Парогенераторы.Основные технические характеристики

      Концы змеевиков заделываются в стенки коллекторов теплоносителя путем  обварки их торцов с антикоррозионным покрытием внутренних полостей аргонодуговой  сваркой и последующей вальцовкой на всю глубину заделки в коллектор. По ширине и высоте пучка змеевики дистанционированы специальными элементами, которые в свою очередь закреплены в опорных конструкциях, размещенных на корпусе ПГ. Элементы дистанционирования представляют из себя волнообразные полосы в сочетании с промежуточными плоскими планками. Дистанционирующие элементы изготовлены из нержавеющей стали 0Х18Н10Т.

      Дырчатый  погружной лист.

      Погружной дырчатый лист, состоящий из 4–х частей, с отверстиями диаметром 13 мм предназначен для выравнивания паровой нагрузки зеркала испарения. Уровень заливки котловой воды над дырчатым листом составляет 100 мм (номинальный уровень) и может иметь отклонения ±50 мм. Дырчатый лист установлен на высоте 260 мм от верхнего ряда змеевиков теплообменного пучка на специальной жесткой раме, установленной на опорные конструкции, закрепленные в корпусе ПГ. Живое сечение дырчатого листа для прохода пара составляет 8%. Толщина дырчатого листа 6 мм. Лист изготовлен из нержавеющей стали 0Х18Н10Т.

      Непосредственно к опорным конструкциям, закрепленным на корпусе ПГ, прикрепляются закраины, образующие опускной канал для циркуляции котловой воды путем выгораживания верхней части теплообменного пучка. Закраины изготовлены из нержавеющей стали 0Х18Н10Т толщиной 8 мм.

      Для уменьшения влияния перетока воды с погружного дырчатого листа в зону солевого отсека над и под погружным дырчатым листом установлена поперечная перегородка.

      На  торцевой закраине погружного дырчатого  листа со стороны "холодного" днища  ПГ установлен заборный короб солевого отсека.

      Сепарационное устройство.

      Сепарационное устройство предназначено для осушки пара, генерируемого в ПГ и представляет собой набор пакетов жалюзи.

        Конструкция каждого пакета включает  в себя установленный за жалюзи  паровой дырчатый лист, предназначенный для выравнивания поля скоростей пара. Пакеты располагаются под углом 26^о к вертикали в паровом объеме ПГ на высоте 750 мм от погружного дырчатого листа. Жалюзи волнообразного профиля выполнены из нержавеющей стали 0Х18Н10Т.

      Отвод отсепарированной влаги осуществляется через дренажные трубы, расположенные в паровом объеме ПГ и заглубленные своими нижними концами под уровень котловой воды, а верхними они соединены с дренажными камерами под пакетами жалюзи.

      Система подвода и раздачи основной питательной воды

      Подвод  питательной воды осуществляется через  патрубок Ду–500, расположенный в  верхней части корпуса ПГ. К  патрубку питательной воды, через  проставы с трубой, расположенной  под углом 35^о к горизонтальной оси в паровом объеме ПГ, присоединен коллектор Ду–400. Коллектор в паровом объеме ПГ разветвляется в свою очередь на два коллектора Ду–250 , расположенных над погружным дырчатым листом. От коллекторов Ду–250, под погружной дырчатый лист до верхнего ряда теплообменных труб, отходят 16 раздающих труб Ду–80 (13 со стороны "горячего" днища и 3 со стороны "холодного" днища ПГ). Раздающие трубы имеют по длине 38 патрубков Ду–25 для выхода питательной воды.

      Материал  системы подвода питательной  воды внутри ПГ (два коллектора Ду–250) – конструкционная углеродистая сталь, материал системы раздачи питательной воды – нержавеющая сталь.

      Устройство  раздачи аварийной питательной  воды состоит из коллектора Ду–80 и  раздающих труб Ду–20, имеющих по своей длине отверстия для  выхода воды. Коллектор и раздающие трубы расположены в паровом пространстве ПГ.

      Пароотводящая система.

      Пароотводящая система включает в себя 10 патрубков  Ду–350, расположенных по длине корпуса  в 2 ряда в верхней его части, Патрубки с помощью конических переходников и гнутых труб Ду–200 объединены в общий коллектор Ду–600.

      Материал  патрубков, переходников, труб и коллектора – углеродистая сталь.

      Система продувки и дренажа

      Продувка  и дренаж ПГ осуществляется через:

• штуцер Ду–80 постоянной продувки солевого отсека ПГ, соединенный внутри ПГ с заборным коробом солевого отсека;
• четыре штуцера Ду–20 периодической продувки кольцевых зазоров (карманов) коллекторов теплоносителя 1 контура;
• два штуцера Ду–80 периодической продувки ПГ из нижних точек корпуса ПГ (по одному со стороны "горячего" и "холодного" днища);
• штуцер Ду–100 для слива котловой воды из ПГ в спецканализцию.

      ПГ  снаружи закрыт тепловой изоляцией  из минеральной ваты и облицован  кожухом из алюминия толщиной до 0,8 мм.

      Опорные конструкции ПГ.

      ПГ  в контайнменте устанавливается  на две опорные конструкции, каждая из которых включает в себя опорный ложемент, роликовую опору, соединительные тяги, опорную колонну, закладную деталь и анкерные болты.

