RU72303U1

RU72303U1 - STEAM GENERATOR WITH LEAD COOLANT OR ITS ALLOYS

Info

Publication number: RU72303U1
Application number: RU2007139395/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Безносов (RU); Александр Викторович Безносов; Ольга Олеговна Новожилова (RU); Ольга Олеговна Новожилова; Татьяна Александровна Бокова (RU); Татьяна Александровна Бокова; Максим Александрович Антоненков (RU); Максим Александрович Антоненков
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2008-04-10

Abstract

1. Парогенератор со свинцовым теплоносителем или его сплавами, содержащий корпус с крышкой, с патрубками подвода и отвода теплоносителя, патрубками подвода воды и отвода пара, отличающийся тем, что патрубок подвода воды соединен с расположенной под уровнем теплоносителя раздающей камерой, в стенке которой расположены отверстия истечения воды, выше которых в объеме теплоносителя установлены перфорированные плиты.2. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что отверстия истечения воды в стенке раздающей камеры выполнены в виде сформированных трещин, каждая из которых ориентированна в горизонтальной плоскости.3. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что в основании раздающей камеры выполнено отверстие с золотником, имеющим привод перемещения.4. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что входная часть патрубка отвода пара закрыта отбойником с каналом для прохода пара и отверстием для дренирования теплоносителя.1. A steam generator with a lead coolant or its alloys, comprising a housing with a lid, with pipes for supplying and discharging a coolant, pipes for supplying water and removing steam, characterized in that the pipe for supplying water is connected to a distribution chamber located below the level of the coolant, in the wall of which there are openings water outflow, above which perforated plates are installed in the coolant volume. 2. The steam generator according to claim 1, characterized in that the water outlets in the wall of the distribution chamber are made in the form of formed cracks, each of which is oriented in the horizontal plane. The steam generator according to claim 1, characterized in that a hole with a slide valve having a displacement drive is made in the base of the dispensing chamber. The steam generator according to claim 1, characterized in that the input part of the steam outlet pipe is closed by a chipper with a channel for the passage of steam and an opening for drainage of the coolant.

Description

Области применения предлагаемого технического решения - атомная и тепловая энергетика, химическая и нефтехимическая промышленность.Fields of application of the proposed technical solution are nuclear and thermal energy, chemical and petrochemical industries.

Известен парогенератор по патенту РФ №2076268, F22B 1/02, опубл. 1991.07.01, используемый в атомных энергоустановках. Сущность изобретения: в цилиндрическом корпусе размещены теплообменные элементы с раздающими и собирающими коллекторами, объединенные в секции. Коллекторы посредством трубопроводов подключены соответственно к входному и выходному коллекторам. Коллекторы в секциях размещены параллельно друг другу, а их оси в поперечном сечении размещены по окружности, концентричной одному из коллекторов греющего теплоносителя. Каждый элемент выполнен из четного количества плоских спиралей равной длины. Каждая спираль своей плоскостью установлена перпендикулярно потоку нагреваемой среды асимметрично относительно диаметральной плоскости, проходящей через ось симметрии секции. Соседние элементы в каждой секции повернуты один относительно другого на 180°. Недостатки: сложная система раздающих и собирающих коллекторов, что увеличивает металлоемкость.The known steam generator according to the patent of the Russian Federation No. 2076268, F22B 1/02, publ. 1991.07.01, used in nuclear power plants. The essence of the invention: in a cylindrical body placed heat exchange elements with distributing and collecting manifolds, combined in sections. Collectors through pipelines are connected respectively to the input and output collectors. The collectors in the sections are placed parallel to each other, and their axes in cross section are placed around a circle concentric to one of the collectors of the heating coolant. Each element is made of an even number of flat spirals of equal length. Each spiral with its plane is installed perpendicular to the flow of the heated medium asymmetrically relative to the diametrical plane passing through the axis of symmetry of the section. Neighboring elements in each section are rotated one relative to the other by 180 °. Disadvantages: a complex system of distributing and collecting collectors, which increases the metal consumption.

