RU2228488C1

RU2228488C1 - Steam generator operating process in horizontal-bank nuclear steam generating plant of nuclear station power unit

Info

Publication number: RU2228488C1
Application number: RU2002131196/06A
Authority: RU
Inventors: И.О. Будько; В.И. Горбуров; Ю.Ф. Кутдюсов; Н.Б. Трунов; А.А. Хлебников
Original assignee: Будько Игорь Олегович; Горбуров Вячеслав Иванович
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-05-10

Abstract

FIELD: power engineering; double-circuit nuclear power stations incorporating pressurized water reactor and steam-generating plant. SUBSTANCE: operating process of steam generator divided into several separate circulating loops includes coolant circulation over loop communicating with horizontal tube bank through main circulating pump, feedwater supply to tube space, steam discharge, continuous blowdown including blowdown water discharge and periodic blowdown for slime removal made during shutdown of power unit with loops being disconnected in succession; in the process blowdown water is discharged from steam generator of disconnected loop upon equalizing coolant temperature at steam-generator inlet and outlet in maximal slime accumulation zone located in bottom part of steam generator near coolant outlet. EFFECT: improved design. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на атомных электростанциях в двухконтурных ядерных энергетических установках с водо-водяным энергетическим реактором с водой под давлением и ядерной паропроизводящей установкой, разделенной на несколько самостоятельных циркуляционных контуров (петель).The invention relates to the field of energy and can be used in nuclear power plants in double-circuit nuclear power plants with a pressurized water-water power reactor and a nuclear steam generating unit, divided into several independent circulation circuits (loops).

Из уровня техники известна ядерная паропроизводящая установка энергетического блока атомной электростанции, которая содержит водо-водяной энергетический реактор и несколько циркуляционных контуров-петель, каждая из которых имеет свой главный циркуляционный насос, горизонтальный парогенератор с пучком U-образных труб, циркуляционные трубопроводы теплоносителя первого контура, трубопроводы подвода рабочего тела - питательной воды, отвода пара и отвода продувочной воды второго контура (см., например, Нигматулин И.Н., Нигматулин Б.И. Ядерные энергетические установки. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с.110-122). В процессе работы блока для поддержания нормального солевого режима второго контура в парогенераторе производят непрерывную продувку с отводом рабочего тела и периодическую продувку для удаления шлама из межтрубного пространства парогенератора. Однако интенсивность периодической продувки, как правило, недостаточна для полного удаления нерастворимых взвешенных частиц, в результате чего происходит накопление и отложение шлама на наружной поверхности пучка труб. Кроме того, из-за тепловой и гидравлической неравномерности в процессе естественной циркуляции рабочего тела шлам распределяется в межтрубном пространстве парогенератора неравномерно, что снижает эффективность периодической продувки.The prior art nuclear steam generating installation of the power unit of a nuclear power plant, which contains a water-water power reactor and several loop circuits, each of which has its own main circulation pump, a horizontal steam generator with a bunch of U-shaped pipes, circulation pipes of the primary coolant, pipelines for supplying the working fluid - feed water, steam and purge water of the second circuit (see, for example, Nigmatulin I.N., Nigmatulin B.I. Yader power plants. - M.: Energoatomizdat, 1986, pp. 110-122). In the process of operation of the unit, in order to maintain the normal salt regime of the second circuit in the steam generator, continuous blowing is carried out with the removal of the working fluid and periodic blowing is performed to remove sludge from the annulus of the steam generator. However, the intensity of the periodic purge is usually insufficient to completely remove insoluble suspended particles, resulting in the accumulation and deposition of sludge on the outer surface of the tube bundle. In addition, due to thermal and hydraulic unevenness during the natural circulation of the working fluid, the sludge is distributed unevenly in the annulus of the steam generator, which reduces the efficiency of periodic blowing.

