RU2703904C2 - Forward-pipe steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant - Google Patents

Forward-pipe steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant Download PDF

Info

Publication number
RU2703904C2
RU2703904C2 RU2017116885A RU2017116885A RU2703904C2 RU 2703904 C2 RU2703904 C2 RU 2703904C2 RU 2017116885 A RU2017116885 A RU 2017116885A RU 2017116885 A RU2017116885 A RU 2017116885A RU 2703904 C2 RU2703904 C2 RU 2703904C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steam generator
coolant
steam
heat
heat carrier
Prior art date
Application number
RU2017116885A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017116885A (en
RU2017116885A3 (en
Inventor
Виктор Иванович Сычиков
Сергей Андреевич Дяченко
Даниил Сергеевич Грузинцев
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова"
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 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова"
Priority to RU2017116885A priority Critical patent/RU2703904C2/en
Publication of RU2017116885A publication Critical patent/RU2017116885A/en
Publication of RU2017116885A3 publication Critical patent/RU2017116885A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2703904C2 publication Critical patent/RU2703904C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/06—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium
    • F22B1/063—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium for metal cooled nuclear reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

FIELD: heat exchange.SUBSTANCE: invention relates to heat exchange equipment. Straight-flow steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant covers magnetohydrodynamic pump, by means of which heat carrier after the core is directed to steam generator, and outside the steam generator is enclosed by birotation reactive-rotary engine, wherein supply of feed water is carried out by heat-insulated ceramic annular header, enveloping magnetohydrodynamic pump in area of heat carrier outlet from steam generator, at that, the counterflow mode of the heat carrier flow inside rectilinear pipes is accepted, and the working medium is in the inter-pipe space.EFFECT: invention is aimed at elimination of pressure drop between heat carrier and generated steam.4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменному оборудованию и может быть использовано в атомной энергетике.The invention relates to heat exchange equipment and can be used in nuclear energy.

Известен прямоточный парогенератор (см. Патент Великобритании №1514831 по кл. F28D 7/00, опубликованный. 22.04.1976) жидкий металл/вода, состоящий из корпуса с крышкой, к которой прикреплены один или более трубных пучков, сформированных из спиральных или прямолинейных труб и подводящей трубы, окруженной центральной трубой, заполненной газом. Паровые коллекторы расположены под крышкой парогенератора.A direct-flow steam generator is known (see British Patent No. 1514831, CL F28D 7/00, published. 04/22/1976) liquid metal / water, consisting of a housing with a lid, to which one or more tube bundles are formed, formed from spiral or straight pipes and a supply pipe surrounded by a central gas-filled pipe. Steam manifolds are located under the cover of the steam generator.

В известном парогенераторе отсутствует контакт с жидким металлом трубных досок паровых коллекторов. Трубы подвода воды находятся в полости, заполненной инертным газом, исключающим прямой контакт их поверхности с жидкометаллическим теплоносителем, однако трубные доски питательных коллекторов и выходные участки трубного пучка, заполненные паром, находятся в контакте с ним, что отрицательно влияет на безотказность парогенератора и приводит к:In the known steam generator there is no contact with the liquid metal of the tube plates of the steam manifolds. The water supply pipes are in a cavity filled with an inert gas, which excludes direct contact of their surface with a liquid metal coolant, however, the tube boards of the feed collectors and the outlet sections of the tube bundle filled with steam are in contact with it, which negatively affects the failure-free operation of the steam generator and leads to:

- возникновению высоких температурных напряжений из-за большой разности температур между теплоносителем и рабочим телом (водой);- the occurrence of high temperature stresses due to the large temperature difference between the coolant and the working fluid (water);

- возникновению пульсирующих температурных напряжений в месте прохода трубного пучка через границу жидкий металл - инертный газ из-за переменного уровня жидкого металла.- the occurrence of pulsating temperature stresses in the place of passage of the tube bundle through the boundary of the liquid metal - inert gas due to the variable level of the liquid metal.

По наибольшему числу общих признаков и достигаемому эффекту патент Великобритании №1514831 принимается за прототип.According to the greatest number of common features and the achieved effect, UK patent No. 1514831 is taken as a prototype.

Решаемые задачи - уменьшение массогабаритных характеристик парогенератора, повышение надежности за счет:Tasks to be solved - reducing the overall dimensions of the steam generator, increasing reliability due to:

- исключения пароперегревательной зоны;- exclusion of superheating zone;

- исключения перепада давления между теплоносителем и рабочим телом за счет подключения парового объема парогенератора к компенсатору температурных расширений теплоносителя;- elimination of the pressure drop between the coolant and the working fluid due to the connection of the steam volume of the steam generator to the expansion joint of the thermal expansion of the coolant;

- уменьшения толщины трубных досок, и, следовательно, снижения в них температурных напряжений;- reducing the thickness of the tube plates, and, consequently, reducing temperature stresses in them;

- снижения величины напряжений от температурных расширений трубок и корпуса парогенератора за счет применения сильфонов (фиг. 1, А), соединяющих трубные доски с трубками парогенератора (см. фиг. 1, Б, В).- reducing the magnitude of the stresses from the thermal expansion of the tubes and the casing of the steam generator through the use of bellows (Fig. 1, A) connecting the tube boards with the tubes of the steam generator (see Fig. 1, B, C).

