RU2487298C1 - Jet apparatus for steam generator pgv-1000 - Google Patents

Jet apparatus for steam generator pgv-1000 Download PDF

Info

Publication number
RU2487298C1
RU2487298C1 RU2011152461/06A RU2011152461A RU2487298C1 RU 2487298 C1 RU2487298 C1 RU 2487298C1 RU 2011152461/06 A RU2011152461/06 A RU 2011152461/06A RU 2011152461 A RU2011152461 A RU 2011152461A RU 2487298 C1 RU2487298 C1 RU 2487298C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam generator
cylindrical nozzle
casing
steam
cylindrical
Prior art date
Application number
RU2011152461/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011152461A (en
Inventor
Александр Алексеевич Просвирнов
Евгений Юрьевич Корчагин
Виталий Николаевич Майданик
Анатолий Юрьевич Северин
Михаил Александрович Рычков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС")
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 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС") filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по эксплуатации атомных электростанций" (ОАО "ВНИИАЭС")
Priority to RU2011152461/06A priority Critical patent/RU2487298C1/en
Publication of RU2011152461A publication Critical patent/RU2011152461A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2487298C1 publication Critical patent/RU2487298C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: jet apparatus comprises a casing made as cylindrical, installed vertically in a drop channel of a steam generator and connected with a lower part to a guide deflector, a cylindrical nozzle sunk for the half of its length into the upper part of the casing to create a circular gap between the cylindrical nozzle and the casing for supply of steam generator feedwater into the casing from the area under a perforated sheet, narrowing channels arranged inside walls of the cylindrical nozzle and connected via supply tubes with a distributing header with the possibility of feedwater supply from narrowing channels into the casing at the angle of 75 degrees to the vertical line, at the same time the upper cut of the cylindrical nozzle is connected with the perforated sheet, which lets through the steam generator feedwater from the area above the perforated sheet into the upper part of the cylindrical nozzle and further into the casing.
EFFECT: increased multiplicity of feedwater circulation at a hot side of a steam generator resulting in increased steam productivity with preservation of its geometric dimensions.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности для применения в парогенераторах ПГВ-1000, серийно использующихся на атомных станциях с реакторной установкой ВВЭР-1000.The invention relates to nuclear energy, in particular for use in PGV-1000 steam generators, serially used at nuclear power plants with a WWER-1000 reactor.

В случае работы парогенератора традиционной схемы процессы сепарации и парообразования основаны на процессе естественной циркуляции. В процессе работы парогенератора питательная вода поступает в один продольный раздаточный коллектор и подается на ряды поперечных разбрызгивателей, установленных под дырчатым листом над пакетами трубчатки на стороне горячего коллектора. Эта холодная питательная вода из раздаточного коллектора нагревается до насыщения, частично конденсируя пар в пароводяной смеси под дырчатым листом, образующейся в результате теплообмена основной воды парогенератора с пакетами трубчатки, смешивается с основной водой парогенератора (имеющей температуру насыщения), и уже смешанная таким образом, опускается в промежутки между пакетами трубчатки (в опускные каналы), за счет естественной циркуляции, после чего вновь участвует в теплообмене с пакетами трубчатки. При номинальной мощности часть пара, прорываясь в опускные каналы, блокирует опускание холодной воды и кратность циркуляции падает.In the case of a traditional steam generator, the separation and vaporization processes are based on the natural circulation process. During the operation of the steam generator, the feed water enters one longitudinal distributing collector and is fed to the rows of transverse sprinklers installed under a hole sheet above the tubular packages on the side of the hot collector. This cold feed water from the distributor manifold is heated to saturation, partially condensing the steam in the steam-water mixture under the hole sheet formed as a result of heat exchange of the main water of the steam generator with tubular packets, is mixed with the main water of the steam generator (having a saturation temperature), and is already mixed in this way, it is lowered in between the tubular packages (into the lowering channels), due to natural circulation, after which it again participates in heat exchange with the tubular packages. At rated power, part of the steam, breaking into the lowering channels, blocks the lowering of cold water and the frequency of circulation decreases.

