RU2169881C2

RU2169881C2 - Stram generator

Info

Publication number: RU2169881C2
Application number: RU99115280A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Максименко; В.В. Денисов; В.П. Денисов; Ю.Г. Драгунов
Original assignee: Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс"
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2001-06-27

Abstract

FIELD: generation of steam; heat exchange equipment of nuclear power plants. SUBSTANCE: steam generator has vertical heating agent supply collectors with flat horizontal shields connected to them; these shields are made from heat- exchange tubes embraced by shell together with collectors; heating agent discharge collector and sections of heat-exchange tubes adjoining it are enclosed in cavity which is closed over perimeter; this cavity is formed by vertical recess tightly mounted relative to casing of steam generator and provided with holes for passage of heat- exchange tubes; provision is made for delivery of feed water to this recess. EFFECT: reduction of heating agent temperature at outlet of heat-exchange tubes. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано в теплообменном оборудовании атомных энергетических установок. The invention relates to the field of nuclear energy and can be used in heat exchange equipment of nuclear power plants.

Известны конструкции парогенераторов с вынесенным экономайзером в самостоятельный теплообменник. Недостатками данного решения являются усложнение схемы и удорожание установки из-за введения дополнительного оборудования [1]. There are known designs of steam generators with a separate economizer in an independent heat exchanger. The disadvantages of this solution are the complexity of the circuit and the cost of installation due to the introduction of additional equipment [1].

Известна конструкция парогенератора [2], наиболее близкого к изобретению по совокупности существенных признаков, имеющего корпус с патрубками подвода питательной воды и отвода пара, вертикальные коллекторы подвода и отвода греющего теплоносителя с подключенными к ним плоскими горизонтальными ширмами, набранными из теплообменных труб, и кожух, охватывающий упомянутые трубы вместе с коллекторами. Рассмотренная конструкция имеет недостаток, который состоит в том, что температура греющего теплоносителя t в теплообменных трубах для обеспечения процесса теплопередачи должна быть выше температуры насыщения ts среды в межтрубном пространстве. Следствием указанного недостатка является невозможность уменьшения температуры греющего теплоносителя на выходе из теплообменных труб менее ts+δt, где δt - минимальный температурный напор. A known design of a steam generator [2], which is closest to the invention in terms of essential features, has a housing with nozzles for supplying feed water and steam, vertical collectors for supplying and removing heating fluid with flat horizontal screens connected to them drawn from heat exchange pipes, and a casing, covering said pipes together with manifolds. The design considered has a drawback, which is that the temperature of the heating medium t in the heat exchange tubes to ensure the heat transfer process must be higher than the saturation temperature ts of the medium in the annulus. A consequence of this drawback is the impossibility of decreasing the temperature of the heating fluid at the outlet of the heat exchanger tubes less than ts + δt, where δt is the minimum temperature head.

Задачей изобретения является организация в парогенераторе экономайзерного участка с подачей питательной воды на теплообменные поверхности выхода греющего теплоносителя. Техническим результатом является снижение температуры греющего теплоносителя на выходе из теплообменных труб. The objective of the invention is the organization in the steam generator economizer site with the supply of feed water to the heat exchange surfaces of the outlet of the heating fluid. The technical result is to reduce the temperature of the heating fluid at the outlet of the heat transfer pipes.

Технический результат достигается тем, что в парогенераторе, содержащем корпус с патрубками подвода питательной воды и отвода пара, вертикальные коллекторы подвода и отвода греющего теплоносителя с подключенными к ним плоскими горизонтальными ширмами, набранными из теплообменных труб, и кожух, охватывающий упомянутые трубы вместе с коллекторами, коллектор отвода греющего теплоносителя и примыкающие к коллектору отвода греющего теплоносителя участки теплообменных труб заключены в замкнутую по периметру полость, образованную кожухом и установленной вплотную к нему вертикальной выгородкой, в которой выполнены отверстия для прохода вышеназванных теплообменных труб. В полость выгородки снизу подведена питательная вода. The technical result is achieved by the fact that in the steam generator, comprising a housing with nozzles for supplying feed water and steam, vertical collectors for supplying and removing heating fluid with flat horizontal screens connected to them drawn from heat exchange pipes, and a casing covering the pipes together with the collectors, the collector for the removal of the heating medium and the sections of the heat exchange pipes adjacent to the collector of the outlet for the heating medium are enclosed in a cavity formed around the perimeter by a casing and a vertical baffle mounted close to it, in which openings are made for the passage of the above heat-exchange pipes. Feed water is supplied to the cavity of the septum below.

