RU2464656C2 - Method of water feed - Google Patents

Method of water feed Download PDF

Info

Publication number
RU2464656C2
RU2464656C2 RU2010149636/07A RU2010149636A RU2464656C2 RU 2464656 C2 RU2464656 C2 RU 2464656C2 RU 2010149636/07 A RU2010149636/07 A RU 2010149636/07A RU 2010149636 A RU2010149636 A RU 2010149636A RU 2464656 C2 RU2464656 C2 RU 2464656C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
separator
evaporator
circuit
coolant circuit
Prior art date
Application number
RU2010149636/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010149636A (en
Inventor
Иван Федорович Пивин (RU)
Иван Федорович Пивин
Original Assignee
Иван Федорович Пивин
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
Application filed by Иван Федорович Пивин filed Critical Иван Федорович Пивин
Priority to RU2010149636/07A priority Critical patent/RU2464656C2/en
Publication of RU2010149636A publication Critical patent/RU2010149636A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2464656C2 publication Critical patent/RU2464656C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to nuclear power production, particularly, to water treatment in makeup water supply to secondary coolant circuit in standby conditions. Water feed from, mainly, separator into evaporator boiler water distribution chamber and forcing it through second circulation loop evaporator tube bank in standby conditions with nuclear reactor maintained hot by proper heat comprises actuating nuclear reactor in intermittent mode during a day at low power with forcing reactor first coolant circuit liquid-metal heat carrier at low rpm of second coolant circuit makeup water pump. After said low-power actuation, water is preliminarily fed from pressure pipe via makeup water pump into evaporator boiler water distribution chamber to design water level in separator. Then, separator and evaporator water levels are leveled by separator pressure reduction After starting makeup water pump at low rpm, second coolant circuit water temperature is controlled by increasing separator pressure on feeding steam of required parameters Note here that second coolant circuit boiler water temperature increase rate is controlled by linear time ratio not exceeding 1-3 degrees centigrade a minute. ^ EFFECT: ruled out cyclic thermal stresses in heat exchangers. ^ 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в системе водоподготовки при подпитке питательной водой второго контура в стояночном режиме при поддержании ядерной энергетической установки (ЯЭУ) собственным теплом, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.The invention relates to a heat exchange technique and is intended for use in a water treatment system when feeding secondary circuit feed water in a standby mode while maintaining a nuclear power plant (NPP) with its own heat, operating on a liquid metal coolant in a variable load mode.

Известно устройство для защиты теплообменника от коррозионно-термических повреждений, содержащее втулку, присоединенную к экранирующему элементу, причем последний выполнен в виде эквидистантно расположенных дисков, скрепленных через прокладки посредством болтов, причем один из дисков жестко присоединен к втулке, а другой снабжен обтекателем, обращенным внутрь нее /Александровский Ю.В. и др. Устройство для защиты теплообменника от коррозионно-термических повреждений. SU А.с. №1112223, F22В 37/22. Приоритет - 11.01.83. Опубл. бюллетень изобретений №33. 07.09.1984 - аналог/.A device is known for protecting the heat exchanger from corrosion-thermal damage, comprising a sleeve attached to a shielding element, the latter being made in the form of equidistant disks fastened through gaskets by means of bolts, one of the disks being rigidly attached to the sleeve and the other having a fairing facing inward her / Alexandrovsky Yu.V. etc. A device for protecting a heat exchanger from corrosion-thermal damage. SU A.S. No. 1112223, F22B 37/22. Priority - 11.01.83. Publ. Bulletin of inventions No. 33. 09/07/1984 - analogue.

Недостатком указанного технического решения является то, что статистика опыта конструирования теплообменников и тепловые расчеты последних показывают, что независимо от давления, расхода, температуры жидкости при выходе из корпуса теплообменника термоциклические напряжения не возникают, в связи с чем установки этого устройства внутри теплообменника и для выхода жидкости не требуется. Кроме того, на патрубке теплообменника клапаны не устанавливаются, а уплотнительный материал в технике может быть: плотная бумага, резина, паронит, фторопласт, никель, терморасширенный графит и другие виды, но в научно-технической литературе неизвестны факты их использования в подобных конструкциях.The disadvantage of this technical solution is that the statistics of experience in the design of heat exchangers and thermal calculations of the latter show that, regardless of the pressure, flow, temperature of the liquid, when leaving the heat exchanger body, thermal cyclic voltages do not arise, and therefore installation of this device inside the heat exchanger and for the liquid exit not required. In addition, valves are not installed on the heat exchanger pipe, and the sealing material in the technique can be: thick paper, rubber, paronite, fluoroplastic, nickel, thermally expanded graphite, and other types, but the facts of their use in such structures are not known in the scientific and technical literature.