      Применение  в опорной конструкции двухъярусной роликовой опоры позволяет обеспечить перемещение ПГ, при термическом расширении трубопроводов Ду–850 1 контура, в продольном и поперечном направлениях до 100 мм, а также разворот ПГ на угол 10^о. Опорная конструкция обеспечивает удержание ПГ при приложении реактивных усилий величиной 1460 тн, возникающих при аварийной ситуации с разрывом трубопровода Ду–850 1 контура.

      При аварийной ситуации с разрывом трубопровода Ду–850 1 контура, реактивное усилие, действующее  на ПГ в вертикальной плоскости, полностью  воспринимается аварийными опорами  трубопроводов и опорами ПГ.

      Для защиты от избыточного давления на паропроводе каждого ПГ, в помещении  деаэраторов питательной воды (отм.+32 м), установлено по два импульсных предохранительных устройства (ИПУ). Конструкция и режим эксплуатации ИПУ ПГ приведены в инструкции № 5.2.ИПУ.ПГ.ИЭ по эксплуатации импульсных предохранительных устройств парогенераторов.

      Для возможности установки смывных  устройств в нижнюю часть "горячего" коллектора ПГ–1 врезаны два штуцера  Ду–27. в режиме нормальной эксплуатации РУ штуцеры закрыты фланцевыми разъемами с уплотнением на прокладке. Промывка "кармана" коллектора производится в период ППР на остановленной и расхоложенной РУ по отдельной программе. 

 

3. Тепловой расчет  парогенератора 

3.1 Исходные данные  представлены в таблице 2

Таблица 2

№№		Размерность	Значение
1	Расход воды первого контура через парогенератор	т/ч ´ 103	18
2	Температура воды первого контура на входе в  ПГ	°C	301
3	Температура воды первого контура на выходе из ПГ	°C	286
4	Давление воды первого контура	кгс/см2	160
5	Давление второго контура	кгс/см2	65
6	Типоразмер  труб поверхности теплообмена	мм	16х1.5
7	Материал труб поверхности теплообмена		Сталь ОХ18Н10Т
8	КПД парогенератора h		1

 

     Тепловая  схема ПГ представлена на рисунке 1.

     Характерные параметры изменения температуры  вдоль поверхности нагрева представлены на t-Q диаграмме – рисунок 2 

3.2 Расчет тепловой  схемы ПГ

      Определяем  тепловую мощность ПГ Qпг, ккал/ч.

Q_ПГ=G₁*(i₁'-i₁'')*h,

где: i₁', i₁'' - энтальпия теплоносителя во входном (при t₁'=301°C) и выходном (при t₁''=286 °C) сечениях соответственно. 

      Значения  i₁' и i₁'' при P=160 кгс/см², t₁'=301 0С, t₁''=286 определяем из таблицы "Термодинамические и теплофизические свойства воды и водяного пара" /1/

Qпг=GвСр*(t1'-t1'')*η	326700000
Qпг=Gв*(i1'-i1'')*η=	326700000
Dв-объемный расход теплоносителя,  м3/ч	20000
Gв-расход теплоносителя,  кг/ч	18000000
r-плотность теплоносителя, кг/м3	0.9*103
ср-теплоемкость теплоносителя, ккал/кг0С	1.21
t1'-температура теплоносителя на входе в ПГ, 0С	301
t1''-температура теплоносителя на выходе из ПГ, 0С	286
P-давлениетеплоносителя по I контуру, кгс/см2	160
i1'-энтальпия теплоносителя на входе в ПГ, 0С	320.2
i1''-энтальпия теплоносителя на выходе из ПГ, 0С	302

 

Q_ПГ=326700  Гкал/ч

 

Заключение

     Парогенераторы  АЭС с реакторами, охлаждаемыми водой, вырабатывают насыщенный пар. Требование поддержания высокой частоты теплоносителя обусловливает выполнение поверхностей теплообмена таких парогенераторов из аустенитной нержавеющей стали с электрополированными поверхностями. Наиболее оптимальная конструкция ПГ для АЭС с ВВЭР: однокорпусного с погруженной поверхностью теплообмена, с естественной циркуляцией рабочего тела. С переходом на более высокие единичные мощности агрегатов созданная конструкция ПГ принципиальных изменений не претерпела. Однако осуществлялись весьма серьезное усовершенствование ее узлов и рационализация протекания процессов генерации пара. Практика показывает, что даже для условий больших мощностей реактора ВВЭР-1000 ПГ погруженной поверхностью теплообмена обеспечивает требуемую производительность.

 

       Список литературы

1. В.Ф Рябинин Ю.П. Шпагин «Монтаж технологического оборудования АЭС с реакторами ВВЭР-1000». Москва. Энергоатомиздат. 1986.
2. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции. Москва. «Высшая школа». 1984.
3. Инструкция по эксплуатации парогенераторов ПГВ-1000 и системы их продувки по II контуру.№ 5.2.ПГ.ИЭ.
4. Рассохин Н.Г. "Парогенераторные установки атомных электростанций" М.: Энергоатомиздат, 1987

 

Графическая часть 

       

       Рис. 1. Расчетная тепловая схема ПГ.

 

          

       t₁’-температура теплоносителя на входе в ПГ;

       t₁’’-температура теплоносителя на выходе из ПГ;

       t₂’-температура питательной воды на входе в ПГ;

       t₂’’-температура насыщения котловой воды на выходе из ПГ; 
 

       Рис. 2. t-Q диаграмма ПГ. 

 

Рис. 4. Общий вид парогенератора ПГВ-1000