RU2224948C2

RU2224948C2 - Steam generator

Info

Publication number: RU2224948C2
Application number: RU2002110022/06A
Authority: RU
Inventors: Н.Б. Трунов; А.Г. Агеев
Original assignee: Опытное Конструкторское Бюро "Гидропресс"
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2004-02-27

Abstract

FIELD: steam generating equipment of atomic power stations. SUBSTANCE: salient feature of invention consists in additional installation of distributing tubes arranged above intertube corridor formed by heat exchange tubes so that upper sections of these tubes are positioned above distributing holes of feed water collector. Such design results in prevention of dangerous bending stresses on frame of steam generator and in its enhanced operational reliability. EFFECT: enhanced operational reliability of steam generator. 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к ядерной энергетике, а более конкретно к парогенераторам атомных электростанций.The invention relates to nuclear energy, and more particularly to steam generators of nuclear power plants.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Известен парогенератор [1], содержащий корпус и пучок теплообменных труб с вертикальными межтрубными коридорами. Раздающий коллектор питательной воды расположен внутри пучка, непосредственно над межтрубным коридором.Known steam generator [1], comprising a housing and a bundle of heat exchange tubes with vertical annular corridors. The distributor of feed water is located inside the beam, directly above the annulus.

Недостатком данного парогенератора является пониженная эксплуатационная надежность, вызванная попаданием недогретой до насыщения питательной воды через межтрубный коридор на нижнюю часть корпуса, преимущественно в режимах минимальной нагрузки, что приводит к возникновению нежелательных изгибающих напряжений на стенке корпуса парогенератора.The disadvantage of this steam generator is the reduced operational reliability caused by the ingress of feedwater not heated up to saturation through the annular corridor to the lower part of the body, mainly in the conditions of minimum load, which leads to undesirable bending stresses on the wall of the steam generator body.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является парогенератор [2], содержащий корпус, пучок теплообменных труб с вертикальными межтрубными коридорами и раздающий коллектор питательной воды, расположенный над трубным пучком.Closest to the proposed invention is a steam generator [2], comprising a housing, a bundle of heat exchange tubes with vertical annular corridors and a distributing feedwater collector located above the tube bundle.

Недостатком данного парогенератора является пониженная эксплуатационная надежность, вызванная недостаточной циркуляцией пароводяной смеси в межтрубном пространстве трубного пучка, что обусловлено тем, что пар запирает межтрубные коридоры, вследствие чего в упомянутых коридорах затруднено опускное движение воды, что приводит к возникновению коррозии трубного пучка, снижающей эксплуатационную надежность парогенератора.The disadvantage of this steam generator is the reduced operational reliability caused by insufficient circulation of the steam-water mixture in the annular space of the tube bundle, which is due to the fact that the steam locks the annular corridors, which makes it difficult to lower the movement of water in the corridors, which leads to corrosion of the tube bundle, which reduces the operational reliability steam generator.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности парогенератора путем снижения коррозии труб парогенератора, работающих под давлением.The objective of the invention is to increase the operational reliability of the steam generator by reducing corrosion of the steam generator pipes operating under pressure.

Техническим результатом изобретения является обеспечение достаточной циркуляции пароводяной смеси в межтрубном пространстве трубного пучка и тем самым предотвращение запирания паром межтрубных коридоров и интенсификация опускного движения воды в межтрубных коридорах.The technical result of the invention is to ensure sufficient circulation of the steam-water mixture in the annular space of the tube bundle and thereby prevent steam from locking the annular corridors and intensify the downward movement of water in the annular corridors.

Указанное техническое решение достигается тем, что в известном парогенераторе, содержащем корпус и пучок теплообменных труб с вертикальными межтрубными коридорами и раздающий коллектор питательной воды, расположенный над трубным пучком, к упомянутому коллектору присоединены дополнительные раздающие трубы, размещенные над межтрубным коридором так, что верхние участки упомянутых труб расположены выше раздающих отверстий коллектора, размещенных над трубным пучком.The specified technical solution is achieved by the fact that in the known steam generator comprising a housing and a bundle of heat exchange pipes with vertical annular corridors and a distributing feedwater collector located above the bundle, additional distributing pipes are connected to said manifold located above the annular corridor so that the upper sections of the said pipes are located above the distribution holes of the collector, placed above the tube bundle.

При таком устройстве питательная вода, попадая в межтрубный коридор, конденсирует находящийся в нем пар, обеспечивая условия для опускного движения воды. С точки зрения захолаживания нижней части корпуса наиболее опасны режимы минимальной нагрузки, при которых питательная вода, не прогреваясь, движется по межтрубным коридорам вниз, так как пар там практически отсутствует. При этом расход питательной воды значительно ниже номинального и питательная вода проходит, не полностью заполняя раздающий коллектор, не поступая в дополнительные трубы, расположенные над межтрубными коридорами, а попадая преимущественно на трубный пучок, устойчивый к воздействию термических напряжений, не причиняя вреда корпусу парогенератора.With such a device, the feed water, getting into the annular corridor, condenses the steam in it, providing conditions for the downward movement of water. From the point of view of cooling the lower part of the body, the most dangerous modes of minimum load are the most dangerous, in which feed water, without warming up, moves down the annular corridors, since there is practically no steam there. At the same time, the feed water consumption is much lower than the nominal one and the feed water passes without completely filling the distributing collector, without entering the additional pipes located above the annular corridors, but falling mainly on a tube bundle that is resistant to thermal stresses, without harming the body of the steam generator.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен поперечный разрез парогенератора (фиг.1) и устройство дополнительных труб на раздающем коллекторе питательной воды (фиг.2).The invention is illustrated in the drawing, which shows a cross section of a steam generator (figure 1) and the device additional pipes on the distributing collector of feed water (figure 2).