Известно защитное устройство теплообменных труб, закрепленных в трубной доске, содержащее цилиндрическую вставку, часть которой размещена в теплообменной трубе, а часть выступает над трубной доской, причем вставка установлена в трубе с образованием кольцевого зазора и снабжена на наружной поверхности кольцевыми выступами, контактирующими с трубой, расстояние между которыми превышает толщину трубной доски, а вокруг выступающей на последней части вставки в плоскости, параллельной трубной доске, установлен экран /Емельянов В.И. и др. Защитное устройство теплообменных труб. SU А.с. №817396, F28F 19/06. Приоритет - 27.04.79. Опубл. бюллетень изобретений №12, 30.03.1981 - прототип/.A protective device is known for heat exchange tubes fixed in a tube plate containing a cylindrical insert, part of which is located in the heat exchange tube, and part protrudes above the tube plate, the insert being installed in the pipe with the formation of an annular gap and provided on the outer surface with annular protrusions in contact with the pipe, the distance between which exceeds the thickness of the tube plate, and around the protruding on the last part of the insert in the plane parallel to the tube plate, the screen is installed / Emelyanov V.I. and others. Protective device of heat exchange pipes. SU A.S. No. 817396, F28F 19/06. Priority - 04/27/79. Publ. Bulletin of inventions No. 12, March 30, 1981 - prototype.

Недостатком этого технического решения является крайне узкая, из-за габаритных размеров, область применения, так как укрепление пучка теплообменных труб в трубной доске осуществляется с очень малыми межосевыми расстояниями - перешейками, соизмеримыми с толщиной стенок самих труб. Кроме того, элементы устройства создают большую величину ничем неоправданных гидравлических сопротивлений, а место их максимальной концентрации всегда связано с соответствующей величиной концентрации термоциклических напряжений.The disadvantage of this technical solution is the extremely narrow, due to the overall dimensions, scope, since the strengthening of the heat exchange tube bundle in the tube plate is carried out with very small interaxal distances - isthmuses commensurate with the wall thickness of the pipes themselves. In addition, the elements of the device create a large amount of unjustified hydraulic resistance, and the place of their maximum concentration is always associated with the corresponding concentration of thermocyclic stresses.

Технический результат предлагаемого изобретения - исключение термоциклических напряжений в сварных швах испарителя, соединяющих трубы с трубной доской последнего, увеличение ресурса эксплуатационной надежности ЯЭУ в целом.The technical result of the invention is the elimination of thermal cyclic stresses in the welds of the evaporator connecting the pipes to the tube plate of the latter, an increase in the service life of the nuclear power plant as a whole.

Указанный технический результат достигается тем, что способ подачи воды преимущественно из сепаратора в раздающую камеру котловой воды испарителя с последующей ее прокачкой через трубный пучок испарителя второго циркуляционного контура при поддержании ЯЭУ в горячем состоянии собственным теплом, заключающийся в том, что периодически, в течение суток, производят ввод в работу на малой мощности ядерного реактора с прокачкой жидкометаллического теплоносителя первого контура ЯЭУ с последующим пуском на малых оборотах насоса МПЦ воды второго контура, причем после ввода в работу на малой мощности ядерного реактора с прокачкой жидкометаллического теплоносителя первого контура ЯЭУ осуществляют предварительную подачу воды из напорной трубы через насос МПЦ в раздающую камеру котловой воды испарителя с привязкой к номинальному уровню воды в сепараторе, затем уравнивают температуру воды сепаратора и испарителя снижением давления в сепараторе, после пуска на малых оборотах насоса МПЦ осуществляют управление темпом роста температуры воды второго контура, увеличивая давление в сепараторе подачей пара необходимых параметров, при этом управление темпом роста температуры котловой воды второго контура МПЦ производят по линейной зависимости во времени, не превышая величину (1-3)°С в минуту.The specified technical result is achieved by the fact that the method of supplying water mainly from the separator to the evaporator boiler water distribution chamber with its subsequent pumping through the tube bundle of the evaporator of the second circulation circuit while maintaining the nuclear power plant in hot condition with its own heat, which consists in the fact that periodically, during the day, they put into operation at low power a nuclear reactor with pumping the liquid metal coolant of the primary circuit of the nuclear power plant, followed by starting at low revolutions of the MPC water pump of the first circuit, and after putting into operation at low power a nuclear reactor with pumping the liquid metal coolant of the primary circuit of the nuclear power plant, water is preliminarily supplied from the pressure pipe through the MPC pump to the evaporator boiler water distribution chamber with reference to the nominal water level in the separator, then the separator water temperature is equalized and the evaporator by reducing the pressure in the separator, after starting at low revolutions of the MPC pump, the rate of increase of the water temperature of the second circuit is controlled, increasing the pressure separator steam supply required parameters, while controlling the growth rate of the boiler water temperature of the second circuit MOC produce a linear relationship with time, not exceeding the value (1-3) ° C per minute.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 - представлена пневмогидравлическая схема ЯЭУ;figure 1 - presents the pneumohydraulic diagram of the nuclear power plant;

