UA121983C2 - Колектор теплоносія парогенератора та спосіб його виготовлення - Google Patents

Abstract

Винахід належить до електроенергетики і може бути застосований в горизонтальних парогенераторах атомних електростанцій з водо-водяним енергетичним реактором. Заявлений колектор теплоносія первинного контуру парогенератора з U-подібними трубами горизонтального теплообмінного пучка, що виконаний у вигляді зварної товстостінної посудини, що має перфоровану середню циліндричну частину, що виконана з можливістю установки та закріплення в ній пучка U-подібних теплообмінних труб, які сформовані в пакети та розділені в пучку вертикальними міжтрубними коридорами, нижню циліндричну частину з конічним переходом до фланцевого з'єднання люка з кришкою. При цьому отвори для закріплення теплообмінних труб розміщені на середній циліндричній частині колектора в шаховій компоновці так, що відстань між кромками сусідніх отворів по горизонталі на внутрішній поверхні колектора складає не менше 5,5 мм. Технічний результат винаходу полягає в забезпеченні міцності перемичок стінки колектора між отворами.

Description

пучку вертикальними міжтрубними коридорами, нижню циліндричну частину з конічним переходом до фланцевого з'єднання люка з кришкою. При цьому отвори для закріплення теплообмінних труб розміщені на середній циліндричній частині колектора в шаховій компоновці так, що відстань між кромками сусідніх отворів по горизонталі на внутрішній поверхні колектора складає не менше 5,5 мм. Технічний результат винаходу полягає в забезпеченні міцності перемичок стінки колектора між отворами. що ло перерві «фа клини нина ніня - В

У р с 17-

Ї 1 я І ж

З. Є | р о ря ! Зварнний шов ш ни; й ші й / і Верхній ряд : й ! / атвеовів . мая 18-22 й ля дян, Д нн Не нни 2 с

М ий й и й лий "Нижній ряд са / отворів т в о ий 7 «фіг.і1

Область техніки, до якої належить винахід

Винахід відноситься до електроенергетиці та може бути використано в горизонтальних парогенераторах атомних електростанцій (АЕС) з водо-водяним

Рівень техніки

Парогенератор є одним з важливіших елементів первинного контуру реакторної установки.

В свою чергу, поєднання колектора теплоносія первинного контуру з пучком теплообмінних труб являється найбільш важким у виготовленні вузлом парогенератора. До даного вузла пред'являються дуже високі вимоги по забезпеченню міжконтурної щільності. Тобто в конструкції вузла з'єднання колектора теплоносія повинна бути виключена можливість пошкодження теплообмінних та інших елементів, розущільнення яких приводить до попадання радіоактивної води первинного контуру в пароводяний теплоносій вторинного контуру, циркулюючий через турбіну, конденсатори, підігрівачі та інші елементи конструкції реакторної установки АЕС з можливістю виходу радіоактивних елементів в навколишнє середовище.

Колектор теплоносія первинного контуру, використаний в горизонтальних парогенераторах, звичайно, представляє собою циліндричний сосуд, діаметр та товщина якого змінюються по довжині вказаного сосуду. В центральній циліндричній частині колектора виконані наскрізні отвори, які служать для закріплення в них кінців теплообмінних труб. Нижня циліндрична частина колектора виконана з можливістю зварного з'єднання з патрубком корпуса парогенератора. а верхня циліндрична частина колектора має роз'їм (люк) для доступу всередину, та виконана з конічним переходом до фланцевого з'єднання люка з кришкою.

Основні проблеми, які можуть виникнути під час роботи парогенератора пов'язані із забезпеченням конструкційної цілісності фланцевих роз'їмів та конструкційної цілісності колекторів теплоносія первинного контуру.

Найбільш трудомісткі та технологічно важкі операції при виготовленні парогенератора являється поєднання пучка теплообмінних труб з колекторами теплоносія первинного контуру, що потребує свердлення на обмеженій площі бокової стінки колектора багато близько розташованих глибоких наскрізних отворів з послідовним герметичним закладанням в них теплообмінних труб. Наявність множини близько розташованих глибоких наскрізних отворів послабляє міцність колектора, що при заданій товщині бокової стінки накладає обмеження на

Зо кількість теплообмінних труб, які можна розмістити в парогенераторі, а у випадку збільшення кількості теплообмінних труб, потребується і значне збільшення товщини бокових стінок колектора.

Вказані проблеми вирішуються по-різному в рівні техніки..

Так, варіант рішення задачі по забезпеченню конструкційній цілісності фланцевих роз'ємів розкритий, зокрема, в описі авторського свідоцтва СРСР Мо1267847, опублікованого 10.01.1996,

МПК. Б228 1/02, в якому описаний вузол парогенератора, що містить колектор гріючого теплоносія первинного контуру з фланцевим роз'ємом, розташованим в горловині корпуса парогенератора з утворенням кільцевого зазору. В зазорі встановлений обмежувач аварійного перетоку гріючого теплоносія первинного контуру, що відділяє верхню частину порожнини горловини від решти частини корпусу, виконаний у вигляді ущільнювального кільця, що має в поперечному січенні вигляд звужуючого внизу клина.

