RU96215U1 - STEAM GENERATOR - Google Patents

Abstract

Парогенератор, содержащий корпус, входной и выходной коллекторы теплоносителя с присоединенным пучком горизонтальных теплообменных труб, снабжен погруженным перфорированным дырчатым щитом, отличающийся тем, что погруженный перфорированный дырчатый щит составлен, по крайней мере, из двух отдельных секций, разбитых, по крайней мере, на две группы, с различной степенью перфорации, причем группа, прилегающая к входному коллектору, выполнена с наименьшей степенью перфорации, а остальные группы с большей степенью перфорации, при этом соотношение степеней перфорации расположено в диапазоне от 1,1 до 2,1. A steam generator comprising a housing, an input and output collector of a heat carrier with an attached bundle of horizontal heat exchanger tubes, is equipped with an immersed perforated hole plate, characterized in that the immersed perforated hole plate is composed of at least two separate sections, divided into at least two groups with varying degrees of perforation, and the group adjacent to the input manifold is made with the lowest degree of perforation, and the remaining groups with a greater degree of perforation, while ix degrees of perforation is located in the range from 1.1 to 2.1.

Description

Полезная модель относится к ядерной энергетике, а более конкретно к парогенераторам атомных электростанций.The utility model relates to nuclear energy, and more specifically to steam generators of nuclear power plants.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является парогенератор, содержащий корпус, входной и выходной коллекторы теплоносителя к которым присоединен пучок горизонтальных теплообменных труб. Парогенератор снабжен погруженным перфорированным дырчатым щитом, предназначенным для обеспечения выравнивания скоростей выхода пара с зеркала испарения котловой воды и имеющим равномерную степень перфорации 3,7% либо 7,8%. (Трунов Н.Б. и др. Гидродинамические и теплохимические процессы в парогенераторах АЭС с ВВЭР, Энергоатомиздат, 2001, рис.1.4).Closest to the proposed utility model is a steam generator containing a housing, input and output collectors of a coolant to which a bundle of horizontal heat exchange tubes is connected. The steam generator is equipped with a submerged perforated hole shield designed to ensure equalization of the steam exit speeds from the boiler water evaporation mirror and having a uniform degree of perforation of 3.7% or 7.8%. (Trunov N.B. et al. Hydrodynamic and thermochemical processes in steam generators of nuclear power plants with VVER, Energoatomizdat, 2001, Fig. 1.4).

Недостатком данного парогенератора является пониженная мощность, обусловленная набуханием уровня, в зоне максимальной паровой нагрузки у наружной поверхности входного коллектора теплоносителя, ввиду остаточной неравномерности выхода пара около 1,25 (Трунов Н.Б. и др. Гидродинамические и теплохимические процессы в парогенераторах АЭС с ВВЭР, Энергоатомиздат, 2001), что приводит к ограничению мощности по условиям гравитационной сепарации пароводяной смеси.The disadvantage of this steam generator is the reduced power due to level swelling in the zone of maximum steam load at the outer surface of the coolant inlet, due to the residual unevenness of the steam output of about 1.25 (N. Trunov et al. Hydrodynamic and thermochemical processes in steam generators of WWER nuclear power plants , Energoatomizdat, 2001), which leads to a limitation of capacity under the conditions of gravitational separation of the steam-water mixture.

Задачей полезной модели является повышение мощности парогенератора.The objective of the utility model is to increase the power of the steam generator.

Техническим результатом полезной модели является улучшение условий гравитационной сепарации за счет снижения набухания уровня пароводяной смеси в зоне максимальной паровой нагрузки у наружной поверхности входного коллектора теплоносителя, путем повышения равномерности выхода пара с зеркала испарения котловой воды.The technical result of the utility model is to improve the conditions of gravitational separation by reducing the swelling of the level of the steam-water mixture in the zone of maximum steam load at the outer surface of the inlet collector of the coolant, by increasing the uniformity of steam output from the boiler water evaporation mirror.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный парогенераторе, содержащем корпус, входной и выходной коллекторы теплоносителя, к которым присоединен пучок горизонтальных теплообменных труб, расположен погруженный перфорированный дырчатый щит. Упомянутый щит состоит из нескольких секций, по крайней мере, из двух. Секции разбиты, по крайней мере, на две группы, например на три, с различной степенью перфорации. Причем степень перфорации у входного коллектора минимальнаThe specified technical result is achieved by the fact that in the well-known steam generator containing the housing, the input and output collectors of the coolant, to which a bundle of horizontal heat-exchange tubes is connected, is located a submerged perforated hole shield. The said shield consists of several sections, at least two. Sections are divided into at least two groups, for example three, with varying degrees of perforation. Moreover, the degree of perforation in the input manifold is minimal