Основные известные недостатки таких парогенераторов:The main known disadvantages of such steam generators:

- из-за неравномерности тепловыделения на горячей и холодной сторонах парогенератора наблюдается неравномерность паровой нагрузки (расхода пара по сечению парогенератора) и уровня воды над дырчатым листом, и, как следствие, опасность заброса (выброса) влаги в паропроводы;- due to the non-uniformity of heat generation on the hot and cold sides of the steam generator, there is an unevenness of the steam load (steam consumption over the cross section of the steam generator) and the water level above the hole sheet, and, as a result, the risk of moisture being thrown (released) into the steam lines;

- при номинальной мощности обычно происходит прорыв пара в опускные каналы и через закраину дырчатого листа, что резко уменьшает кратность циркуляции на горячей стороне парогенератора;- at rated power, steam usually breaks into the lowering channels and through the edge of the hole sheet, which dramatically reduces the multiplicity of circulation on the hot side of the steam generator;

- образование застойных зон с повышенной концентрацией растворенных солей и продуктов коррозии и выпадение шлама.- the formation of stagnant zones with a high concentration of dissolved salts and corrosion products and the precipitation of sludge.

Таким образом, в номинальном режиме работы парогенератора имеются довольно значимые потери производительности, обусловленные главным образом неэффективной схемой циркуляции и уменьшением кратности циркуляции.Thus, in the nominal mode of operation of the steam generator there are quite significant performance losses, due mainly to an inefficient circulation scheme and a decrease in the circulation ratio.

Для минимизации последствий вышеуказанных недостатков могут применяться струйные аппараты.To minimize the consequences of the above disadvantages, inkjet devices can be used.

Из уровня техники известен струйный аппарат, применяющийся в тепловой энергетике (в основном на ТЭС), содержащий корпус, размещенные в нем сопла для подвода газообразной и жидкой среды, и камеру (патент РФ 6853 U1, МПК F04F 5/02; опубл. 16.06.1998).The prior art inkjet apparatus used in thermal energy (mainly in thermal power plants), comprising a housing, nozzles for supplying gaseous and liquid media, and a chamber (RF patent 6853 U1, IPC F04F 5/02; publ. 16.06. 1998).

Недостатком имеющегося прототипа струйного аппарата является то, что будучи примененным на парогенераторе АЭС не способствует увеличению кратности циркуляции и, как следствие, не обеспечивает экономической и энергетической эффективности.The disadvantage of the existing prototype of the inkjet apparatus is that, being used on a steam generator of a nuclear power plant, it does not increase the circulation rate and, as a result, does not provide economic and energy efficiency.

В ОАО «ВНИИАЭС» разработан эффективный струйный аппарат. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение кратности циркуляции питательной воды на горячей стороне парогенератора, приводящее к увеличению паропроизводительности при сохранении его геометрических размеров. Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет:VNIIAES has developed an effective inkjet apparatus. The technical result of the invention is to increase the rate of circulation of feed water on the hot side of the steam generator, leading to an increase in steam production while maintaining its geometric dimensions. In addition, the invention allows:

- свести на нет потери пара при конденсации по сравнению с традиционной схемой, происходящей при нагреве питательной воды парогенератора;- negate the loss of steam during condensation compared to the traditional scheme that occurs when the feed water of the steam generator is heated;

- получать более интенсивное перемешивание теплоносителя в опускных каналах, что снижает термическую нагрузку на пакеты трубчатки;- receive more intensive mixing of the coolant in the lowering channels, which reduces the thermal load on the tubular packages;

- исключить прорыв пара в опускные каналы;- to eliminate the breakthrough of steam in the lowering channels;

- выравнивать уровень воды в парогенераторе над дырчатым листом за счет захвата воды из области над дырчатым листом на горячей стороне парогенератора.- level the water level in the steam generator above the hole sheet by trapping water from the area above the hole sheet on the hot side of the steam generator.