Інший варіант ущільнювального пристрою, що застосовується в вузлах ущільнень реакторних установок АЕС, розкритий в патенті РФ Мо 84491 на корисну модель, МПК Е16.) 1/12, виданий, опублікований 10.07.2009. Ущільнювальна прокладка складається з двох складових обмежувальних кілець Г-образного профілю та розташованого між ними ущільнювального елементу з спресованої фольги з терморозширеного графіту. Застосування в вузлах ущільнення реакторної установки прокладок з терморозширенного графіту дозволяє знизити ймовірність течі теплоносія первинного контуру реакторної установки при використанні їх для ущільнення як циліндричних так і торцевих поверхонь вузла ущільнення.

Технологія обробки глибоких наскрізних отворів в колекторах парогенераторів, трубних дошках та інших деталях обладнання атомних станцій та нафтохімічних виробництв описана в патенті РФ Мо 2514359, опублікований 27.04.2014, МПК В23В 35/00. Спосіб включає попереднє свердління отвору свердлильним інструментом, зо складається з головки та стебла. При цьому здійснюють подачу мастильно - охолоджуючої рідини (МОР) під тиском не менше 4 МПа в зазор між обробленої поверхні та свердлильним інструментом та відвід стружки потоком МОР по внутрішнім каналам головки та стебла. Чистову обробку здійснюють розгорткою. яку встановлюють на той же стебель. причому відвід стружки відбувається через просвердлений отвір вперед на напрямку руху подачі розгортки. розгортки з отвору суміщають з вигладжуванням поверхні отвору, при цьому розгортку обертають з числом оборотів, яке до 4 бо разів перевищує обороти при розгортанні, а швидкість виводу розгортки на 5 95-7 95 перевищує величину робочої подачі. При використанні даного способу забезпечується видалення поверхневого слою з залишковою напругою розтягнення, зменшується шорсткість поверхні отвору, підвищується експлуатаційна надійність поєднання теплообмінного пристрою.

Інший винахід, розкритий в патенті РФ Мо 2524461, опублікований 27.07.2014, МПК 8210 39/06, вирішує задачу закріплення теплообмінних труб в колекторах парогенераторів трубоподібної форми. Відповідно до указаного винаходу попередньо здійснюють роздачу кінців труб на внутрішній поверхні колектора, зварку труб, гідравлічну роздачу в межах товщини колектора, роздачу переднього кінця в зоні, що прилягає до внутрішньої поверхні, та механічне розвальцьовування в зоні, що прилягає до зовнішньої поверхні колектора. Причому роздачу переднього кінця труб виконують механічнім вальцюванням 3-х роликовим вальцівками з обмеженням крутячого моменту на валу приводу. Після цього виконують гідравлічну роздачу за один чи за два переходи При цьому перепад діаметрів між зонами механічного вальцювання та ділянкою, на якій здійснюють гідравлічну роздачу, витримують не більше 0,75-1 95 від зовнішнього діаметру теплообмінної труби. При використанні винаходу підвищується надійність та довговічність отриманого з'єднання. Описаний спосіб є дуже трудомістким, відноситься тільки до однієї операції закріплення теплообмінних труб в колекторі. не охоплює всю технологію виготовлення та зборки колектора теплоносія первинного контуру для горизонтального парогенератора АЕС з ВВЕР.

Найбільш близьким аналогом пропонованого технічного рішення є корисна модель, захищена патентом НИЗ0928, опублікований 10.07.2003, МПК: Б228 1/02. Корисна модель відноситься до технології виготовлення парогенератора, що містить корпус та теплообмінний вузол, що містить вхідний та вихідний колектори теплоносія первинного контуру с приєднаним до нього пучком горизонтальних теплообмінних труб. Причому горизонтальні теплообмінні труби встановлені в відносній відстані по горизонталі та по вертикалі відповідно рівним (1,44- 1.55)9 та (1,35-1.40)й0, де а - діаметр труби. Вказаний діапазон вибору відстані теплообмінних труб охоплює, в тому числі, і щільні компоновки труб теплообмінного пучка, однак питання розміщення теплообмінних труб в колекторі теплоносія у випадку застосування вказаної щільності компоновки теплообмінного пучка залишився невирішеним. Тобто, у випадку застосування щільної компоновки теплообмінних труб з відстанню величиною 1,444 по горизонталі та 1,354 по вертикалі відповідно до даної корисної моделі. не гарантовані умови міцності перфорованої частини колектора теплоносія та технологічності заведення теплообмінних труб в колектор при формуванні пакетів теплообмінного пучка.

Розкриття винаходу

Метою заявленого винаходу є створення вузла горизонтального парогенератора, що включає О-образні теплообмінні труби при забезпеченні умов збереження міцності колектора, герметичності та технологічності кріплення в колекторі теплообмінних труб при підвищенні наповненості парогенератора теплообмінними трубами.

Технічний результат винаходу полягає в забезпеченні міцності перемичок стінки колектора між отворами для закріплення теплообмінних труб та герметичності з'єднання теплообмінних труб з колектором при тому, що зовнішня поверхня перфорованої частини колектора найбільш ефективно використовується для заведення труб в нього.