За счет меньшей степени перфорации происходит переток пара от входного коллектора, где выработка пара максимальна в зону выходного коллектора, где выработка пара минимальна. При таком устройстве повышается равномерность выхода пара с зеркала испарения и снижается набухание уровня котловой воды непосредственно у наружной поверхности входного коллектора теплоносителя. В результате повышается эффективность гравитационной сепарации и мощность парогенератора. Гидравлическое сопротивление прохода пара через упомянутый щит пропорционально квадрату скорости пара и обратно пропорционально степени перфорации. Согласно (Трунов Н.Б. и др. Гидродинамические и теплохимические процессы в парогенераторах АЭС с ВВЭР, Энергоатомиздат, 2001) коэффициент остаточной неравномерности выхода пара с зеркала испарения парогенератора ПГВ-1000 составляет 1,25, следовательно, соотношение степеней перфорации секций у входного и выходного коллектора не может быть меньше чем квадратный корень из этой величины, то есть 1,1. В то же время, согласно (Трунов Н.Б. и др. Гидродинамические и теплохимические процессы в парогенераторах АЭС с ВВЭР, Энергоатомиздат, 2001) максимальная и минимальная степень перфорации, при которой не возникает непроектных явлений в ПГ составляет 7,8% и 3,7% соответственно, следовательно, максимальное соотношение степеней перфорации не может превышать 7,8/3,7=2,1.Due to the lower degree of perforation, steam flows from the inlet manifold, where the steam production is maximum in the area of the outlet manifold, where the steam production is minimal. With such a device, the uniformity of steam output from the evaporation mirror is increased and the swelling of the boiler water level directly at the outer surface of the inlet coolant collector is reduced. As a result, the efficiency of gravity separation and the power of the steam generator are increased. The hydraulic resistance of the passage of steam through the said shield is proportional to the square of the steam velocity and inversely proportional to the degree of perforation. According to (Trunov N.B. et al. Hydrodynamic and thermochemical processes in steam generators of nuclear power plants with VVER, Energoatomizdat, 2001) the coefficient of residual unevenness of steam output from the vaporization mirror of the steam generator PGV-1000 is 1.25, therefore, the ratio of the degrees of perforation of the sections at the input and the output collector cannot be less than the square root of this quantity, i.e. 1.1. At the same time, according to (Trunov NB et al. Hydrodynamic and thermochemical processes in steam generators of WWER nuclear power plants, Energoatomizdat, 2001) the maximum and minimum degree of perforation at which non-design phenomena occur in the GHG is 7.8% and 3 , 7%, respectively, therefore, the maximum ratio of the degrees of perforation cannot exceed 7.8 / 3.7 = 2.1.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, гдеThe essence of the utility model is illustrated by drawings, where

На фиг.1 представлен поперечный разрез парогенератора, а на фиг.2 - секционный дырчатый щит (продольный разрез), с разбивкой на группы.Figure 1 shows a cross section of a steam generator, and figure 2 is a sectional hole panel (longitudinal section), with a breakdown into groups.

Парогенератор состоит из корпуса 1 с пучком горизонтальных теплообменных труб 2, присоединенных к входному 3 и выходному 4 коллекторам теплоносителя. Сверху над пучком горизонтальных теплообменных труб 2 расположен погруженный перфорированный дырчатый щит 5, состоящий из отдельных секций. Секции разбиты, например, на три группы. Первая группа секций 6, расположенная вблизи входного коллектора имеет наибольший шаг отверстий, так, что относительная степень перфорации составляет, по результатам расчета, 4,6% от площади погружного перфорированного дырчатого щита 5, вторая группа секций 7, расположенная у выходного коллектора имеет уменьшенный шаг отверстий, в результате чего степень перфорации составляет 6,3% от площади погружного дырчатого щита. Третья группа секций 8, находящаяся в периферийной зоне погруженного дырчатого щита, имеет степень перфорации 6,8%.The steam generator consists of a housing 1 with a bundle of horizontal heat exchange tubes 2 connected to the input 3 and output 4 of the heat-transfer collector. Above above the bundle of horizontal heat exchange tubes 2 is a submerged perforated hole shield 5, consisting of separate sections. Sections are divided, for example, into three groups. The first group of sections 6, located near the inlet manifold, has the largest aperture pitch, so that the relative degree of perforation is, according to the calculation, 4.6% of the area of the submersible perforated hole board 5, the second group of sections 7, located near the outlet manifold, has a reduced pitch holes, resulting in a degree of perforation of 6.3% of the area of the submersible hole shield. The third group of sections 8, located in the peripheral zone of the submerged hole shield, has a degree of perforation of 6.8%.