Кроме того, выгородка, в местах пересечения с теплообменными трубами, выполнена из отдельных планок, примыкающих одна к другой по высоте выгородки, и в планках для обеспечения прохода теплообменных труб выполнены полукруглые пазы друг против друга, образующие после примыкания планок друг к другу круглые отверстия, оси которых совпадают с осями теплообменных труб, причем высота выгородки определена теплогидравлическим расчетом для обеспечения технико-экономических характеристик. In addition, the baffle, at the intersection with the heat exchanger tubes, is made of separate strips adjacent to one another along the height of the baffle, and in the strips to ensure the passage of the heat exchanger tubes, semicircular grooves are made against each other, forming round holes after adjoining the strips, the axes of which coincide with the axes of the heat transfer pipes, and the height of the baffle is determined by thermohydraulic calculation to ensure technical and economic characteristics.

При анализе уровня техники не обнаружено решений, имеющих признаки, сходные с предлагаемым изобретением. In the analysis of the prior art, no solutions were found having features similar to the invention.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, 2, 3 и 4, на которых показаны общий вид, разрезы А-А, Б-Б парогенератора и сечение В-В с фиг. 2, поясняющее конструкцию выгородки в местах прохода теплообменных труб. The invention is illustrated in FIG. 1, 2, 3 and 4, which show a general view, sections A-A, B-B of the steam generator and section B-B of FIG. 2, illustrating the design of the baffle in the places of passage of the heat exchange pipes.

Парогенератор состоит из корпуса 1 с вертикальными коллекторами подвода 2 и отвода 3 греющего теплоносителя, к которым подключены плоские горизонтальные ширмы, состоящие из теплообменных труб 4. На корпусе имеются патрубок 5 подвода питательной воды и патрубок 6 отвода пара. Коллектор 3 отвода греющего теплоносителя и примыкающие к нему участки теплообменных труб 4 заключены в образованную вертикальной выгородкой 7 и кожухом 8 замкнутую полость - экономайзерный участок. Выгородка 7 в местах пересечения с теплообменными трубами набрана по высоте из отдельных горизонтальных планок 9, примыкающих одна к другой по высоте выгородки. Для прохода теплообменных труб 4 в планках 9 выполнены полукруглые пазы, образующие круглые отверстия после примыкания планок 9 друг к другу. Оси отверстий совпадают с осями теплообменных труб 4. Кольцевая полость между кожухом 8 и корпусом 1 образует опускной канал 10 для организации естественной циркуляции нагреваемой среды. Высота выгородки 7 определена теплогидравлическим расчетом. The steam generator consists of a housing 1 with vertical collectors for supply 2 and removal 3 of the heating medium, to which flat horizontal screens are connected, consisting of heat exchange pipes 4. On the housing there is a nozzle 5 for supplying feed water and a nozzle 6 for removing steam. The collector 3 of the removal of the heating coolant and adjacent sections of the heat exchange pipes 4 are enclosed in a closed cavity formed by the vertical wall 7 and the casing 8 — an economizer section. The partition 7 at the intersection with the heat exchange pipes is recruited in height from separate horizontal strips 9 adjacent to one another in height of the partition. For the passage of the heat exchange pipes 4 in the strips 9, semicircular grooves are made, forming round holes after the strips 9 adjoin each other. The axes of the holes coincide with the axes of the heat transfer pipes 4. The annular cavity between the casing 8 and the housing 1 forms a lowering channel 10 for organizing the natural circulation of the heated medium. The height of the partition 7 is determined by thermohydraulic calculation.

Парогенератор работает следующим образом. The steam generator operates as follows.

Греющий теплоноситель подается в коллектор подвода 2, раздается по теплообменным трубам 4, охлаждается в них, поступает в коллектор отвода 3 и отводится из парогенератора. Питательную воду через патрубок 5 подают в полость экономайзерного участка. Питательная вода движется в экономайзерном участке и нагревается до температуры насыщения ts, при этом поскольку температура питательной воды на входе существенно ниже ts, греющий теплоноситель охлаждается до температуры менее ts. Вода из экономайзерного участка переливается через верх выгородки 7 и смешивается со средой, нагреваемой в пучке вне экономайзерного участка. Часть воды может поступать из экономайзерного участка через щели между элементами выгородок 7 или через зазор между трубами 4 и планками 9. The heating coolant is supplied to the supply manifold 2, distributed through the heat exchange pipes 4, cooled in them, enters the exhaust manifold 3 and is discharged from the steam generator. Feed water through the pipe 5 is fed into the cavity of the economizer section. The feed water moves in the economizer section and heats up to the saturation temperature ts, and since the feed water temperature is significantly lower than ts, the heating fluid is cooled to a temperature less than ts. Water from the economizer section is poured through the top of the partition 7 and mixed with the medium heated in the beam outside the economizer section. Part of the water can come from the economizer section through the gaps between the elements of the baffles 7 or through the gap between the pipes 4 and the straps 9.