Для вирішення поставленого завдання заявлений колектор теплоносія первинного контуру парогенератора з О-образними трубами горизонтального теплообмінного пучка, виконаний у вигляді зварного товстенного сосуду, що має перфоровану середню циліндричну частину, виконаної з можливістю установки та закріплення в ній пучка О-образних теплообмінних труб, які сформовані в пакети та розділені вертикальними між трубними коридорами, нижньою циліндричною частиною., виконаної з можливістю зварного з'єднання з патрубком корпуса парогенератора. та верхню циліндричну частину з конічним переходом до фланцевого з'єднання люка з кришкою, що відрізняється тим, що зовнішній діаметр ЮОкол колектора первинного контуру в середній частині обраний з співвідношення: збл5зтю) моб. «Ро "Ко 15 «в, в ( зло) ско по л 2 4 8 де: Зг - відстань між теплообмінними трубами в горизонтальному ряді теплообмінного пучка,

ММ;

В» - ширина коридору теплообмінного пучка, розташованого напроти колектора теплоносія,

ММ; а - зовнішній діаметр теплообмінних труб мм;

пі Її по - кількість труб в горизонтальному ряді меншого та більшого пакета теплообмінних труб, відповідно, мм;

Вг- мінімальний радіус вигину труб в теплообмінному пучці, мм, при цьому отвори для закріплення теплообмінних труб розміщені на середній циліндричній частині колектора в шаховій компоновці, а відстань між кромками сусідніх отворів по горизонталі на зовнішній поверхні колектора складає не менш 5,5 мм.

Відстань між кромками отворів на зовнішній поверхні корпуса колектора теплоносія не менше 5,5 мм створює можливість зварки торця теплообмінної труби по всій окружності зі стінкою колектора, що забезпечує герметичність їх з'єднання.

Теплообмінні труби, встановлені в отворах на боковій стінці колектора, виконані у вигляді безшовних суцільнотягнених труб з аутентичної нержавіючої сталі.

В теплообмінному пучці теплообмінні труби сформовані рівномірно знизу доверху з зазорами між сусідніми трубами по вертикалі, що не перевищує вертикальну відстань труб в пучці.

Отвори, що виконані в середній циліндричній частині корпуса колектора, заповнюють площу його зовнішньої поверхні знизу доверху та формують зону свердління. На розвертці колектора по зовнішньому діаметру вказана зона свердління обмежена знизу ломаною лінією у вигляді симетричного клина. При цьому клин має усічену вершину з горизонтальною ділянкою.

Величина горизонтальної ділянки складає величину не менше З(Оотв-б)мм. Наявність і величина горизонтальної ділянки обрані згідно умови забезпечення надійності парогенератора за рахунок зниження остаточних напружень в колекторі Формування зони свердління у вигляді гостроконечного клина могло б послужити концентратом напружень, тобто сприяти зародженню тріщині в корпусі колектора. тому згадана гостроконечна конфігурація зони свердління в конструкції заявленого колектора не застосовується.

Фланцеве з'єднання люка з кришкою оснащено ущільнювальною прокладкою з розширеного графіту, зокрема. з терморозширеного графіту, зо виконаний у вигляді кільці з пресованої графітової фольги, армованої ленти з нержавіючої сталі. Ущільнення фланцевого роз'єму прокладками з терморозширенного графіту дозволяє знизити зусилля затягу на фланцевому з'єднанні та покращити напружений стан колектора теплоносія.

Зо Іншим об'єктом заявленого винаходу є спосіб виготовлення колектора теплоносія первинного контуру парогенератора О-образними трубами горизонтального теплообмінного пучка, що включає попереднє виготовлення двох поковок складної форми та О-образних теплообмінних труб, зборку та зварку поковок, свердління в середній циліндричній частині колектора наскрізних отворів. зборку теплообмінного пучка з О-образних теплообмінних труб, які сформовані в пакети та розділені в пучці вертикальними міжтрубними коридорами, закріплення в отвори колектора первинного контуру кожної теплообмінної труби роликовим вальцівкою та зваркою з зовнішньої сторони колектора, що відрізняється тим, що зовнішній діаметр Окол колектора первинного контуру в середній частині обраний із співвідношення: з біазмчтю) лою «Ру 5, з -Цвр «вв, Бл зло)бг ско мо й де: 5 це відстань між теплообмінними трубами в горизонтальному ряді теплообмінного пучка, мм;

В» - ширина коридору теплообмінного пучка, розташованого напроти колектора теплоносія,

ММ; а - зовнішній діаметр теплообмінних труб, мм; пі Її по - кількість труб в горизонтальному ряді меншого та більшого пакету теплообмінних труб, відповідно, мм;

Вг- мінімальний радіус вигину труб в теплообмінному пучці, мм, при цьому отвори для закріплення теплообмінних труб розміщують на середній циліндричній частині колектора в шаховій компоновці, а відстань між кромками сусідніх отворів по горизонталі на внутрішній поверхні колектора обирають не менше 5,5 мм.

