RU157926U1 - Парогенератор атомной электростанции - Google Patents

Abstract

Парогенератор атомной электростанции, содержащий горизонтальный корпус с коллекторами подвода и отвода теплоносителя, трубный пучок, набранный из горизонтально расположенных теплообменных трубок, закрепленных своими концами в коллекторах и уложенных на профильные подкладные пластины дистанционирующих решеток, отличающийся тем, что для свободного перемещения теплообменных трубок по сложной траектории в зоне их гибов в момент теплового расширения, парогенератор дополнительно содержит плоские подкладные пластины, установленные под теплообменными трубками, на участках сопряжения трубок с коллекторами и в местах их угловой укладки на периферийных участках трубного блока.

Description

Полезная модель относится к энергетике, а более конкретно к парогенераторам атомных электростанций.

Одними из проблемных мест в парогенераторах АЭС являются узлы соединения цилиндрических частей горячего коллектора теплоносителя с патрубком парогенератора, а также повреждение теплообменных трубок (ТОТ). Из-за возникновения высоких напряжений в местах приварки коллектора к парубку корпуса парогенератора существует опасность его разрушения, что негативно сказывается на надежности парогенератора, и снижает безопасность эксплуатации атомной электростанции. ТОТ трубного пучка парогенератора (ПГВ) находятся под постоянным напряжением сжатия из-за высоких температур и давлении теплоносителя, что ведет к повышению повреждаемости узлов ПГВ и потери герметичности ТОТ. В процессе эксплуатации в районе узлов соединения могут образоваться трещины, что в конечном итоге приводит к останову энергоблока АЭС и необходимости проведения ремонта.

Известен парогенератор (RU 85607, кл. F22B 37/00, 2009 г), содержащий корпус с патрубками, соединенными с вертикальными входным и выходным коллекторами теплоносителя, вертикально установленными внутри корпуса. Узел соединения коллектора теплоносителя с патрубками корпуса, охвачен кожухом, являющимся приспособлением для снятия напряжения в виде соединения коллекторов с патрубками, и образующим вокруг узла соединения коллектора теплоносителя с патрубком корпуса кольцевую полость, причем на кожухе расположены, по крайней мере, два патрубка, которые смещены в сторону нижней образующей корпуса парогенератора. Кожух, охватывающий узел соединения коллектора теплоносителя с патрубком корпуса выполнен, по крайней мере, из двух частей, соединенных между собой крепежными элементами, образующими разъемное соединение.

Конструкция приспособления для снятия напряжения в виде кожуха является сложной, но недостаточно надежной и эффективной для снятия напряжения в узлах соединения.

Известен парогенератор, принятый за прототип (RU 2540207, Кл. F22B 1/02, 2015), содержащий горизонтальный корпус с коллекторами подвода и отвода теплоносителя, трубный пучок, набранный из горизонтально расположенных U-образных ТОТ, закрепленных своими концами в коллекторах, снабженный устройством дистанционирования (решетки) в виде профильных и плоских металлических полос, причем теплообменные трубки уложены в профильные металлические полосы устройства дистанционирования.

Установка устройств дистанционирования в виде решеток с профильным контуром в узлах соединения ТОТ с коллектором и в местах угловой укладки ТОТ на периферийных участках корпуса создают неблагоприятные условия при эксплуатации парогенератора, т.к. гибы ТОТ испытывают большую температурную нагрузку, расширяются, создавая, тем самым, направленное давление на коллекторы. Возможно также и заклинивание ТОТ в местах гибов как возле коллекторов, так и в местах угловой укладки ТОТ на профильных дистанционирующих решетках, что дополнительно создает направленную разрушающую нагрузку на коллекторы и ведет к повреждению самих ТОТ из-за напряжений сжатия их в дистанционирующих решетках. При длительном времени усилия наклона направленной нагрузки на коллектор, возможен риск возникновения трещин, а, следовательно, возникновение аварийной ситуации на атомной электростанции в целом.

Задачей полезной модели является снятие напряжения сжатия в зоне сопряжения горячего коллектора теплоносителя с патрубком корпуса ПВГ и теплообменных трубок на профильных дистанционирующих решетках и уменьшение вероятности образования трещин в данном узле, а так же снятие напряжений сжатия теплообменных трубок, влияющих на разрушение металла ТОТ.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и безопасности эксплуатации парогенератора, увеличение его ресурса и снижение риска возникновения аварийной ситуации.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что парогенератор атомной электростанции содержит горизонтальный корпус с коллекторами подвода и отвода теплоносителя, трубный пучок, набранный из горизонтально расположенных теплообменных трубок, закрепленных своими концами в коллекторах и уложенных на профильные подкладные пластины дистанционирующих решеток. Согласно полезной модели, для свободного перемещения теплообменных трубок в зоне их гибов в момент теплового расширения, парогенератор дополнительно содержит плоские подкладные пластины, установленные под теплообменными трубками, на участках сопряжения трубок с коллекторами, и в местах их угловой укладки.