на фиг.2. - продольный разрез камеры котловой воды испарителя.figure 2. - a longitudinal section of the boiler chamber of the evaporator.

Способ подачи воды осуществляется на ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок, включающей реактор 0 с активной зоной 1, проведение ядерной реакции деления в которой осуществляется с помощью приводов регулирующих стержней 2. Далее, по тракту жидкометаллического теплоносителя следует пароперегреватель 3, испаритель 4, центробежный насос 5, и вновь происходит возврат в объем реактора 0. Движение котловой воды второго контура осуществляется из сепаратора 6, предназначенного в качестве емкости для хранения соответствующего объема котловой воды и выполнения функции осушки пара. После подпитки сепаратора 6 водой и смешения ее с объемом воды сепаратора 6 образуется котловая вода сепаратора 6, которая за счет насоса многократно принудительной циркуляции (МПЦ) 7 поступает в раздающую камеру 8 котловой воды испарителя 4, далее, минуя трубчатку испарителя 4, поступает вновь в сепаратор 6, который за счет сепарационных устройств осуществляет осушку пароводяной смеси и направляет осушенный пар в пароперегреватель 3 с последующей подачей на турбину 9, откуда через конденсатор 10 вновь поступает в сепаратор 6, подпитываемый периодически из-за протечек в конденсаторе 10 подпиточной водой.The method of supplying water is carried out on a nuclear power plant operating on a liquid metal coolant in the mode of variable loads, including a reactor 0 with an active zone 1, the nuclear fission reaction in which is carried out using the actuators of the control rods 2. Next, a superheater 3, an evaporator 4 follows the path of the liquid metal coolant , a centrifugal pump 5, and again returns to the volume of the reactor 0. The movement of the boiler water of the second circuit is carried out from the separator 6, designed as a storage tank tions appropriate volume of a boiler water and steam perform drying functions. After feeding separator 6 with water and mixing it with the volume of water of separator 6, boiler water of separator 6 is formed, which, due to the forced circulation pump (MPC) 7, enters the distributor chamber 8 of boiler water of evaporator 4, then bypassing the tube of evaporator 4, it enters again separator 6, which, due to separation devices, carries out the drying of the steam-water mixture and sends the dried steam to the superheater 3, followed by supply to the turbine 9, from where it again enters the separator 6 through the condenser 10, fed by Iodically due to leaks in the capacitor 10 with make-up water.

Способ подачи воды осуществляют следующим образом.The method of water supply is as follows.