Відповідно до заявленого способу теплообмінні труди закріплюють в отвори на середній циліндричній частині колектора шляхом кільцевої зварки кінця кожної труби з внутрішньою поверхнею колектора, після чого по товщині стінки колектора проводять гідравлічну роздачу теплообмінної труби з механічним довальцюванням у зовнішній поверхні колектора та закріпленої в ній теплообмінної труби.

Теплообмінний пучок заповнюють теплообмінними трубами рівномірно знизу верх з зазорами між сусідніми трубами по вертикалі. що не перевищує вертикальну відстань труб в пучці. а при встановленні колектора теплоносія первинного контуру в корпус парогенератора висота його зони свердління не виходить за межі розміщення верхнього ряду труб теплообмінного пучка в парогенераторі.

При зборці колектора теплоносія з пучком теплообмінних труб для заведення їх в отвори, просвердлені в середній частині колектора, радіуси вигину теплообмінних труб виконують розміром не менш 60 мм, переважно, не менш 100 мм. Збільшення радіусу вигину дозволяє ввести в кожну теплообмінну трубу електромагнітний зонд для струмовихрового контролю цілісності труби якості з'єднання. Забезпечення можливості 100 95 об'єму струмовихрового контролю цілісності та якості з'єднання теплообмінних труб з колектором теплоносія покращує експлуатаційні характеристики парогенератора, його надійність та довговічність.

Умови забезпечення показників міцності колектора теплоносія додатково потребують, щоб при свердлінні отворів в середній циліндричній частині колектора площа зовнішньої поверхні зони свердління перевищувала площу отворів не менш ніж на 20 95.

Заявлений винахід дозволяє вибрати зовнішній діаметр колектора теплоносія в діапазоні, в якому досягається технічний результат. Нижнє значення отриманого діапазону діаметра колектора ще дозволяє забезпечити технологічність кріплення труб в колекторі в частині кільцевої приварки кінців труб до колектора з внутрішньої сторони корпуса колектора та забезпечити технологічність зборки парогенератора, а саме гарантує можливість заведення всіх труб теплообмінного пучка в отвори колектора теплоносія.

Перелік фігур і креслень

На фігурі 1 показаний корпус колектора теплоносія первинного контуру у розрізі.

На фігурі 2 показано поперечне січення зони свердління корпуса колектора теплоносія первинного контуру в середній частині колектора.

На фігурі З показаний фрагмент поперечного січення зони свердління корпуса колектора теплоносія первинного контуру.

На фігурі 4 показане січення вузла парогенератора, що включає два колектора теплоносія первинного контуру з закріпленими в них О-подібними теплообмінними трубами, які сформовані

Зо в пакети та розділені вертикальними міжтрубними коридорами.

На фігурі 5 показаний фрагмент січення колектора теплоносія з закріпленими в ньому теплообмінними трубами.

На фігурі 6 показана діаметральна розгортка корпуса колектора теплоносія первинного контуру по діаметру.

На фігурі 7 показаний в поперечному розрізі корпус горизонтального парогенератора.

На фігурі 8 показана закладка теплообмінної труби в отвори в боковій стінці колектора.

Відомості, що підтверджують можливість здійснення виноходу

Як показано на Фіг. 1, колектор 1 теплоносія первинного контуру горизонтального парогенератора має корпус, який представляє собою зварний товстостінний сосуд. В центральній циліндричній частині 2 колектора виконані глибокі отвори 3, що зображені в січення на фігурах 2 та 3. які служать для закріплення в них кінців теплообмінних труб 4, як показано на фігурах 4,5 та 8. Нижня циліндрична частина 5 колектора виконана, як показано на фігурі 7, з можливістю зварного з'єднання з патрубком 6 корпуса 7 парогенератора, а верхня частина 8 колектора має фланцевий роз'їм для доступу всередину. Вона виконана з конічним переходом 9 до фланцевого з'єднання люка з кришкою 10.

Колектор 1 теплоносія має перфоровану множиною отворів З середню циліндричну частину 2, що виконана з можливістю установки та закріплення в зазначених отворах З пучка Ш- образних теплообмінних труб 4, які сформовані в пакети 11 та 12 та розділені вертикальними міжтрубними коридорами 13. Отвори З розміщені на середній циліндричній частині 2 колектора в шаховій компоновці.

Отвори 3, що виконані в середній циліндричній частині 2 корпуса колектора 1, заповнюють площу його зовнішньої поверхні знизу доверху. Кордони розташування верхнього та нижнього ряду отворів З показані горизонтальними штрих - пунктирними лініями на фіг. 1. На фігурі 5, де показана на розгортці колектора 1 по зовнішньому діаметру, вказана зона свердління 14, яка обмежена знизу ломаною лінією 15 у вигляді симетричного клина. При цьому клин, що обмежує зону свердління знизу, має усічену вершину 16 з горизонтальною ділянкою. Величина горизонтальної ділянки служить для усунення концентрату напруг в даній області корпуса колектора, підвищує міцність та надійність корпуса колектора.

Фланцеве з'єднання люка з кришкою оснащено кільцевою ущільнювальною прокладкою 17 бо із терморозширеного графіту.