В настоящем изобретении рассматривается прямотрубный парогенератор, выполненный с прямыми трубками, в котором под напором питательного насоса осуществляется принудительная циркуляция рабочего тела, представляющего собой на входе в парогенератор воду, а на выходе насыщенный пар.The present invention considers a straight pipe steam generator made with straight tubes, in which under the pressure of the feed pump the forced circulation of the working fluid is carried out, which is water at the inlet of the steam generator and saturated steam at the outlet.

В настоящем изобретении (фиг. 1) принят противоточный режим течения жидкометаллического теплоносителя внутри прямолинейных труб, а рабочего тела - в межтрубном пространстве. Такой режим течения обеспечивает максимальный перепад температур между теплоносителем и рабочим телом, что повышает коэффициент теплопередачи и уменьшает массогабаритные характеристики парогенератора.In the present invention (Fig. 1), a countercurrent flow regime of the liquid metal coolant inside the straight pipes, and the working fluid in the annulus is adopted. Such a flow regime provides the maximum temperature difference between the coolant and the working fluid, which increases the heat transfer coefficient and reduces the overall dimensions of the steam generator.

Настоящее изобретение (фиг. 1) позволяет осуществить модульную компоновку ядерной энергетической установки за счет:The present invention (Fig. 1) allows for a modular layout of a nuclear power plant due to:

- охвата парогенератором магнитогидродинамического насоса (2 фиг. 1), с помощью которого теплоноситель после активной зоны ядерного реактора (4 фиг. 1) направляется в парогенератор;- coverage of the magnetohydrodynamic pump by the steam generator (2 of FIG. 1), with which the coolant after the core of the nuclear reactor (4 of FIG. 1) is sent to the steam generator;

- охвата парогенератора снаружи биротационным реактивно-роторным двигателем (1 фиг. 1), исключив паропроводы.- coverage of the steam generator from the outside with a birotation jet-rotary engine (1 of Fig. 1), excluding the steam lines.

Claims (4)

1. Прямотрубный парогенератор для модульной ядерной энергетической установки со свинцово-висмутовым теплоносителем, отличающийся тем, что парогенератор охватывает магнитогидродинамический насос, с помощью которого теплоноситель после активной зоны направляется в парогенератор, а снаружи парогенератор охватывается биротационным реактивно-роторным двигателем, при этом подвод питательной воды осуществляется по теплоизолированному керамикой кольцевому коллектору, охватывающему магнитогидродинамический насос в районе выхода теплоносителя из парогенератора, при этом принят противоточный режим течения теплоносителя внутри прямолинейных труб, а рабочего тела - в межтрубном пространстве.1. A direct-tube steam generator for a modular nuclear power plant with a lead-bismuth coolant, characterized in that the steam generator covers a magnetohydrodynamic pump, with which the heat carrier is directed after the core into the steam generator, and outside the steam generator is covered by a birotation jet-rotary engine, while supplying feed water carried out by a ceramic ring insulated by ceramics, covering a magnetohydrodynamic pump in the area of heat output carrier from the steam generator, while the countercurrent flow regime of the coolant inside the straight pipes, and the working fluid in the annulus. 2. Парогенератор по п. 1, отличающийся тем, что имеет горизонтальное исполнение.2. The steam generator according to claim 1, characterized in that it has a horizontal design. 3. Парогенератор по п. 2, отличающийся тем, что паровой объем парогенератора подключен к компенсатору температурных расширений теплоносителя.3. The steam generator according to claim 2, characterized in that the steam volume of the steam generator is connected to a compensator for thermal expansion of the coolant. 4. Парогенератор по п. 3, отличающийся тем, что применены сильфоны, соединяющие трубные доски с трубками парогенератора.4. The steam generator according to claim 3, characterized in that the bellows are used that connect the tube boards to the tubes of the steam generator.
RU2017116885A 2017-05-15 2017-05-15 Forward-pipe steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant RU2703904C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116885A RU2703904C2 (en) 2017-05-15 2017-05-15 Forward-pipe steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017116885A RU2703904C2 (en) 2017-05-15 2017-05-15 Forward-pipe steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017116885A RU2017116885A (en) 2018-11-15
RU2017116885A3 RU2017116885A3 (en) 2018-12-17
RU2703904C2 true RU2703904C2 (en) 2019-10-22