Известен парогенератор со свинцовым теплоносителем, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода жидкого металла, патрубками подвода воды и отвода пара, в котором патрубок подвода воды через трубки теплообменной поверхности соединен с патрубком отвода пара (см. Белая книга ядерной энергетики / Под. общ. ред. проф. Е.О.Адамова; Москва, издательство ГУП НИКИЭТ, 2001, с.181) - прототип. Не имеет место прямой контакт воды с теплоносителем.A steam generator with a lead coolant is known, comprising a housing with nozzles for supplying and discharging liquid metal, nozzles for supplying water and steam, in which a nozzle for supplying water through tubes of the heat exchange surface is connected to a nozzle for removing steam (see. White Book of Nuclear Energy / Ed. Ed. Prof. E.O. Adamova; Moscow, publishing house GUP NIKIET, 2001, p.181) - prototype. There is no direct contact of water with the coolant.

Задачи, решаемые изобретением - уменьшение массогабаритных показателей, улучшение экономических показателей парогенератора и увеличение ресурса его работы.The problems solved by the invention are the reduction of overall dimensions, the improvement of the economic indicators of the steam generator and the increase in the resource of its operation.

Технический результат - исключение забивания отверстий истечения частицами свинца и шлака при дренировании теплоносителя из корпуса парогенератора и исключение аварийной ситуации «межконтурная неплотность парогенератора».EFFECT: elimination of clogging of outflow openings by lead and slag particles during drainage of the heat carrier from the steam generator body and elimination of the emergency situation “inter-circuit leakage of the steam generator”.

Технический результат достигается тем, что в парогенераторе со свинцовым теплоносителем или его сплавами, содержащем корпус с крышкой, с патрубками подвода и отвода теплоносителя, патрубками подвода воды и отвода пара, патрубок подвода воды соединен с расположенной под уровнем теплоносителя раздающей камерой, в стенке The technical result is achieved by the fact that in a steam generator with a lead coolant or its alloys containing a housing with a cover, with pipes for supplying and discharging a coolant, pipes for supplying water and removing steam, a pipe for supplying water is connected to a distribution chamber located below the level of the coolant in the wall

которой расположены отверстия истечения воды выше которых в объеме теплоносителя установлены перфорированные плиты.which has water outlets above which perforated plates are installed in the coolant volume.

Технический результат достигается тем, что отверстия истечения воды в стенке раздающей камеры выполнены в виде сформированных трещин, каждая из которых ориентированна в горизонтальной плоскости.The technical result is achieved by the fact that the holes of the outflow of water in the wall of the distributing chamber are made in the form of formed cracks, each of which is oriented in the horizontal plane.

Технический результат достигается тем, что в основании раздающей камеры выполнено отверстие с золотником, имеющим привод перемещения.The technical result is achieved by the fact that at the base of the distribution chamber a hole is made with a spool having a displacement drive.

Технический результат достигается тем, что входная часть патрубка отвода пара закрыта отбойником с каналом для прохода пара и отверстием для дренирования теплоносителя.The technical result is achieved by the fact that the inlet of the steam outlet pipe is closed by a chipper with a channel for the passage of steam and an opening for drainage of the coolant.

Расположение раздающей камеры под уровнем теплоносителя обеспечивает непосредственный контакт теплоносителя с водой. Установка перфорированных листов в объеме теплоносителя и паровой полости обеспечивает дробление водяных пузырей на более мелкие, что интенсифицирует теплообмен.The location of the distribution chamber below the coolant level provides direct contact of the coolant with water. The installation of perforated sheets in the volume of the coolant and the vapor cavity provides crushing of water bubbles into smaller ones, which intensifies heat transfer.

Выполнение отверстий истечения воды в виде сформированных трещин обеспечивает лучший «расплав» воды, чем при истечении через круглые отверстия.The implementation of the holes of the flow of water in the form of formed cracks provides a better "melt" of water than when flowing through round holes.