Сущность изобретения заключается в струйном аппарате, который содержит корпус, выполненный цилиндрическим, размещенный вертикально в опускном канале парогенератора и соединенный нижней частью с направляющим дефлектором, цилиндрическое сопло, утопленное наполовину своей длины в верхнюю часть корпуса с образованием кольцевого зазора между цилиндрическим соплом и корпусом для подачи питательной воды парогенератора в корпус из области под дырчатым листом, сужающиеся каналы, расположенные внутри стенок цилиндрического сопла и соединенные через подающие трубки с раздаточным коллектором с возможностью поступления питательной воды из сужающихся каналов в корпус под углом 75° к вертикали, при этом верхний срез цилиндрического сопла соединен с дырчатым листом, пропускающим питательную воду парогенератора из области над дырчатым листом в верхнюю часть цилиндрического сопла и далее в корпус. Корпус может иметь длину до 1700 мм для заполнения всей длины опускного канала.The essence of the invention lies in a jet apparatus, which comprises a cylindrical body, placed vertically in the lower channel of the steam generator and connected by a lower part to the guide deflector, a cylindrical nozzle recessed half its length into the upper part of the body with the formation of an annular gap between the cylindrical nozzle and the supply body steam generator feed water into the casing from the area under the hole sheet, tapering channels located inside the walls of the cylindrical nozzle and connected through feed tubes with a distributing manifold with the possibility of feedwater from tapering channels into the housing at an angle of 75 ° to the vertical, while the upper cut of the cylindrical nozzle is connected to a hole sheet that passes the steam generator feed water from the area above the hole sheet to the upper part of the cylindrical nozzle and further into the housing. The housing can have a length of up to 1700 mm to fill the entire length of the lowering channel.

Общий вид струйного аппарата представлен на фиг.1.General view of the inkjet apparatus is presented in figure 1.

Струйный аппарат состоит (фиг.2) из цилиндрического корпуса (1), цилиндрического сопла (2) для подвода питательной воды из раздаточного коллектора, пластин (3) для соединения цилиндрического корпуса аппарата с цилиндрическим соплом, подающих трубок (4), сужающихся каналов (5) внутри стенок цилиндрического сопла (2) (для наглядности на фиг.2 канал заштрихован) и направляющего дефлектора (6). Верхний срез цилиндрического сопла (2) соединен с дырчатым листом (7). Подающие трубки (4) подводят питательную воду из раздаточного коллектора в соединенные с ними сужающиеся каналы (5). Форма сужающихся каналов (5) внутри стенок цилиндрического сопла (2) имеет спиральный вид для создания ускорения и получения скорости около 10 м/с на выходе из каналов цилиндрического сопла, при этом в верхней части цилиндрического сопла отверстие входа значительно шире, чем в нижней части на выходе (например, в верхней части может быть 4 мм, в нижней части - 2 мм). Сам характер сужения может быть как продольный, так и поперечный относительно стенок цилиндрического сопла. Количество сужающихся каналов в стенках цилиндрического сопла (2) ограничено лишь геометрическими размерами самого цилиндрического сопла (2) струйного аппарата. В верхней части цилиндрического сопла (2) питательная вода парогенератора поступает в цилиндрический корпус (1) из области над дырчатым листом (7). В кольцевой зазор между цилиндрическим соплом (2) и цилиндрическим корпусом (1) питательная вода парогенератора поступает в цилиндрический корпус (1) из области под дырчатым листом (7). На фиг.2 направляющими стрелками показан вектор движения питательной воды парогенератора из обеих областей в цилиндрическое сопло (2) и цилиндрический корпус (1). Направляющий дефлектор (6) устроен таким образом, чтобы способствовать последующему поступлению смешанного потока в пакеты трубчатки (8).The inkjet apparatus consists (Fig. 2) of a cylindrical body (1), a cylindrical nozzle (2) for supplying feed water from a distribution manifold, plates (3) for connecting the cylindrical body of the apparatus with a cylindrical nozzle, feed tubes (4), tapering channels ( 5) inside the walls of the cylindrical nozzle (2) (for clarity, the channel is shaded in FIG. 2) and the guide deflector (6). The upper cut of the cylindrical nozzle (2) is connected to the hole sheet (7). The feed tubes (4) supply feed water from the distribution manifold to the narrowing channels (5) connected to them. The shape of the tapering channels (5) inside the walls of the cylindrical nozzle (2) has a spiral shape to create acceleration and obtain a speed of about 10 m / s at the exit of the channels of the cylindrical nozzle, while the inlet in the upper part of the cylindrical nozzle is much wider than in the lower part at the exit (for example, in the upper part there may be 4 mm, in the lower part - 2 mm). The very nature of the narrowing can be both longitudinal and transverse relative to the walls of the cylindrical nozzle. The number of tapering channels in the walls of the cylindrical nozzle (2) is limited only by the geometric dimensions of the cylindrical nozzle (2) of the jet apparatus itself. In the upper part of the cylindrical nozzle (2), the steam generator feed water enters the cylindrical body (1) from the area above the hole sheet (7). In the annular gap between the cylindrical nozzle (2) and the cylindrical body (1), the steam generator feed water enters the cylindrical body (1) from the area under the hole sheet (7). In figure 2, the directional arrows show the motion vector of the feed water of the steam generator from both areas into a cylindrical nozzle (2) and a cylindrical body (1). The guide deflector (6) is designed in such a way as to facilitate the subsequent flow of the mixed stream into the tubular packages (8).