Family

ID=64317104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017116885A RU2703904C2 (en) 2017-05-15 2017-05-15 Forward-pipe steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703904C2 (en)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1484596A (en) * 1973-12-04 1977-09-01 Interatom Liquid metal cooled nuclear reactor installation
SU735861A1 (en) * 1976-06-03 1980-05-25 Предприятие П/Я Г-4285 Steam generator
SU853315A1 (en) * 1979-12-03 1981-08-07 Предприятие П/Я Г-4371 Liquid cooling system
SU1718620A1 (en) * 1987-03-26 1995-02-09 В.И. Беляев Method of operation of heat exchanger and heat exchange device
SU1080570A3 (en) * 1982-10-25 1995-04-10 Опытно-конструкторское бюро "Гидропресс" Steam generator with liguid metallicity heat-transfer medium
RU28222U1 (en) * 2002-11-21 2003-03-10 Будько Игорь Олегович HORIZONTAL STEAM GENERATOR OF NUCLEAR POWER PLANT POWER UNIT
RU2415364C1 (en) * 2010-01-13 2011-03-27 Иван Федорович Пивин Heat transfer method
RU2420661C1 (en) * 2009-11-11 2011-06-10 Закрытое акционерное общество "РТИ-Системы вторичного энергопитания" Generating method of mechanical energy, and radial jet rotary engine with rotors of opposite rotation for its implementation
RU2534396C1 (en) * 2013-09-30 2014-11-27 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Heat exchanger and displacer used in it
RU2584607C1 (en) * 2015-04-30 2016-05-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации Self-contained power supply system of spacecraft

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1484596A (en) * 1973-12-04 1977-09-01 Interatom Liquid metal cooled nuclear reactor installation
SU735861A1 (en) * 1976-06-03 1980-05-25 Предприятие П/Я Г-4285 Steam generator
SU853315A1 (en) * 1979-12-03 1981-08-07 Предприятие П/Я Г-4371 Liquid cooling system
SU1080570A3 (en) * 1982-10-25 1995-04-10 Опытно-конструкторское бюро "Гидропресс" Steam generator with liguid metallicity heat-transfer medium
SU1718620A1 (en) * 1987-03-26 1995-02-09 В.И. Беляев Method of operation of heat exchanger and heat exchange device
RU28222U1 (en) * 2002-11-21 2003-03-10 Будько Игорь Олегович HORIZONTAL STEAM GENERATOR OF NUCLEAR POWER PLANT POWER UNIT
RU2420661C1 (en) * 2009-11-11 2011-06-10 Закрытое акционерное общество "РТИ-Системы вторичного энергопитания" Generating method of mechanical energy, and radial jet rotary engine with rotors of opposite rotation for its implementation
RU2415364C1 (en) * 2010-01-13 2011-03-27 Иван Федорович Пивин Heat transfer method
RU2534396C1 (en) * 2013-09-30 2014-11-27 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Heat exchanger and displacer used in it
RU2584607C1 (en) * 2015-04-30 2016-05-20 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации Self-contained power supply system of spacecraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017116885A (en) 2018-11-15
RU2017116885A3 (en) 2018-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112533311B (en) Electromagnetic induction heating device for obtaining high-temperature rare gas
RU2703904C2 (en) Forward-pipe steam generator for modular nuclear power plant with lead-bismuth coolant
US3245464A (en) Liquid metal heated vapor generator
JP7114764B2 (en) radiative syngas cooler
CN107702340B (en) Method for supplying hot water and/or steam by double-layer spiral coil heating device
RU2699851C1 (en) Tubular heat exchanger
CN112071453A (en) Design scheme of direct-current countercurrent pore channel type heat exchanger/evaporator
US9922740B2 (en) Nuclear power generation system
GB2622494A (en) An arrangement and a method for storing thermal energy in the ground
CN202119310U (en) Heat exchange tube and waste heat recovery device with the same
CN203571709U (en) Header type high-pressure heater
CN210165351U (en) Synthetic waste heat boiler with superheated steam as byproduct
CN109737365B (en) Cuboid sodium-water integrated steam generator
CN203663810U (en) Three-phase slurry-bed heat taking unit
RU2534396C1 (en) Heat exchanger and displacer used in it
CN205919714U (en) A novel heat exchanger for solar thermal power generation system
KR101699732B1 (en) Electric Steam amplification Device
RU144681U1 (en) STEAM GENERATOR FOR A REACTOR WITH A LIQUID METAL HEATER
RU2183792C1 (en) Heater of steam generator plant
RU2383814C1 (en) Steam generator
RU2371631C1 (en) Heat exchanger
RU2629306C1 (en) Heat exchange unit
RU2279604C1 (en) Steam generator for reactor with liquid-metal heat-transfer agent
ES368016A1 (en) Heat exchanger construction
RU2726702C1 (en) Ultra-supercritical working agent generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190724