Вариант осуществления изобретенияAn embodiment of the invention

Парогенератор содержит пучок теплообменных труб /4/, присоединенных к входному /2/ и выходному /3/ коллекторам теплоносителя первого контура. Над трубным пучком расположен раздающий коллектор /6/ питательной воды с раздающими отверстиями /7/ по горизонтальной оси и дополнительно установленными раздающими трубами /8/, верхние участки которых расположены выше раздающих отверстий /7/.The steam generator comprises a bundle of heat exchange pipes / 4 / connected to the input / 2 / and output / 3 / collectors of the primary coolant. Above the tube bundle there is a distribution header / 6 / of feed water with distribution holes / 7 / along the horizontal axis and additionally installed distribution pipes / 8 /, the upper sections of which are located above the distribution holes / 7 /.

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

Греющий теплоноситель поступает в теплообменные трубы /4/ из входного коллектора /2/, отдавая тепло котловой воде, которая при этом кипит. Выкипание котловой воды компенсируется поступлением питательной воды, которая, прогреваясь за счет конденсации пара, подпитывает пароводяную смесь, циркулирующую в трубном пучке. В процессе циркуляции на высоких нагрузках часть пара, образующегося в пучке, выходит в межтубные коридоры, что обусловлено высоким гидравлическим сопротивлением трубного пучка при данных величинах расхода циркуляции. В режимах номинальной нагрузки часть питательной воды, проходящая через дополнительные трубы /8/, обеспечивает конденсацию пара в межтрубных коридорах, создавая условия для беспрепятственной циркуляции пароводяной смеси в пучке теплообменных труб /4/. В режимах малой нагрузки пар в межтрубных коридорах практически отсутствует. Тем не менее, недогретая питательная вода не попадает на корпус парогенератора, так как при малом расходе питательная вода не заполняет всего сечения раздающего коллектора и поступает преимущественно в раздающие отверстия, расположенные над трубным пучком. Проходя через трубный пучок, питательная вода прогревается до температуры насыщения. При этом термические напряжения в пучке не вызывают снижения ресурса пучка, и опасные изгибающие напряжения на корпусе парогенератора отсутствуют.The heating fluid enters the heat transfer pipes / 4 / from the inlet manifold / 2 /, transferring heat to the boiler water, which at the same time boils. Boiling of boiler water is compensated by the supply of feed water, which, warming up due to condensation of steam, feeds the steam-water mixture circulating in the tube bundle. In the process of circulation at high loads, part of the vapor generated in the beam enters the intertube corridors, which is due to the high hydraulic resistance of the tube bundle at given values of circulation flow. Under nominal load conditions, part of the feed water passing through the additional pipes / 8 / provides steam condensation in the annular corridors, creating conditions for the unimpeded circulation of the steam-water mixture in the bundle of heat exchange pipes / 4 /. In low load conditions, there is practically no vapor in the annular corridors. Nevertheless, unheated feed water does not enter the steam generator body, since at a low flow rate the feed water does not fill the entire cross-section of the distribution manifold and enters mainly into the distribution openings located above the tube bundle. Passing through a tube bundle, the feed water warms up to saturation temperature. In this case, thermal stresses in the beam do not cause a decrease in the resource of the beam, and there are no dangerous bending stresses on the body of the steam generator.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает преимуществом по сравнению с прототипом. Внедрением предлагаемого решения достигается повышение надежности парогенератора.Thus, the proposed technical solution has an advantage over the prototype. The implementation of the proposed solution is achieved by increasing the reliability of the steam generator.

Экономическая эффективность применения предлагаемого решения определяется увеличением срока службы парогенератора и снижением вероятности аварии в результате разрыва труб парогенератора, работающих под давлением.The economic efficiency of the proposed solution is determined by increasing the life of the steam generator and reducing the likelihood of an accident as a result of rupture of the pipes of the steam generator working under pressure.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Наиболее целесообразно предложенное решение использовать в парогенераторах горизонтального типа для ядерных энергетических установок.The most appropriate solution to use in horizontal type steam generators for nuclear power plants.

Источники информацииSources of information

1. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник под общей редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982, рис.4.26.1. Thermal and nuclear power plants. Handbook edited by V.A. Grigoriev and V.M. Zorina. M .: Energoizdat, 1982, Fig. 4.26.

2. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник под общей редакцией В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982, рис.4.31.2. Thermal and nuclear power plants. Handbook edited by V.A. Grigoriev and V.M. Zorina. M .: Energoizdat, 1982, Fig. 4.41.

Claims

A steam generator comprising a housing / 1 /, a primary coolant collector / 2, 3 /, a bundle of heat exchange pipes / 4 / with vertical annular corridors / 5 /, a distributing feed water collector / 6 / with distributing holes along the horizontal axis / located above the tube bundle / 7 /, characterized in that additional distributing pipes / 8 / are attached to said collector, located above the annulus, so that the upper sections of these pipes are located above the distributor openings located above the tube bundle.