Вид сверху предлагаемого струйного аппарата представлен на фиг.3.A top view of the proposed inkjet apparatus is presented in figure 3.

При использовании предлагаемого струйного аппарата питательная вода поступает в два ряда расположенных вдоль корпуса парогенератора раздаточных коллектора на горячей стороне парогенератора, и из них посредством подающих трубок (4) раздается в сами струйные аппараты. Количество струйных аппаратов зависит от геометрических размеров парогенератора, для парогенератора ПГВ-1000 это количество может быть от 10 до 20 в зависимости от количества рядов. Струйные аппараты расположены между пакетами трубчатки - в опускном канале. Поданная подающими трубками (4) питательная вода из раздаточного коллектора поступает в расположенные в стенках цилиндрического сопла сужающиеся каналы (5). На выходе из цилиндрического сопла (2) выходящая с завихрениями под углом 75° к вертикали и со скоростью около 10 м/с на срезе питательная вода благодаря возникающей разреженности у среза цилиндрического сопла смешивается со значительной частью питательной воды парогенератора, которая поступает в цилиндрический корпус как из верхней части цилиндрического сопла (2), так и из кольцевого зазора между цилиндрическим соплом (2) и цилиндрическим корпусом (1) струйного аппарата. Перемешивание питательной воды из раздаточного коллектора с поступившей питательной водой парогенератора в цилиндрическом корпусе (1) струйного аппарата дает после выхода из дефлектора (6) под пакетами трубчатки монотемпературный по сечению поток. Поток, пройдя сквозь пакеты трубчатки, превращается в пароводяную смесь, которая поднимается наверх и частично сепарируется дырчатым листом. Над дырчатым листом смесь разделяется на фазы пар-вода гравитационной сепарацией. Пароводяная смесь, отсепарированная над и под дырчатым листом, благодаря разреженности, возникающей у среза цилиндрического сопла вследствие выхода из цилиндрического сопла питательной воды из раздаточного коллектора со скоростью около 10 м/с, возвращается обратно в струйный аппарат, где остатки пара в отсепарированной смеси конденсируются. Остальная часть воды поступает под действием гравитации в опускные каналы на закраинах дырчатого листа. Отсепарированный пар поступает в выходной коллектор и далее на турбину.When using the proposed jet apparatus, the feed water enters into two rows of distributing collectors located along the body of the steam generator on the hot side of the steam generator, and from them, through the supply tubes (4), is distributed into the jet apparatuses themselves. The number of jet devices depends on the geometric dimensions of the steam generator; for the PGV-1000 steam generator, this number can be from 10 to 20, depending on the number of rows. Inkjet devices are located between the tube bundles - in the lowering channel. The feed water supplied by the supply tubes (4) from the distribution manifold enters the narrowing channels (5) located in the walls of the cylindrical nozzle. At the exit from the cylindrical nozzle (2), the feed water coming out with swirls at an angle of 75 ° to the vertical and at a speed of about 10 m / s at the cut is mixed with a significant part of the steam generator feed water, which enters the cylindrical body as from the upper part of the cylindrical nozzle (2), and from the annular gap between the cylindrical nozzle (2) and the cylindrical body (1) of the jet apparatus. Mixing the feed water from the distributor with the feed water of the steam generator in the cylindrical body (1) of the jet apparatus gives a mono-temperature cross-section flow after exiting the deflector (6) under the tube bundles. The flow, passing through the tubular packets, turns into a steam-water mixture, which rises up and is partially separated by a hole sheet. Above the perforated sheet, the mixture is separated into vapor-water phases by gravitational separation. The steam-water mixture, separated above and below the hole sheet, due to the rarefaction that arises at the cut of the cylindrical nozzle due to the exit of the feed water from the cylindrical nozzle from the distributor at a speed of about 10 m / s, is returned back to the jet apparatus, where the remaining vapor in the separated mixture condenses. The rest of the water flows under the influence of gravity into the lowering channels on the edges of the hole sheet. The separated steam enters the output manifold and then to the turbine.