Парогенератор работает следующим образом.The steam generator operates as follows.

Греющий теплоноситель поступает в горизонтальные теплообменные трубы 2 из входного коллектора 3 теплоносителя, отдавая тепло теплоносителю второго контура (котловой воде), который при этом кипит. В процессе работы за счет генерации пара происходит набухание уровня пароводяной смеси возле входного коллектора 3 теплоносителя, поскольку здесь наибольшая температура теплоносителя и соответственно тепловой поток. Больший расход пара, проходя через отверстия погружного перфорированного дырчатого щита 5 вызывает набухание пароводяной смеси. В результате пространство для осуществления гравитационной сепарации по высоте ограничено. Уменьшение степени перфорации вблизи входного коллектора 3 снижает расход выхода пара, а излишки расхода перетекают в сторону выходного коллектора 4, где степень перфорации выше. В результате набухание уровня вблизи входного коллектора 3 уменьшается, что улучшает гравитационную сепарацию и дает возможность повысить мощность парогенератора.The heating coolant enters the horizontal heat transfer pipes 2 from the inlet collector 3 of the coolant, transferring heat to the coolant of the second circuit (boiler water), which boils. In the process, due to the generation of steam, the level of the steam-water mixture swells near the inlet collector 3 of the coolant, since here the highest temperature of the coolant and, accordingly, the heat flux. A large flow rate of steam passing through the holes of the submersible perforated hole shield 5 causes the steam-water mixture to swell. As a result, the space for the implementation of gravity separation in height is limited. Reducing the degree of perforation near the inlet manifold 3 reduces the flow rate of steam output, and excess flow flows toward the outlet manifold 4, where the degree of perforation is higher. As a result, the level swelling near the inlet manifold 3 decreases, which improves gravity separation and makes it possible to increase the power of the steam generator.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает преимуществом по сравнению с прототипом. Внедрением предлагаемого решения достигается повышение мощности парогенератора.Thus, the proposed technical solution has an advantage over the prototype. By introducing the proposed solution, an increase in the power of the steam generator is achieved.

Экономическая эффективность применения предлагаемого решения определяется увеличением мощности парогенератора и повышением выработки электроэнергии.The economic efficiency of the proposed solution is determined by increasing the capacity of the steam generator and increasing the generation of electricity.

Наиболее целесообразно предложенное решение использовать в парогенераторах горизонтального типа для ядерных энергетических установок.The most appropriate solution to use in horizontal type steam generators for nuclear power plants.

Claims (1)

Парогенератор, содержащий корпус, входной и выходной коллекторы теплоносителя с присоединенным пучком горизонтальных теплообменных труб, снабжен погруженным перфорированным дырчатым щитом, отличающийся тем, что погруженный перфорированный дырчатый щит составлен, по крайней мере, из двух отдельных секций, разбитых, по крайней мере, на две группы, с различной степенью перфорации, причем группа, прилегающая к входному коллектору, выполнена с наименьшей степенью перфорации, а остальные группы с большей степенью перфорации, при этом соотношение степеней перфорации расположено в диапазоне от 1,1 до 2,1.

A steam generator comprising a housing, an input and output collector of a heat carrier with an attached bundle of horizontal heat exchanger tubes, is equipped with an immersed perforated hole plate, characterized in that the immersed perforated hole plate is composed of at least two separate sections, divided into at least two groups with varying degrees of perforation, and the group adjacent to the input manifold is made with the lowest degree of perforation, and the remaining groups with a greater degree of perforation, while ix degrees of perforation is located in the range from 1.1 to 2.1.