Далее движение нагреваемой среды осуществляется в пучке совместно, где, нагреваясь и испаряясь, вода-пар движутся вверх. Пароводяная смесь разделяется на пар и воду. Пар через патрубок отвода пара 6 поступает в паропроводы и отводится на турбину (не показано), а вода поступает в опускной канал 10 и в нижнюю часть трубного пучка, замыкая контур циркуляции. Further, the movement of the heated medium is carried out in a beam together, where, heating and evaporating, water vapor moves up. The steam-water mixture is divided into steam and water. Steam through the steam outlet 6 enters the steam lines and is diverted to a turbine (not shown), and water enters the downcomer channel 10 and into the lower part of the tube bundle, closing the circulation circuit.

Выполнение парогенератора по изобретению обеспечивает снижение температуры греющего теплоносителя на выходе из теплообменных труб. The implementation of the steam generator according to the invention provides a decrease in the temperature of the heating fluid at the outlet of the heat transfer pipes.

В примере конкретного выполнения показан вариант подвода питательной воды к экономайзерному участку, где выгородка 7 опущена несколько ниже труб 4, а нижняя торцевая часть выгородки экономайзерного участка закрыта горизонтальной пластиной 11 с отверстием под подводящую трубу 12, которая подсоединена к патрубку 5 питательной воды. По варианту: ниже первого (нижнего) ряда теплообменных труб 4 установлен перфорированный дырчатый лист 13 внутри выгородок 7 для равномерной раздачи воды по сечению. Коллектор отвода 3 греющего теплоносителя в районе подачи питательной воды защищен экраном 14. In an example of a specific embodiment, an embodiment of feeding feed water to the economizer section is shown, where the baffle 7 is lowered slightly below the pipes 4, and the lower end part of the baffle of the economizer section is closed by a horizontal plate 11 with an opening for the supply pipe 12, which is connected to the feed water pipe 5. Alternatively: below the first (lower) row of heat transfer pipes 4, a perforated hole sheet 13 is installed inside the baffles 7 for uniform distribution of water over the cross section. The collector of the outlet 3 of the heating coolant in the feed water supply area is protected by a screen 14.

Использование изобретения обеспечивает уменьшение температуры греющего теплоносителя на выходе из теплообменных труб парогенератора, эффективнее используется теплообменная поверхность парогенератора. Возможно уменьшить расход греющего теплоносителя, что позволяет применить насосы меньшей мощности, уменьшить диаметры трубопроводов греющего теплоносителя и, соответственно, повысить технико-экономические характеристики парогенератора и реакторной установки в целом. The use of the invention provides a decrease in the temperature of the heating fluid at the outlet of the heat exchanger tubes of the steam generator, the heat exchange surface of the steam generator is used more efficiently. It is possible to reduce the consumption of heating coolant, which allows the use of pumps of lower power, to reduce the diameters of the pipelines of the heating coolant and, accordingly, to increase the technical and economic characteristics of the steam generator and the reactor installation as a whole.

Источники информации
1. Н.Г. Рассохин и др. "Парогенераторные установки атомных электростанций", Атомиздат, М., 1980 - рис.4.1.Sources of information
1. N.G. Rassokhin et al. "Steam Generator Plants of Nuclear Power Plants", Atomizdat, M., 1980 - Fig. 4.1.

2. Патент РФ N 2035658, М.Кл. F 22 B 1/02. 1991 - прототип. 2. RF patent N 2035658, M. Cl. F 22 B 1/02. 1991 - prototype.

Claims

1. A steam generator comprising a housing with nozzles for supplying feed water and steam, vertical collectors for supplying and discharging a heating medium with flat horizontal screens connected to them, drawn from heat exchange pipes, and a casing covering said pipes together with collectors, characterized in that the collector the outlet of the heating coolant and the adjacent sections of the heat exchange pipes are enclosed in a cavity closed around the perimeter, formed by a vertical wall installed close to the casing of the steam generator ator and made with holes for the passage of the above heat-exchange pipes, and feedwater is supplied to the cavity of the septum.

2. The steam generator according to claim 1, characterized in that the baffle at the intersection with the heat exchanger tubes is made of separate strips with semicircular grooves adjacent to one another along the height of the baffle with the formation of holes whose axes coincide with the axes of the heat exchanger tubes, and the height of the baffle is determined thermohydraulic calculation.

3. The steam generator according to claims 1 and 2, characterized in that a perforated sheet is installed below the lower row of heat transfer pipes inside the baffle.

4. The steam generator according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that the collector of the removal of the heating medium in the feed water supply area is protected by a screen.