Таким образом, благодаря предлагаемому струйному аппарату достигается технический результат, заключающийся в снятии ограничений на увеличение паропроизводительности парогенератора посредством увеличения кратности циркуляции питательной воды на горячей стороне парогенератора. Это способствует уменьшению вероятности заброса влаги в паропроводы, уменьшению вероятности отложений шлама на трубчатке парогенератора, а также возможности организации непрерывной промывки отложений на сварном шве коллектора парогенератора.Thus, thanks to the proposed jet apparatus, a technical result is achieved consisting in removing restrictions on increasing the steam capacity of the steam generator by increasing the multiplicity of feed water circulation on the hot side of the steam generator. This helps to reduce the likelihood of moisture throwing into steam pipelines, reducing the likelihood of sludge deposits on the steam generator tube, as well as the possibility of organizing continuous washing of deposits on the weld seam of the steam generator manifold.

Claims (2)

1. Струйный аппарат, содержащий корпус, выполненный цилиндрическим, размещенный вертикально в опускном канале парогенератора и соединенный нижней частью с направляющим дефлектором, цилиндрическое сопло, утопленное наполовину своей длины в верхнюю часть корпуса с образованием кольцевого зазора между цилиндрическим соплом и корпусом для подачи питательной воды парогенератора в корпус из области под дырчатым листом, сужающиеся каналы, расположенные внутри стенок цилиндрического сопла и соединенные через подающие трубки с раздаточным коллектором с возможностью поступления питательной воды из сужающихся каналов в корпус под углом 75° к вертикали, при этом верхний срез цилиндрического сопла соединен с дырчатым листом, пропускающим питательную воду парогенератора из области над дырчатым листом в верхнюю часть цилиндрического сопла и далее в корпус.1. An inkjet apparatus comprising a cylindrical body, placed vertically in the lower channel of the steam generator and connected by a lower part to the guide deflector, a cylindrical nozzle recessed half its length into the upper part of the body with the formation of an annular gap between the cylindrical nozzle and the body for supplying steam water to the steam generator into the casing from the area under the hole sheet, tapering channels located inside the walls of the cylindrical nozzle and connected through the supply tubes to the transfer to collector with the possibility of feeding feed water from the narrowing channels into the housing at an angle of 75 ° to the vertical, while the upper cut of the cylindrical nozzle is connected to the hole sheet, passing the feed water of the steam generator from the area above the hole sheet to the upper part of the cylindrical nozzle and further into the housing. 2. Струйный аппарат по п.1, отличающийся тем, что корпус имеет длину до 1700 мм. 2. The inkjet apparatus according to claim 1, characterized in that the casing has a length of up to 1700 mm.
RU2011152461/06A 2011-12-22 2011-12-22 Jet apparatus for steam generator pgv-1000 RU2487298C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152461/06A RU2487298C1 (en) 2011-12-22 2011-12-22 Jet apparatus for steam generator pgv-1000