При поддержании ЯЭУ в горячем состоянии собственным теплом возникает необходимость подогрева жидкометаллического теплоносителя для исключения замерзания последнего в чехлах системы управления и защиты активной зоны 2 в районе верхнего уровня, так как в этом случае ЯЭУ будет неуправляемой. Для этого производят ввод в работу на малой мощности ядерного реактора с прокачкой жидкометаллического теплоносителя первого контура ЯЭУ, но для отбора излишне поступающего тепла и исключения повреждения соответствующего оборудования осуществляют подключение второго контура МПЦ. В результате осуществления циркуляции всего объема жидкометаллического теплоносителя первого контура происходит уравнивание его температуры. Но при поступлении достаточно большого объема котловой воды с невысокой температурой из напорного трубопровода сепаратора 6 в раздающую камеру испарителя 8 в сварных швах труб с трубной доской испарителя 8 могут иметь место большие величины термоциклических напряжений, приводящих к возникновению трещин в перешейках трубной доски и, как следствие, к межконтурному разуплотнению. Для исключения этого повреждения котловую воду из напорного трубопровода сепаратора 6 небольшими объемами пропускают через насос МПЦ 7 до тех пор, пока уровень котловой воды в сепараторе 6 достигнет номинальной отметки, далее снижают давление в сепараторе 6, чтобы температуры котловой воды в сепараторе 6 и в испарителе 4 сравнялись. После этого производят пуск на малых оборотах насоса МПЦ 7 и осуществляют управление темпом роста температуры котловой воды сепаратора 6, увеличивая давление в сепараторе 6 подачей пара необходимых параметров, при этом управление темпом роста температуры котловой воды второго контура МПЦ производят по линейной зависимости во времени, не превышая величину (1-3)°С в минуту, подтвержденное расчетами и экспериментальной проверкой на полномасштабной ЯЭУ.When maintaining the nuclear power plant in hot state with its own heat, it becomes necessary to heat the liquid metal coolant to prevent the latter from freezing in the covers of the control and core protection system 2 in the upper level region, since in this case the nuclear power plant will be uncontrollable. For this, a nuclear reactor is put into operation at low power with pumping the liquid metal coolant of the primary circuit of the nuclear power plant, but to select excess heat and prevent damage to the corresponding equipment, the second circuit of the MPC is connected. As a result of the circulation of the entire volume of the liquid metal coolant of the primary circuit, its temperature is equalized. But when a sufficiently large volume of boiler water with a low temperature arrives from the discharge pipe of the separator 6 into the distributor chamber of the evaporator 8, large values of thermocyclic stresses can occur in the welds of the pipes with the tube plate of the evaporator 8, leading to cracks in the neck of the tube plate and, as a result to inter-circuit softening. To eliminate this damage, the boiler water from the pressure pipe of the separator 6 is passed through small volumes of MPC 7 through the pump until the boiler water level in the separator 6 reaches the nominal mark, then the pressure in the separator 6 is reduced so that the temperature of the boiler water in the separator 6 and in the evaporator 4 caught up. After that, start the pump at low revolutions of the MPTs 7 pump and control the rate of increase in the temperature of the boiler water of the separator 6, increasing the pressure in the separator 6 by supplying the necessary parameters, while controlling the rate of increase of the temperature of the boiler water of the second circuit of the MPTs is linearly time-dependent, not exceeding the value (1-3) ° С per minute, confirmed by calculations and experimental verification on a full-scale nuclear power plant.

Применение способа подачи воды с предлагаемой последовательностью технологических операций исключает появление термоциклических напряжений в наиболее уязвимом узле теплообменного оборудования - трубная доска испарителя - и, как следствие, приведет к увеличению ресурса эксплуатационной надежности работы ЯЭУ в целом.The use of a water supply method with the proposed sequence of technological operations eliminates the occurrence of thermal cyclic stresses in the most vulnerable unit of the heat exchange equipment — the evaporator tube plate — and, as a result, will increase the operational reliability resource of the nuclear power plant as a whole.

Claims (1)

Способ подачи воды преимущественно из сепаратора в раздающую камеру котловой воды испарителя с последующей ее прокачкой через трубный пучок испарителя второго циркуляционного контура при поддержании ЯЭУ в горячем состоянии собственным теплом, заключающийся в том, что периодически, в течение суток, производят ввод в работу на малой мощности ядерного реактора с прокачкой жидкометаллического теплоносителя первого контура ЯЭУ с последующим пуском на малых оборотах насоса МПЦ воды второго контура, отличающийся тем, что после ввода в работу на малой мощности ядерного реактора с прокачкой жидкометаллического теплоносителя первого контура ЯЭУ осуществляют предварительную подачу воды из напорной трубы через насос МПЦ в раздающую камеру котловой воды испарителя с привязкой к номинальному уровню воды в сепараторе, затем уравнивают температуру воды сепаратора и испарителя снижением давления в сепараторе, после пуска на малых оборотах насоса МПЦ осуществляют управление темпом роста температуры воды второго контура, увеличивая давление в сепараторе подачей пара необходимых параметров, при этом управление темпом роста температуры котловой воды второго контура МПЦ производят по линейной зависимости во времени, не превышая величину 1-3°С в минуту. The method of supplying water mainly from the separator to the evaporator boiler water distribution chamber with its subsequent pumping through the tube bundle of the evaporator of the second circulation loop while maintaining the nuclear power plant in hot condition with its own heat, which consists in the fact that periodically, during the day, commissioning is carried out at low power nuclear reactor with pumping the liquid metal coolant of the first circuit of the nuclear power plant with subsequent start-up of the second circuit water at low speed of the MPC pump, characterized in that after commissioning at a low power nuclear reactor pumping the liquid metal coolant of the primary circuit of the nuclear power plant, water is preliminarily supplied from the pressure pipe through the MPC pump to the evaporator boiler water distribution chamber with reference to the nominal water level in the separator, then the water temperature of the separator and evaporator is equalized by reducing the pressure in the separator, after starting at low revolutions of the pump, the MPC controls the rate of increase in the water temperature of the second circuit, increasing the pressure in the separator by supplying the necessary steam parameters, while controlling the growth rate of the temperature of the boiler water of the second circuit of the MPC is linearly dependent on time, not exceeding 1-3 ° C per minute.
RU2010149636/07A 2010-12-07 2010-12-07 Method of water feed RU2464656C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149636/07A RU2464656C2 (en) 2010-12-07 2010-12-07 Method of water feed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149636/07A RU2464656C2 (en) 2010-12-07 2010-12-07 Method of water feed