Спосіб виготовлення вузла парогенератора, що включає колектор 1 теплоносія первинного контуру з ШМ-подібними трубами 4 горизонтального теплообмінного пучка, передбачає попереднє виготовлення двох поковок важкої форми. Перша більш масивна поковка служить для формування нижньої 5 та середньої 2 циліндричної частини корпуса колектора 1. Із другої поковки формують верхню конічну частину 8 колектора 1 з фланцем. Потім здійснюють зборку та зварку поковок. На внутрішню поверхню корпуса колектора наносять двошаровий антикорозійне наплавлення 18. Окрім цього, виготовляють задану кількість О-образних теплообмінних труб. Здійснюють свердління по відомій технології отворів З в середній циліндричній частині 2 колектора 1, зборку теплообмінного пучка О-образних теплообмінних трубок 4, які формують в пакети 11 та 12, розділені вертикальними міжтрубними коридорами 13.

Кожну теплообмінну трубу 4 заводять у відповідні їй отвори З в корпусі колектора 1.

Закріплюють труби 4 в отворах колектора первинного контуру роликовим вальцюванням з наступним круговим обварюванням (кільцева зварка) кінця труби 4 з внутрішньої сторони колектора 1. Згаданий кільцевий зварний шов 19 показаний на фігурі 8. Після чого по товщині

Ї стінки колектора проводять гідравлічну роздачу кожної теплообмінної труби 4 з механічним довальцюванням у зовнішній поверхні колектора 1 до повного усунення зазору між корпусом колектора та теплообмінними трубами 4.

Для забезпечення міцності перемичок 19 стінки колектора 1 між отворами 3, в які закріплені теплообмінні труби 4 та герметичності з'єднання згаданих теплообмінних труб з колектором, а також для найбільш ефективного використання зовнішньої поверхні перфорованої частини колектора для заведення в нього труб необхідно правильно обрати зовнішній діаметр Юкол колектора в його середній частині (в зоні свердління).

Для цього використовується наступна емпіричне співвідношення: збіазмчтю) лою «Ру 5, о -Ц5р «вв, Бл зпо)бг ско мо де: 5г- відстань між теплообмінними трубами в горизонтальному ряді теплообмінного пучка,

ММ;

В» - ширина коридору теплообмінного пучка, розташованого напроти колектора теплоносія,

ММ; а - зовнішній діаметр теплообмінних труб, мм; пі Її по - кількість труб в горизонтальному ряді меншого та більшого пакета теплообмінних труб, відповідно, мм;

Вг- мінімальний радіус вигину труб в теплообмінному пучці, мм;

Вимірювання параметрів співвідношення показано на фігурах 2-4.

Отвори З для кріплення теплообмінних труб 4 розташовують на середній циліндричній частині колектора в шаховій компоновці, а відстань між кромками сусідніх отворів З по горизонталі на внутрішній поверхні колектора обирають не менше 5,55 мм. При установці колектора 1 в корпус 7 парогенератора висота зони його свердління 14 не виходить за межі розміщення верхнього ряду труб теплообмінного пучка в парогенераторі.

При зборці колектора теплоносія з пучком теплообмінних труб для заведення їх в отвори 3, просвердлені в середній частині 2 колектора, радіуси вигину КЕ; теплообмінних труб виконують розміром не менш 60 мм, переважно, не менш 100 мм для забезпечення струмовихрового контролю якості збірки даного вузла.

Заявлений вузол функціонує у складі горизонтального парогенератора в реакторній установці атомної електростанції.

Нагрітий в реакторі теплоносій первинного контуру подається до вхідного колектору 1 теплоносія первинного контуру. З вхідного колектора 1 теплоносій поступає в теплообмінні труби 4, сформовані в пакети 11 та 12 теплообмінного пучка, рухається по ним, віддаючи свою теплоту через стінки теплообмінних труб 4 теплоносію вторинного контуру - котловій воді, та збирається в вихідному, чи збиральному колекторі 20 теплоносія первинного контуру. З вихідного колектора 20 за допомоги циркуляційного насоса теплоносій знов повертається в реактор. Корпус 7 парогенератора наповнений котловою водою до певного рівня вище пучка теплообмінних труб, який при експлуатації підтримується постійним. Живильна вода подається в парогенератор через патрубок 21 підводу живильної води та пристрій підводу та розподілу живильної води. Витікаючи з нього, живильна вода змішується з котловою водою та прогрівається до температури насичення. Створена пара піднімається вгору та поступає до сепараційної частини парогенератора, яка виконана у вигляді свобідного об'єму, сепараційних пристроїв чи їх поєднання. Пройшовши сепараційну частину парогенератора, пара має нормовану проектом вологість. Далі вона відводиться з парогенератора через паровідвідні пристрої у вигляді патрубків 22 відводу пари та встановлених перед ними стельових дірчастих листів. Вироблена парогенератором пара далі використовується в паросиловому технологічному циклі виробки електроенергії.

Під час роботи парогенератора з'єднання колектора теплоносія первинного контуру з пучком

МО-образних теплообмінних труб являється тим вузлом, від якого в пешу чергу потребується забезпечення міжконторної щільності, оскільки будь-яке його розущільнення приводить до потрапляння радіоактивної води теплоносія первинного контуру в пароводяний теплоносій вторинного контуру, що циркулює через турбіну та інші елементи конструкції реакторної установки АЕС з ризиком виходу радіоактивних елементів в навколишнє середовище.