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152461/06A RU2487298C1 (en) 2011-12-22 2011-12-22 Jet apparatus for steam generator pgv-1000

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011152461A RU2011152461A (en) 2013-06-27
RU2487298C1 true RU2487298C1 (en) 2013-07-10

Family

ID=48701160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011152461/06A RU2487298C1 (en) 2011-12-22 2011-12-22 Jet apparatus for steam generator pgv-1000

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2487298C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0197378A1 (en) * 1985-04-01 1986-10-15 Siemens Aktiengesellschaft Once-through steam generator
UA19578A (en) * 1996-05-28 1997-12-25 Запорізька Державна Інженерна Академія System for heating feed water of steam turbine plant
RU6853U1 (en) * 1997-06-13 1998-06-16 Закрытое акционерное общество "Триумф" Inkjet

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0197378A1 (en) * 1985-04-01 1986-10-15 Siemens Aktiengesellschaft Once-through steam generator
UA19578A (en) * 1996-05-28 1997-12-25 Запорізька Державна Інженерна Академія System for heating feed water of steam turbine plant
RU2137035C1 (en) * 1996-05-28 1999-09-10 Запорожская Государственная Инженерная Академия Steam turbine plant feed water preheating system
RU6853U1 (en) * 1997-06-13 1998-06-16 Закрытое акционерное общество "Триумф" Inkjet

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011152461A (en) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101697816B1 (en) A method and apparatus for connecting sections of a once-through horizontal evaporator
KR20160075789A (en) Tube arrangement in a once-through horizontal evaporator
CN203190837U (en) Gas purifying and cooling device
CN103635746A (en) Multidrum evaporator
CN102765769A (en) Low-temperature multiple-effect heat pipe type evaporator
CN107250667A (en) spray nozzle and degasser
RU2487298C1 (en) Jet apparatus for steam generator pgv-1000
KR101940356B1 (en) Anti-clogging steam generator tube bundle
CN102120091B (en) Vacuum evaporation concentration device using composite heat source
CN103216814B (en) Method and device for implementing uniform flow of steam in boiler barrel
CN102478363B (en) Jet stream generating method and equipment
US9314802B2 (en) Spraying tube device and heat exchanger using the same
CN203286544U (en) Device used for realizing even flow of steam in boiler barrel
TW200523505A (en) Continuous-flow steam generator in horizontal construction and its operation method
JP2018537641A (en) Steam generator
CN106322339A (en) Plate type steam generator
CN203848503U (en) Multi-stage pressurized high-pressure steam hot water generator
RU2546934C1 (en) Horizontal steam generator
RU2480699C2 (en) Heat and mass exchange equipment with combined scheme of interaction of gas and liquid flows
CN210286823U (en) Steam generating device for wastewater treatment
JP2017072013A (en) Hot spring establishment device and hot spring establishment type hot spring heat power generation system
RU2338957C2 (en) Steam generator
RU2323761C1 (en) Falling-film evaporator
RU2169881C2 (en) Stram generator
TW202417780A (en) Green steam industrial steam generator process and system

Legal Events

Date Code Title Description
TC4A Change in inventorship

Effective date: 20131011

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151223