Выполнение нижней стенки раздающей камеры с отверстием с золотником, имеющим привод перемещения, обеспечивает дренаж теплоносителя при повторяющихся режимах пуска-останова и неразрушение раздающей камеры под действием термических напряжений.The implementation of the lower wall of the distribution chamber with a hole with a spool having a displacement drive provides drainage of the coolant under repeated start-stop modes and non-destruction of the distribution chamber under the influence of thermal stresses.

Выполнение входной части патрубка отвода пара в виде отбойника с каналом для прохода пара и отверстием для дренирования теплоносителя позволяет исключить попадание капель свинца, захватываемых из его объема паром в газовую систему и ее последующее забивание застывшим теплоносителем.The implementation of the input part of the steam outlet pipe in the form of a chipper with a channel for the passage of steam and a hole for draining the coolant eliminates the ingress of lead droplets trapped from its volume by the vapor into the gas system and its subsequent clogging with the solidified coolant.

Пример реализации предлагаемого технического решения представлен на чертежах: фиг.1 - общий вид в разрезе, фиг.2 - узел раздающей камеры.An example of the implementation of the proposed technical solution is presented in the drawings: FIG. 1 is a sectional general view, and FIG. 2 is a distribution chamber assembly.

В корпусе 1 расположены патрубки подвода 2 и отвода 3 свинцового теплоносителя. Корпус 1 сверху закрыт крышкой 4 и уплотнен прокладкой. В крышке 4 установлены патрубок 5 подвода воды и патрубок 6 отвода пара. Входная часть патрубка 6 закрыта отбойником 7 с каналом 8 для прохода пара и отверстием 9 для дренирования теплоносителя. В корпусе 1 под уровнем теплоносителя установлены перфорированные плиты 10 со сквозными отверстиями; в паровом объеме, выше уровня теплоносителя установлен перфорированный лист 11.In the housing 1 there are nozzles for supply 2 and removal 3 of lead coolant. Housing 1 is closed by a cover 4 and sealed with a gasket. In the cover 4, a water supply pipe 5 and a steam discharge pipe 6 are installed. The input part of the pipe 6 is closed by a chipper 7 with a channel 8 for the passage of steam and an opening 9 for drainage of the coolant. In the housing 1, under the coolant level, perforated plates 10 with through holes are installed; in the steam volume, above the level of the coolant installed perforated sheet 11.

Патрубок 5 подвода воды соединен с раздающей камерой 12, на стенке которой расположены отверстия истечения в виде сформированных трещин 13, каждая из которых The water supply pipe 5 is connected to the distribution chamber 12, on the wall of which there are outflow openings in the form of formed cracks 13, each of which

ориентирована в горизонтальной плоскости. В нижней стенке выполнено отверстие 14 с золотником 15, имеющим привод перемещения 16. В качестве привода перемещения 16 возможно использование ручного механического, электрического, пневматического приводов перемещения.oriented horizontally. An opening 14 is made in the bottom wall with a spool 15 having a displacement drive 16. As a displacement drive 16, manual mechanical, electrical, pneumatic displacement drives can be used.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