Заявлене технічне рішення, що відноситься до конструкції колектора теплоносія парогенератора з О-образними трубами горизонтального теплообмінного пучка і спосіб його виробництва, створюють технічний результат, що заклечається в забезпеченні гарантованої міцності перемичок стінки колектора між отворами для закріплення теплообмінних труб, герметичності з'єднання теплообмінних труб з колектором при тому, що зовнішня поверхня перфорованої частини колектора найбільш ефективно використовується для заведення в нього труб.

Приклад 1.

Виготовляється парогенератор з коридорною компоновкою труб. Горизонтальна відстань розміщення теплообмінних труб в пучці складає 5-27 мм. Для формування теплообмінного пучка використані теплообмінні труби 218 мм. Мінімальний радіус вигину труб складає В -120 мм. Кількість теплообмінних труб в горизонтальному ряді кожного пакету пі-п2-44. Ширина коридорівміж пакетами труд складає Ві- В2-220 мм. 7з Р «зд юю, -1517 мм л з р -І5р «в, во, я пю)бг ск по

Юмакс - 1987 мм

При діаметрі О колектора теплоносія менше 1517 мм, наприклад, 1500 мм, горизонтальна відстань труб по зовнішній поверхні колектора складає: «- л.:р щ л «1500 -2678 2-(лрьп») 2-(44 44)

При розрахункових тисках, характерних для пристроїв первинного контуру АЕС зВВЕР товщина колектора буде 205 мм. таким чиНФм. горизонтальна відстань між трубами по внутрішній поверхні колектора

ТЯ о2.205 мм, тоді зазор між трубами по внутрішній стороні колектора буде: б - вн - а-21-148-3 мм. Якщо зазор між сусідніми трубками становить З мм, їх неможливо буду обварити, і технічно виготовити парогенератор, так як не забезпечується герметичність та міцність з'єднання теплообмінних труб з колектором теплоносія первинного контуру.

При діаметрі більш 1987 мм для частини труб теплообмінного пучка неможливо завести їх в отвори перфорованої частини колектора, оскільки бокова поверхня колектора буду пересікати ділянку вигину труби. Вигнута труба не входить в отвір. Як наслідок погіршиться наповненість парогенератора, знизиться його потужність, техніко - економічні та експлуатаційні показники.

Claims (15)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Колектор теплоносія первинного контуру парогенератора з ОМ-подібними трубами горизонтального теплообмінного пучка, виконаний у вигляді звареної товстостінної посудини, що має перфоровану середню циліндричну частину, що виконана з можливістю установки та закріплення в ній пучка О-подібних теплообмінних труб, які сформовані в пакети та розділені в пучку вертикальними міжтрубними коридорами, нижню циліндричну частину, що виконана з можливістю зварного з'єднання з патрубком корпусу парогенератора, і верхню циліндричну частину з конічним переходом до фланцевого з'єднання люка з кришкою, який відрізняється тим, що зовнішній діаметр хол колектора первинного контуру в середній частині вибраний із співвідношення: ни ки л З іввідводення») 100 « Роу 52 20 155 ВУ - У (прапо)б; Ве! Я | 3100 л 2 4 8 де: бе. це відстань між теплообмінними трубами в горизонтальному ряді теплообмінного пучка, їх 2 - ширина коридору теплообмінного пучка, розташованого напроти колектора теплоносія, мм; й - зовнішній діаметр теплообмінних труб, мм; Рі "2 - кількість труб в горизонтальному ряді меншого та більшого пакета теплообмінних труб, відповідно, ММ; г - мінімальний радіус вигину труб теплообмінного пучка, мм; при цьому отвори для закріплення теплообмінних труб розміщені на середній циліндричній частині колектора в шаховій компоновці так, що відстань між кромками сусідніх отворів по горизонталі на внутрішній поверхні колектора складає не менше 5,5 мм.

2. Колектор за п. 1, який відрізняється тим, що теплообмінні труби, закріплені в отворах на боковій стінці колектора, виконані з аустенітної нержавіючої сталі у вигляді безшовних суцільнотягнутих труб.

З. Колектор за п. 1, який відрізняється тим, що в теплообмінному пучку теплообмінні труби сформовані в пакети з вертикальними міжгрубними коридорами шириною 100-250 мм.

4. Колектор за п. 1, який відрізняється тим, що фланцеве з'єднання люка з кришкою оснащено ущільнювальною прокладкою з розширеного графіту.

5. Колектор за п. 4, який відрізняється тим, що ущільнювальна прокладка фланцевого з'єднання виконана з терморозширеного графіту у вигляді пресованої графітової фольги, армованої стрічкою з нержавіючої сталі.

6. Колектор за п. 1, який відрізняється тим, що отвори, виконані в середній циліндричній частині, формують зону свердління, яка обмежена знизу симетричним клином з зрізаною вершиною.