За счет температурного расширения и давления теплоносителя контура происходит удлинение теплообменных трубок, а, следовательно, и деформация трубного пучка. Наибольшей нагрузки деформации трубного пучка подвержены зоны крепления труб, примыкающих к коллекторам. Наличия плоских подкладных пластин, установленных под теплообменными трубками в области сопряжения теплообменных трубок с коллекторами и на периферийных сторонах корпуса, в местах их угловой укладки обеспечивает свободное перемещение гибов труб в местах наибольшей деформации и отклонения от прямолинейного перемещения в периферийных зонах корпуса, исключая заклинивание трубок. За счет возможного свободного перемещения трубок достигается снятие напряжений усилий сжатия ТОТ и усилий наклона теплообменным пучком коллекторов парогенератора.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен горизонтальный разрез парогенератора; на фиг. 2 - схема укладки ТОТ на плоских подкладных пластинах, поперечный разрез; на фиг. 3 представлен участок сопряжения ТОТ с коллектором; на фиг. 4 - участок угловой укладки ТОТ.

Парогенератор атомной электростанции содержит горизонтальный корпус 1 с коллектором 2 подвода и коллектором 3 отвода теплоносителя. Трубный пучок набран из горизонтально расположенных теплообменных трубок 4, закрепленных своими концами в коллекторах 2 и 3. По всей длине ТОТ 4 уложены в профильные подкладные пластины (на рис. не показано) и закреплены дистанционирующими решетками. Корпус 1 имеет участки сопряжения ТОТ 4 с коллекторами 2 и 3 (фиг 3) и периферийные участки угловой укладки ТОТ 4 (фиг 4). На участках, прилегающих к гибам трубного пучка установлены вместо фигурных пластин плоские подкладные пластины 6 (фиг. 2 и фиг. 1).

Парогенератор атомной электростанции ( фиг. 1) работает следующим образом.

Теплоноситель 1-го контура поступает из активной зоны реактора в коллектор 2 подвода теплоносителя и, проходя по трубному пучку через ТОТ 4 в коллектор 3 отвода теплоносителя, отдает свое тепло теплоносителю 2-го контура. В результате температурного расширения прямые участки ТОТ 4 удлиняются, увеличиваясь в размере, а гибы ТОТ 4 стремятся занять новое положение. Расположение ТОТ 4 на плоских подкладных пластинах 6 позволяет свободно перемещаться гибам ТОТ 4, исключая давления на коллекторы 2 и 3 и снимая напряжения усилий сжатия ТОТ 4. Наличие плоских подкладных пластин 6 позволяет компенсировать температурное удлинение ТОТ 4, что позволяет снять нагрузки сжатия ТОТ 4 и их усилие наклона на коллекторы 2 и 3. Исключается также вероятность заклинивания ТОТ 4 в профильных подкладных пластинах дистанционирующих решетках, а, следовательно, снижает повреждаемость трубного пучка.

В результате практического применения предлагаемой полезной модели величина нагрузки наклона на коллекторы 2 и 3 значительно уменьшится в местах соединения коллекторов с патрубками (фиг 3). Создание возможности свободного перемещения трубного пучка ТОТ 4 и, как следствие, значительное снижение напряжений разрушения коллекторов 2 и 3, повышает эксплуатационную надежность работы парогенератора и увеличивает его ресурс. Одновременно, из-за снятия напряжения сжатия ТОТ 4 на дистанционирующих решетках их разрушение значительно снижается.

Экономическая эффективность применения предлагаемого решения определяется снижением вероятности останова блока из-за возникновения дефектов в узле соединения и теплообменных трубок, отсутствием затрат на ремонт данных повреждений и увеличением срока службы парогенератора.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и безопасности эксплуатации парогенератора, увеличение его ресурса и снижение риска возникновения аварийной ситуации.

В настоящее время полезная модель находится на уровне технического предложения.

Claims (1)

1. Парогенератор атомной электростанции, содержащий горизонтальный корпус с коллекторами подвода и отвода теплоносителя, трубный пучок, набранный из горизонтально расположенных теплообменных трубок, закрепленных своими концами в коллекторах и уложенных на профильные подкладные пластины дистанционирующих решеток, отличающийся тем, что для свободного перемещения теплообменных трубок по сложной траектории в зоне их гибов в момент теплового расширения, парогенератор дополнительно содержит плоские подкладные пластины, установленные под теплообменными трубками, на участках сопряжения трубок с коллекторами и в местах их угловой укладки на периферийных участках трубного блока.

   

Images