Изобретение направлено на повышение эффективности удаления шлама и снижение величины отложений на поверхностях нагрева парогенератора.The invention is aimed at improving the efficiency of removing sludge and reducing the amount of deposits on the heating surfaces of the steam generator.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе работы парогенератора с горизонтальным пучком труб ядерной паропроизводящей установки энергетического блока атомной электростанции с несколькими самостоятельными циркуляционными контурами-петлями, включающем циркуляцию теплоносителя по петле, к которой подключен горизонтальный пучок труб посредством главного циркуляционного насоса, подвод рабочего тела - питательной воды в межтрубное пространство, отвод пара, непрерывную продувку с отводом продувочной воды и периодическую продувку для удаления шлама, согласно изобретению, периодическую продувку производят в период останова блока при последовательном отключении петель, при этом продувочную воду отводят из парогенератора отключенной петли после выравнивания температуры теплоносителя на входе и выходе парогенератора из зоны максимального скопления шлама, расположенной в нижней части парогенератора в районе входа теплоносителя.The solution to this problem is provided by the fact that in the method of operation of a steam generator with a horizontal tube bundle of a nuclear steam generating installation of an energy unit of a nuclear power plant with several independent circulation loops, including circulation of a heat carrier through a loop to which a horizontal tube bundle is connected via a main circulation pump, supplying a working fluid - feed water into the annulus, steam removal, continuous purging with the removal of purge water and periodic According to the invention, a purge is carried out to remove sludge, and a periodic purge is performed during the unit shutdown when the loops are sequentially turned off, while purge water is removed from the steam generator of the disconnected loop after equalizing the temperature of the coolant at the inlet and outlet of the steam generator from the zone of maximum accumulation of sludge located at the bottom of the steam generator in the area of the coolant inlet.

Причем периодическую продувку парогенератора каждой петли производят при выключенном главном циркуляционном насосе.Moreover, the periodic purge of the steam generator of each loop is carried out when the main circulation pump is off.

Заявленный режим последовательного проведения периодической продувки парогенератора каждой петли по отдельности в период останова блока после прекращения в нем парообразования и из зоны наибольшего скопления шлама, которая, как определено расчетом по модели пространственной циркуляции рабочего тела с учетом конструктивных особенностей парогенератора и пространственной неоднородности генерации пара на погруженной в объем рабочего тела теплопередаточной поверхности, расположена в районе входа (входного коллектора) теплоносителя, обеспечивает эффективное удаление из межтрубного пространства твердых взвешенных частиц при повышенном расходе продувочной воды и существенно снижает образование отложений на наружной поверхности пучка труб, что повышает надежность и экономичность работы парогенератора.The claimed mode of sequential periodic purging of the steam generator of each loop separately during the unit shutdown period after the termination of steam formation in it and from the zone of the greatest accumulation of sludge, which, as determined by the calculation according to the model of the spatial circulation of the working fluid, taking into account the design features of the steam generator and the spatial heterogeneity of steam generation on the submerged in the volume of the working fluid of the heat transfer surface, located in the area of the inlet (input collector) of the coolant, bespechivaet efficient removal of the annulus particulate matter at elevated blowdown water flow and reduces the formation of deposits on the outer surface of the tube bundle, which increases the reliability and efficiency of the steam generator.

На чертеже представлена схема включения парогенератора в циркуляционный контур-петлю ядерной паропроизводящей установки.The drawing shows a diagram of the inclusion of a steam generator in the circulation loop of a nuclear steam generating installation.

Ядерная паропроизводящая установка энергетического блока атомной электростанции включает водо-водяной энергетический реактор 1 и несколько самостоятельных циркуляционных контуров-петель (на чертеже показана одна петля), каждая из которых содержит главный циркуляционный насос 2 первого контура, “горячий” и “холодный” трубопроводы теплоносителя 3 и 4, горизонтальный парогенератор 5 с пучком труб 6, прикрепленным к входному и выходному коллекторам 7 и 8 теплоносителя, корпус которого снабжен патрубком 9 подвода рабочего тела - питательной воды, паровым коллектором 10, штуцером (штуцерами) 11 непрерывной продувки и штуцером (штуцерами) 12 периодической продувки, расположенными в нижней части корпуса парогенератора 5 в зоне “горячего” входного коллектора 7 теплоносителя.A nuclear steam generating installation of the power unit of a nuclear power plant includes a water-water power reactor 1 and several independent circulation loop circuits (one loop is shown in the drawing), each of which contains the main circulation pump 2 of the primary circuit, “hot” and “cold” coolant pipes 3 and 4, a horizontal steam generator 5 with a tube bundle 6 attached to the inlet and outlet collectors 7 and 8 of the coolant, the casing of which is equipped with a pipe 9 for supplying a working fluid - water, steam header 10, bushing (nipples) 11 and a continuous purge fitting (fittings) 12 blowdown located at the bottom of the housing 5 of the steam generator in the region of "hot" coolant inlet manifold 7.