7. Колектор за п. 6, який відрізняється тим, що зона свердління, яка представлена на розвертці колектора по зовнішньому діаметру, обмежена знизу ламаною унію у вигляді клина зі зрізаною вершиною, причому довжина відрізаної частки не менше 7 7оте т им. де отв - діаметр отвору.

8. Колектор за п. 6, який відрізняється тим, що площа зони свердління перевищує площу отворів не менш ніж на 20 95.

9. Спосіб виробництва колектора теплоносія первинного контуру парогенератора з О-подібними трубами горизонтального теплообмінного пучка, що включає попереднє виготовлення двох поковок важкої форми та О-подібних теплообмінних труб, збирання та зварювання поковок, свердління в середній циліндричній частині колектора отворів, збирання теплообмінного пучка М-подібних теплообмінних труб, які сформовані в пакети та розділені вертикальними міжтрубними коридорами, закріплення в отворах колектора первинного контуру кожної теплообмінної труби роликовим вальцюванням та зварюванням з внутрішньої сторони колектора, який відрізняється тим, що зовнішній діаметр хол колектора первинного контуру в середні Кастині вибраний із співвідношення: 2 НА л 2 беднівдартині вибре «Род 2 2 (п 5; я--85----(прнло)б5; -Кив| -- |4-100 л 2 4 8 де: 5. це відстань між теплообмінними трубами в горизонтальному ряді теплообмінного пучка, ММ; 2 - ширина коридору теплообмінного пучка, розташованого напроти колектора теплоносія, мм; й - зовнішній діаметр теплообмінної труби, мм; торол2 кількість труб в горизонтальному ряді меншого та більшого пакетів теплообмінних труб, відповідно, мм; 2 - мінімальний радіус вигину труб в теплообмінному пучку, мм; при цьому отвори для закріплення теплообмінних труб розміщені на середній циліндричній частині колектора в шаховій компоновці так, що відстань між кромками сусідніх отворів по горизонталі на внутрішній поверхні колектора складає не менше 5,5 мм.

10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що теплообмінні труби закріплені в отворах в середній частині колектора шляхом кільцевого зварювання кінців труб з внутрішньою поверхнею колекторів, після чого по товщині стінки колекторів проводять гідравлічну роздачу теплообмінних труб з механічним довальцюванням у зовнішній поверхні колекторів до повного усунення зазору між колекторами та теплообмінними трубами.

11. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що теплообмінний пучок заповнюють теплообмінними трубами рівномірно знизу доверху з зазорами між сусідніми трубами по вертикалі, що не перевищує вертикальну відстань труб в пучку.

12. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що при установці колектора теплоносія первинного контуру в корпус парогенератора висота його зони свердління не виходить за межі розміщення верхнього ряду труб теплообмінного пучка.

13. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що радіуси вигину теплообмінних труб є не менше 60 мм, а переважно не менше 100 мм, для вставляння в отвори в середній частині колектора.

14. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що свердління отворів в середній циліндричній частині колектора виконують так, щоб площа зовнішньої поверхні вказаної частини колектора (зони свердління) перевищувала площу отворів не менш ніжна 20 95. що 10 переве інв ве кщикий нин в ЦП мокшки -5К5 - 17 . - ' 17 І ! й

9. - у ' іт КУ | ет ' / Зварний шов » нини и з Верхній ряд й ! / творів А ли А і. й 187 Яр -- 1 ев ня 5 й Щ- ХХ ' до р А на аа а а а а а А Нижній ряд й птворів й 1 я їм

ФІ. Іі я Ще Я оо Ще ККУ Я он 7 х і . 5 й ж. ще Сх Ще А о Ме Ко ще шж- во поко й й. її. що у ЕН в Ки ОКО Я й Ох ДО я оСЯВ о -х о. ой НК, КОЖ и еВ її Ж. і х й. 5 щу ТД Кк Ма ; ! Її / ши й Н ТО сиве о Е / | ШЕ І ОМЯ еко у з пурсих Ля ОКО Кок Соя ра пос су й ОВ а а г ЗНО Й о Й БЖ ка ї- З Же й ВУ еи У нен и а Пане пк ве я

НЕ . ї БОС ск о Ак Й У ! МУ ПЕ ее У р пе ! У Біо / 2 о, і » | о і 7 ай ПОД од кОм і х ДОК фкУ ОА Ї 0; |і п До КИЖте ХХ Удех КУ а ДО, В о тт, їх Ох 'і у Коти КИ Со ОВ ВН о її. о і. ПК ЕН КІ КК МО ОО Я й Ех 5 й шо П Ви пЕш, дон ДА ОХ с й О о МЕН КК м Ки ж а Є щі Й І ИН о й й т ! шт шт т яння ІЗ кол

Фг.2 у й пу й а и ДІЙ на і М а и и ит КЕ п Не ни З х Но сакввнни ІЙ Песни й ШИ Ка пф ща Е ІНН свв пн шия а п и ни Я а п и В В ВИН й аа А а а п ря ШИ: і и ВН В В Я к пн Кк оду п вва я нн ну а Й а ОН Я ше сь, М юка, пан Мн п, ЕС ПЕ дн НІЙ шо ВН К ника ШИН я пи «і х 18 Щі

5.