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010149636A RU2010149636A (en) 2012-06-20
RU2464656C2 true RU2464656C2 (en) 2012-10-20

Family

ID=46680470

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010149636/07A RU2464656C2 (en) 2010-12-07 2010-12-07 Method of water feed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2464656C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2068094A (en) * 1980-01-22 1981-08-05 Neratoom Indirect heat transfer for a pressure fluidized bed boiler
SU1451452A1 (en) * 1987-02-02 1989-01-15 Предприятие "Южтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке, Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Method and apparatus for regulating steam reheat temperature
RU2341834C1 (en) * 2007-03-30 2008-12-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения" (ОАО "ВНИИАМ") Emergency cooling system of reactor plant with liquid-metal heat carrier
RU2008151313A (en) * 2008-12-25 2010-06-27 Иван Федорович Пивин (RU) WATER SUPPLY METHOD

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2068094A (en) * 1980-01-22 1981-08-05 Neratoom Indirect heat transfer for a pressure fluidized bed boiler
SU1451452A1 (en) * 1987-02-02 1989-01-15 Предприятие "Южтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке, Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" Method and apparatus for regulating steam reheat temperature
RU2341834C1 (en) * 2007-03-30 2008-12-20 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения" (ОАО "ВНИИАМ") Emergency cooling system of reactor plant with liquid-metal heat carrier
RU2008151313A (en) * 2008-12-25 2010-06-27 Иван Федорович Пивин (RU) WATER SUPPLY METHOD

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЕМЕЛЬЯНОВ И.Я. и др. Конструирование ядерных реакторов. - М.: Энергоатоиздат, 1982, с.76-81, 311-313. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010149636A (en) 2012-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU197487U1 (en) TEE NODE FOR MIXING THE FLOWS OF THE NUCLEAR REACTOR BLOWING AND SUPPLY SYSTEM
RU2424587C1 (en) Liquid salt nuclear reactor (versions)
US20180350472A1 (en) Passive safe cooling system
CA2937668C (en) Reactor system with a lead-cooled fast reactor
EP2403666A2 (en) Method and device for recovering energy in a system for producing a metal article
EP2165116B1 (en) Immediate response steam generating method
CN107250664B (en) Horizontal steam generator for reactor plant
US10030865B2 (en) System for passive heat removal from the pressurized water reactor through the steam generator
CN204480678U (en) A kind of nuclear power station Heat Discharging System of Chinese
US20170098483A1 (en) Heat exchange system and nuclear reactor system
CN106297915B (en) Passive safety injection system for nuclear power station
JP2015535605A (en) Reactor with liquid metal coolant
US20160109185A1 (en) Energy storage system
RU2464656C2 (en) Method of water feed
RU2450380C1 (en) Method of water supply
CN103730171A (en) Auxiliary heating system of liquid heavy metal cooling natural circulating pool-type reactor
JP4349133B2 (en) Nuclear power plant and operation method thereof
KR101121027B1 (en) Multiple nuclear reactor system with combined nuclear steam supply systemNSSS
CN220249971U (en) System for reducing dissolved oxygen in boiler feed water
CN217356827U (en) Feed water recirculation system of once-through steam generator
RU2685220C1 (en) Two-circuit nuclear energy plant the first circuit device
KR950015403A (en) Nuclear Power Plant Subwater Level Operation Method and Device
JP2006038499A (en) Nuclear power plant and method for operating it
JP2006125950A (en) Feed water nozzle and reactor facility using feed water nozzle
JP2015194416A (en) nuclear power plant