Парогенератор ядерной паропроизводящей установки энергетического блока работает следующим образом.A steam generator of a nuclear steam generating installation of an energy block operates as follows.

Теплоноситель в режиме нормальной эксплуатации блока из активной зоны реактора 1 раздельно для каждой петли по “горячему” трубопроводу 3 первого контура поступает во входной коллектор 7 парогенератора 5, раздается по трубкам горизонтального пучка 6, собирается в выходной коллектор 8 и посредством главного циркуляционного насоса 2 возвращается в реактор 1 по “холодному” трубопроводу 4. Рабочее тело - питательная вода второго контура - подводится через патрубок 9 внутрь парогенератора 5, в межтрубном пространстве которого в результате теплообмена при естественной циркуляции образуется пар, который отводится по паровому коллектору 10. Для поддержания нормального солевого режима в парогенераторе 5 производят непрерывную продувку с отводом продувной воды через штуцер (штуцера) 11. Периодическую продувку парогенератора каждой петли для удаления шлама производят в период останова блока при снижении тепловой мощности реактора 1 до минимума или до нуля в режиме последовательного отклонения петель. Для этого в отключаемой петле выключают главный циркуляционный насос 2 и, после выравнивания температуры теплоносителя на входе (во входном коллекторе 7) и выходе (в выходном коллекторе 8) парогенератора 5, отводят продувочную воду через штуцер (штуцера) 12 из зоны максимального скопления шлама, которая образуется в районе входа (“горячего” входного коллектора 7) теплоносителя, что подтверждено экспериментально.The coolant in the normal operation of the unit from the reactor core 1 separately for each loop through the “hot” pipe 3 of the primary circuit enters the input collector 7 of the steam generator 5, is distributed through the tubes of the horizontal bundle 6, is collected in the output manifold 8, and returns through the main circulation pump 2 into the reactor 1 through the “cold” pipeline 4. The working fluid — feed water of the second circuit — is supplied through the pipe 9 to the inside of the steam generator 5, in which exchange during natural circulation, steam is formed, which is discharged through the steam manifold 10. To maintain a normal salt regime in the steam generator 5, a continuous purge is carried out with the purge water being discharged through the nozzle (nozzle) 11. The steam generator of each loop is periodically purged to remove sludge while the unit is stopped at reducing the thermal power of the reactor 1 to a minimum or to zero in the sequential loop deflection mode. To do this, turn off the main circulation pump 2 in the disconnected loop and, after equalizing the temperature of the coolant at the inlet (in the inlet manifold 7) and the outlet (in the outlet manifold 8) of the steam generator 5, purge water is drawn through the nozzle (nozzle) 12 from the zone of maximum accumulation of sludge, which is formed in the region of the inlet (“hot” inlet collector 7) of the coolant, which is confirmed experimentally.

При этом в процессе снижения парообразования циркулирующие в межтрубном пространстве потоки рабочего тела движутся в “горячую” зону входного коллектора 7 теплоносителя и транспортируют (несут с собой) взвешенные нерастворимые частицы, которые концентрируются в нижней части корпуса парогенератора 5 в районе входного коллектора 7 и вблизи установки штуцера (штуцеров) 12 и после оседания удаляются через последний с продувочной водой.At the same time, in the process of reducing vaporization, the circulating fluid flows in the annulus move into the “hot” zone of the coolant inlet 7 and transport (carry with them) suspended insoluble particles that are concentrated in the lower part of the steam generator 5 in the area of the inlet manifold 7 and near the installation nipple (s) 12 and after settling are removed through the latter with purge water.

Claims

1. The method of operation of a steam generator with a horizontal tube bundle of a nuclear steam generating installation of the power unit of a nuclear power plant with several independent circulation loops, including circulation of a heat carrier through a loop, to which a horizontal tube bundle is connected by means of a main circulation pump, supply of working fluid - feed water to the annulus , steam removal, continuous purging with the removal of purge water and periodic purging to remove sludge, characterized in that to produce a periodic purge during the stop block when sequentially disconnecting loops wherein water is removed from the purge steam deactivated after the loop alignment coolant temperature at the inlet and outlet of the steam generator from the zone of maximum accumulation of sludge at the bottom of the steam generator in the coolant entrance area.

2. The method of claim 1, characterized in that the periodic purging of the steam generator of each loop is performed with the main circulation pump turned off.