-09-17 1964-09-09 Clarke Chapman Ltd Improvements in heat exchangers
FR1359054A (fr) * 1960-03-29 1964-04-24 Procédé d'aménagement d'installation de production de vapeur, installation ainsi obtenue et applications diverses de ce procédé
DE1247880B (de) 1960-10-12 1967-08-17 Fichtel & Sachs Ag Hydraulischer Teleskopstossdaempfer mit kontinuierlich veraenderbarem Drosselquerschnitt fuer Fahrzeuge
US3219017A (en) * 1962-08-27 1965-11-23 Neil H Thybault Water heater having multiple heating coils arranged in parallel flow paths
US3398720A (en) * 1966-09-26 1968-08-27 Combustion Eng Once-through steam generator having a central manifold and tube bundles of spiral tube construction
AT278863B (de) * 1968-01-15 1970-02-10 Waagner Biro Ag Verfahren und Einrichtung zur Vergleichmäßigung des Wärmeüberganges
US3688837A (en) * 1970-07-09 1972-09-05 Werner & Pfleiderer Screw-type heat exchanger
SU327857A1 (ru) * 1970-10-22 1974-06-25 В.Г.СУПРУНОВ, Б.Ф.ТИТОВ И Г.А.ТАРАНКОВ изобретени
US3871444A (en) * 1971-08-02 1975-03-18 Beckman Instruments Inc Water quality analysis system with multicircuit single shell heat exchanger
DE2448832C2 (de) * 1974-10-14 1985-03-07 Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach Flüssigmetall/Wasser-Wärmetauscher mit auswechselbaren Rohrbündeln
US3983903A (en) * 1974-12-23 1976-10-05 Combustion Engineering, Inc. Multiple orifice assembly
FR2300963A1 (fr) * 1975-02-12 1976-09-10 Commissariat Energie Atomique Generateur de vapeur
FR2363772A1 (fr) * 1976-09-03 1978-03-31 Commissariat Energie Atomique Echangeur de chaleur, notamment generateur de vapeur chauffe au sodium liquide
US4488513A (en) 1983-08-29 1984-12-18 Texaco Development Corp. Gas cooler for production of superheated steam
IN170062B (ko) * 1986-08-26 1992-02-01 Shell Int Research
RU2076268C1 (ru) * 1991-07-01 1997-03-27 Опытное конструкторское бюро машиностроения Парогенератор
FR2694071B1 (fr) * 1992-07-22 1994-10-14 Framatome Sa Procédé et dispositif de réglage d'un débit d'eau d'alimentation dans un tube d'un générateur de vapeur.
DE19651678A1 (de) * 1996-12-12 1998-06-25 Siemens Ag Dampferzeuger
NL1008124C2 (nl) * 1998-01-26 1999-07-27 Lentjes Standard Fasel Bv Inrichting en werkwijze voor het koelen van gas.
CN1123893C (zh) * 2000-04-24 2003-10-08 清华大学 高温气冷堆换热装置
US7322404B2 (en) * 2004-02-18 2008-01-29 Renewability Energy Inc. Helical coil-on-tube heat exchanger
RU2279604C1 (ru) * 2004-12-27 2006-07-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Опытное конструкторское бюро машиностроения им. И.И. Африкантова" (ФГУП "ОКБМ") Парогенератор для реактора с жидкометаллическим теплоносителем
US20100096115A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-22 Donald Charles Erickson Multiple concentric cylindrical co-coiled heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011144650A (ru) 2013-06-20
CA2761179A1 (en) 2010-11-11
ZA201108092B (en) 2012-07-25
US9062918B2 (en) 2015-06-23
KR101367484B1 (ko) 2014-02-25
MY163550A (en) 2017-09-29
CN101539287B (zh) 2011-01-05
RU2515579C2 (ru) 2014-05-10
US20120048527A1 (en) 2012-03-01
DE09844223T8 (de) 2013-04-25
JP2012526256A (ja) 2012-10-25
PL2428728T3 (pl) 2020-05-18
EP2428728A4 (en) 2016-10-26
EP2428728B1 (en) 2019-10-02
JP5450797B2 (ja) 2014-03-26
CA2761179C (en) 2014-07-29
BRPI0924231A2 (pt) 2018-03-27
CN101539287A (zh) 2009-09-23
US20150226419A1 (en) 2015-08-13
BRPI0924231B1 (pt) 2020-03-31
DE09844223T1 (de) 2012-09-06
EP2428728A1 (en) 2012-03-14
WO2010127471A1 (zh) 2010-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101367484B1 (ko) 증기발생기
EP2473781B1 (en) Apparatus and method for close coupling of heat recovery steam generators with gas turbines
US3941187A (en) Consolidated nuclear steam generator
CN103594127A (zh) 一种节能核电蒸发器
US11454452B2 (en) Heat exchanger for a molten salt steam generator in a concentrated solar power plant (III)
CN112071453A (zh) 一种直流逆流孔道式换热器/蒸发器设计方案
CN111664427A (zh) 一种超高温超高压孔道式换热器/蒸发器设计方案
JP2007271259A (ja) 蒸気発生器
CN210036337U (zh) 一种列管式光管蒸发器
KR101188545B1 (ko) 나선형 전열관을 사용하는 증기발생기의 ｙ 형상 급수 및 증기 헤더
JP2002031694A (ja) 超臨界圧水炉とその発電プラント
US9291344B2 (en) Forced-flow steam generator
GB1586480A (en) Tube bundle assembly for a heat exchanger
RU2534396C1 (ru) Теплообменник и вытеснитель используемый в нем
EP3502608B1 (en) Heat exchanger for a molten salt steam generator in a concentrated solar power plant (iii)
JP2012519831A (ja) 貫流蒸発器とその設計方法
Gardner et al. Development of a solar thermal supercritical steam generator
RU2383814C1 (ru) Парогенератор
Shamarokov et al. The new generation of moisture separators-reheaters for steam-turbine units of nuclear power plants (NPP) with VVER-reactors
KR102022872B1 (ko) 나선형 전열관을 포함하는 증기발생기의 l형상 헤더 및 l형상 헤더와 전열관의 결합 구조
WO2009024855A2 (en) Heat exchanger, in particular operating as large- sized steam generator
Park et al. Structural design and evaluation of a steam generator in PGSFR
Reid et al. SAFE gas turbine cycle primary heat exchangers
RU2384808C1 (ru) Интенсификатор
Dmitry et al. Experimental investigation of the influence of the distance between spacer grids on the critical heat flux with the simulators of a fuel assembly of a VVER reactor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161223

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171228

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181228

Year of fee payment: 6