Через патрубки подвода 2 и отвода 3 устанавливается циркуляция расплавленного свинца при установленном номинальном уровне свинца в корпусе 1. Через патрубок 5 в парогенератор подается вода, которая далее поступает в раздающую камеру 12. Из раздающей камеры вода через отверстия истечения в виде трещин 13 подается в объем теплоносителя. Выходя из горизонтально ориентированных трещин 13, вода дробится на мелкие пузыри. Поднимаясь в потоке расплавленного свинца, вода начинает испаряться с увеличением объема пузыря. При движении через отверстия перфорированных плит 10, установленных в объеме свинца, водные пузыри дробятся на более мелкие. При этом площадь контакта пароводяных пузырей с жидким металлом увеличивается, что интенсифицирует процесс теплообмена между ними.Through the inlet 2 and outlet 3 nozzles, the molten lead is circulated at a set nominal level of lead in the housing 1. Through the nozzle 5, water is supplied to the steam generator, which then enters the distribution chamber 12. From the distribution chamber, water is supplied through the outflow openings in the form of cracks 13 into the volume coolant. Leaving the horizontally oriented cracks 13, the water is crushed into small bubbles. Rising in a stream of molten lead, water begins to evaporate with an increase in the volume of the bubble. When moving through the holes of the perforated plates 10 installed in the volume of lead, water bubbles are crushed into smaller ones. In this case, the contact area of steam-water bubbles with liquid metal increases, which intensifies the heat transfer process between them.

На свободной поверхности теплоносителя (в «кипящем» слое) пар сепарируется из объема расплавленного свинца. Капли свинца, захватываемые из его объема паром, задерживаются сепарирующим устройством в виде перфорированного листа 11. Мелкие капли, захватываемые потоком пара, улавливаются в отбойнике 7 и возвращаются в объем жидкого металла в корпусе 1, стекая через отверстия 9. Очищенный генерируемый пар через патрубки 6 выходит из парогенератора.On the free surface of the coolant (in the "fluidized bed"), steam is separated from the volume of molten lead. Drops of lead trapped from its volume by steam are held up by a separating device in the form of a perforated sheet 11. Small droplets trapped by the steam stream are captured in the chipper 7 and returned to the volume of liquid metal in the housing 1, flowing through the openings 9. The cleaned generated steam through the nozzles 6 leaves the steam generator.

После завершения цикла технологического процесса генерации пара прекращается подача воды через патрубок 5, отвод пара из патрубка 6. Прекращается циркуляция расплавленного свинца через парогенератор. Свинец дренируется из корпуса парогенератора через патрубок 2. Свинец, поступивший в раздающую камеру 12, дренируется из нее через отверстие 14 открытием золотника 15 приводом перемещения 16.After the cycle of the technological process of steam generation is completed, the water supply through the pipe 5 is stopped, the steam is removed from the pipe 6. The circulation of molten lead through the steam generator is stopped. Lead is drained from the body of the steam generator through the pipe 2. Lead entering the distribution chamber 12 is drained from it through the opening 14 by opening the spool 15 by the displacement drive 16.

Предлагаемое техническое решение позволяет уменьшить массогабаритные показатели парогенераторов, улучшить их экономические показатели за счет исключения трубной системы, исключить аварийную ситуацию «межконтурная неплотность парогенератора», исключить забивание отверстий истечения частицами свинца и шлаками при дренировании свинца из корпуса парогенератора, исключить поступление масс свинца в паропроводы и последующее оборудование.The proposed technical solution allows to reduce the overall dimensions of the steam generators, improve their economic performance by eliminating the pipe system, eliminate the emergency situation of “inter-circuit leakage of the steam generator”, eliminate clogging of the discharge openings with lead particles and slag during drainage of lead from the steam generator’s body, eliminate the entry of lead masses into the steam lines and subsequent equipment.

Claims

1. A steam generator with a lead coolant or its alloys, comprising a housing with a lid, with pipes for supplying and discharging a coolant, pipes for supplying water and removing steam, characterized in that the pipe for supplying water is connected to a distribution chamber located below the level of the coolant, in the wall of which there are openings water outflow, above which perforated plates are installed in the coolant volume.

2. The steam generator according to claim 1, characterized in that the holes of the outflow of water in the wall of the distributing chamber are made in the form of formed cracks, each of which is oriented in the horizontal plane.

3. The steam generator according to claim 1, characterized in that in the base of the dispensing chamber a hole is made with a spool having a displacement drive.

4. The steam generator according to claim 1, characterized in that the input part of the steam outlet is closed by a chipper with a channel for the passage of steam and an opening for drainage of the coolant.