«ФГ. 3

Й Ше . птах я т ех ; ся Ще не СО с. з її - о 7 в ще З о. с З й. о ТЕ НЕ ще т. о. . . ій Її би о . . . се Її ки о БО З о. У о. І НІ і; пес о у п. с Ії гі не КО хх ХУ К сх щу ТК хх її і а Ох ще І зу 53 їх с їх -е її і . і В ее М і. х Ії ще . г. і і п. о. Її ко о З є ЖК хх х М Я її «р ще 5 ще В ії Ж Я: ІЗ Я Ії НЕ я . і ТЕ й. У се її ще 1. й х АХ м ок м СНУ Е о і ІК о ІК ЦІ ч5 і . Та : ще у ще й . і . : ї ЕМ ї с. |і З ї : г о її Еш і о а і я х і І 7 Я 15 й . г о. 1: о і КЕ НЕ БВ о їх З о. її 18 Е п дО о. ї : СооК я т й іш |і й й че і ев

-е . БВ 5. ї Я ЗКУ жи Її Н в і . І т БКх; ж і що М їх пла ії ж х КЕ В 55 В. х що у шк шк ху і х Ж і їх т п її ет й. . о . о. і Е а є: . і! . І. т: Ще ї ші БО С в ще ХУ ТЕ Ко щх ГНЕ «- | НК: М Н ШК Н пе ще ІЗ ЕШ дих : 1 М а Н пк Н МКУ . МО ТЕ ї ї К ЩЕ сан ХХ Те ХХ Зх ще ЕЕ ЗНУ 3 ш- й. | І ГІ о ще |і В З о і Бе ЦЕ уз о . Ох ї КО ї г КЕ Е ОВ о. і о ще її - Що Е їх 3 . БЕ ХЕ З й що ЕЩ щі ї г і | о ї і хі ШК З я З у За КО 1 ше: щО З Н кі 1. Я г її п Її . ЕЕ не х У век ж яр З а Н ї

І. и . і т І Я ї й ті ЗА зх ЕКО У щі Пе ЕХ СК З ща М же і. 7 А Бас і З щі о ЩІ це В

15 . НУ що й Ії ЩЕ З о . - ЖК о що и НЕ ЦЕ ЕЕ її. її ї о. її КЕ й. . В і . . о ЕЕ о Ге Є і Е с хі о. Ії в о І о с. І НЕ « пе Е. 5 що ів І ' Тен 6 Є Її о. Ії ще г о. ; о. І и ті і ЗЕ З ха Зх Х ще а ї г о с » І чех іне п. о СЕ 3 І. Ме і ї ек . . .- В її х Ії К ЕВ о. УКК З іі о. ЕЕ й щ . о. . і о х че і КО С с. о ЗК о. ІЗ ЩЕ Е що о ЩО і щі о І. . о . й; і с . ї. З . о СО ве ж і о. . . й 4

С . о. . й г.

Е о. о о с г

ЩЕ . о З шк «в Е п о . сдя І Шо у ес іх з і. Е Со зі; ваше ще ЗХ Млекжк

Ше ржжжнкжАА тя - акрил, р гонтсттю т :оБерУтЕ Шк рай : й 7

КК . й є | | | ай і о Книш - у лляллллттлллдуииия : плляяия ! ллллллллллллляиитя ; ; і і : ка Кі К ллллллллллллят ЩО ІЯ ре ; | з Ши іннвінння. . ва Щй с й і шо я--Е ДЕННЕ : й» ще А вних Пт бе: ЕЕ нн в п ЕНН ЕНН НН їх | З . : ее но В сао ве А ВЕБ ах: З хх х кожи о нн вві ннн, Ж ! с: не . о У М ему вним Ки ЕМ 1 . о Мен їх у ТЯГ с о. ся щи с ЕМКОН ЕЕ КАМИ жк що іх НН о. с ПИ КУ ша же т З і ПІ З Я: Боженка; 5 ї Е ЗІ 233333 Нео жу | х Ї МИ о ак ооо Й І ск ЗЕ і! АК М З З Зх нн ЕЕ і со З Удав ини с Ї З БЕБЕНКЯ нн КІ ІЗ шк З ККУ Кене Енн БЕ ЕЕ ЕБННЕНВ КЕНЕ ення ее З і ши ек р ЩЕ о в Я Но а : о : тт -о Гн я Н А пев Е, ! В

0. Еш Я ух Н Ех ОКА Я ї г ЕЕНЕВВЕЕЕЕЕННЕЕЕ С о Н ОВО соешаНННИ ж і сея МНК КИ і Со її | і МБ ще Ен КИ : п яке ді ) бю КУ ОО Смт МЕ Щ я я о о и ик, ЩІ ЩО с ме пт ід » - с КН, ке о ев. ІПН Я сна І ЕЕ ЕН з с Я Це х нт и ікон НИЙ І 1 ще ПЕНЬ . й їх Й Вин ПЕД КЕ ка Ще у пек В ЕЕ і й й М п СУХУ ЕНН ЕН | й й песен І І 7 і сессекееех 7 | -- т х З) и - й сс їх Че З й КН М ом панно Кржеих сих

Фіг. 5 і