История развития двухконтурных схем с ВВЭР

Показана нецелесообразность ЭКО в виде отдельного теплообменника;

ПП целесообразно использовать, если площадь теплообмена мала, т.е. мала себестоимость парогенератора;

ЭКО+ИСП+ПП – экономически целесообразно в прямоточных ПГ с общей ПТО (рис. 23);

1 – корпус, состоящий из обечайки и днища с патрубками;

2 – трудная доска;

3 – трубки ПТО;

4 – внутренняя обечайка (оболочка);

5 – перегородка;

6 – днище корпуса с обечайкой.

Особенности

Теплоноситель движется сверху вниз внутри труб, рабочее тело – это кипящая вода в межтрубном пространстве, движущееся под действием вынужденной конвенцией. Трубы к ПТО крепятся на трубных досках, следовательно, днище и трубная доска должны иметь значительную толщину, т.к. они рассчитаны на давление Р₁, следовательно, они ненадежны, т.к. толстый металл подвергается циклической температурной нагрузке. Перегородка 5 подвергается воздействию разных температур, что тоже снижает ее надежность. Внутри такого ПГ имеется температурное напряжение.

Для ВВЭР могут подойти конструкции, представленные в иллюстрационном материале на рис. 12 и 14. Это однокорпусный ПГ, состоящий из испарителя с естественной циркуляцией рабочего тела (кипение в большом объеме). Стремление повысить единичную мощность ПГ при малых габаритах ПТО = ИСП с ЕЦ.

PWR – это первый парогенератор, построенный в США (рис. 16), состоящий из ИСП с ЕЦ с вынесенной зоной сепарации (т.е. разделены ПТО и БС).

На рис. 16а изображен теплообменник кожухотрубный с прямыми трубами без термокомпенсации. Термокомпенсация – это мероприятия по снижению или полному устранению температурных напряжений в корпусе и трубах.

Если термокомпенсация отсутствует, то нужно так выбрать корпус и трубки чтоб при достижении рабочих температур они удлинялись на одинаковую величину.

На рис. 16в представлен самокомпенсирующийся теплообменник кожухообразный с U-образным кожухом и U-образными трубками.

На рис. 17 изображен ПГ для ВВЭР 440 (1970-1976 гг.).

Это парогенератор секционного типа. БС и ПТО разделены на теплообменники (пучок труб в трубе) – греющая секция (их свыше 20 штук на один БС). Греющая секция представлена на рис. 6.

1,2,3 – толстые трубы, в отверстии которых вставляется много секций (рис. 17). На данном рисунке изображен входной промышленный и выходной коллектор. Здесь можно получить слабо перегретый пар.

Достоинства. Секцию легко менять на ходу.

Недостатки. Большая металлоемкость.

В итоге остановились на однокопусном ПГ вертикального или горизонтального типов (рис. 18-20).

Возможные параметры пара в ЯП с органически теплоносителем.

Опытные ЯЭУ были созданы в США и СССР. На них температура теплоносителя не превышала 325⁰ С, в принципе которая могла быть доведена до 450⁰ С.

Основные особенности.

Из-за малых a₁ Þ dt=30-40⁰C

Из-за малой c_p Þ Dt=50-160⁰C

P₁=5-10 бар

Может быть и перегретый пар с P₂ = 30-40 бар и t₂’’»410⁰C

Возможные конструкционные схемы

Так как р₁<р₂, то теплоноситель движется в корпусе, а рабочее тело кипит в трубах. Это условие является безусловным плюсом с точки зрения радиационной безопасности, поскольку в случае протечки радиация не попадет во второй контур.

Парогенераторы могут быть однокорпусными или трехкорпусными, как с ЕЦ, так и ПЦ. И в любом случае поверхность парогенератора состоит из ЭКО, ИСП и ПП.

Рис. 7 – это ПГ с ЕЦ – барабанный.

Рис. 11 – это ПГ с ПЦ – прямоточный.

Рис. 7а – трехкорпусной ПГ, т.е. ЭКО, ИСП и ПП расположены в отдельных теплообменниках.

Формы и поверхность теплообмена должны быть развиты и самокомпенсирующиеся.

Крепления змеевиков на коллекторах.