содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..

5.3.2.

Вертикальные парогенераторы АЭС

Одним из путей повышения экономической эффективности блоков АЭС является увеличение единичной мощности устанавливаемого оборудования, в том числе и ПГ. Реализация такой задачи
 

может быть осуществлена созданием мощных парогенераторов вертикального типа. Вертикальные ПГ позволяют также более рационально скомпоновать оборудование первого контура в защитной оболочке и тем самым сократить объем строительных затрат.

Опыт проектирования и эксплуатации вертикальных парогенераторов насыщенного пара (рис. 5.15) показывает, что им также присущи недостатки горизонтальных ПГ, в частности увеличение габаритов с повышением мощности.

Поэтому при переходе на установки большей мощности предпочтительнее использовать вертикальные прямоточные ПГ со слабым перегревом пара. Использование перегретого пара на АЭС не только повышает КПД тепловой схемы станции, но и позволяет применять отработанные серийные турбины.

В настоящее время рассматриваются следующие конструкции? вертикальных ПГ (табл. 5.3) перегретого пара большой мощности с естественной циркуляцией со спирально витыми теплообменными: пучками: однокорпусные и блочные с выносными сепараторами; прямоточные со спирально витыми теплообменными пучками, с теплоносителем первого контура в трубах и межтрубном пространстве; прямоточные с прямыми теплообменными трубами т плоскими трубными досками.

Перегрев пара обычно принимают равным 40 °С. В качестве конструкционного материала корпуса и коллекторов первичного теплоносителя предполагается использовать высокопрочную низколегированную сталь перлитного класса. Из-за жестких норм содержания продуктов коррозии в теплоносителе поверхность всех корпусных элементов и коллекторов со стороны первичного контура плакируется антикоррозионной аустенитной наплавкой из стали. Материал трубчатки, образующей испарительную поверхность парогенератора с естественной циркуляцией, — сталь 0Х18Н10Т. Пароперегревательные пучки ПГ с естественной циркуляцией (трубные пучки) прямоточных ПГ, которые могут быть подвержены действию хлорной коррозии, предполагается изготовлять из специальных сплавов на основе титана.

Для демонтажа внутриколлекторных устройств, обеспечивающих распределение теплоносителя по теплообменным пучкам, для контроля за состоянием металла и ремонта вальцовочных и сварных соединений ПГ во всех вариантах предусмотрены специальные лазы с фланцевыми разъемами.

Основными недостатками мощных ПГ с естественной циркуляцией являются сложность конструкции, большие массы (900 т) и габаритные размеры (6X31 м). Изготовление и доставка таких ПГ на площадку АЭС потребует крупных дополнительных материальных расходов. В этих условиях значительные преимущества могут быть получены применением прямоточных ПГ.

Переход на прямоточную схему и обусловленный этим отказ от сепарационных устройств позволяют существенно упростить конструкцию ПГ, улучшить его массовые и габаритные показатели, облегчить транспортировку.

Рис. 5.15. Вертикальный парогенератор со спиральными трубками:

Таблица 5.3. Основные массогабаритные показатели вертикаль МЫЛ парогенераторов

Прямоточный ПГ с витыми теплообменными трубками и теплоносителем первого контура в трубах весит приблизительно в>

2—3 раза меньше, чем парогенератор с естественной циркуляцией, при этом имеет минимальные размеры внутреннего диаметра корпуса и высоты.

В конструкции ПГ теплообменная поверхность выполнена в виде двух спирально витых пучков, подсоединенных к центральному коллектору. Пучки включены параллельно по первичному теплоносителю, протекающему внутри трубок, и последовательно по среде вторичного контура, движущейся снизу вверх по межтруб-ному пространству. Благодаря специальной системе внутрикол-лекторных устройств движение первичного теплоносителя организовано таким образом, чтобы теплообмен в обоих пучках осуществлялся по противоточной схеме.

Для обеспечения одинаковых диаметров витых теплообменных: пучков расходы по верхнему и нижнему пучкам приняты одинаковыми и равными 50 % суммарного. Прямоточный ПГ с обратной гидравлической схемой, в котором вторичный теплоноситель заключен в трубы, а первичный — в межтрубном пространстве, по* своим габаритным и массовым показателям значительно уступает рассмотренному. Внутренний диаметр корпуса, рассчитанного на давление первого контура, составляет 3,75 м, общая масса 930 т. Указанная масса является наибольшей и превышает массовые показатели не только прямоточных ПГ, но и с естественной циркуляцией.

В ПГ с обратной гидравлической схемой необходим систематический контроль за состоянием металла внутренней поверхности корпуса по условиям обеспечения безопасности АЭС. Фланцевый, разъем по корпусу, предусматривающий возможность разборки и осуществления такого контроля, усложняет конструкцию аппарата и понижает его надежность.

Для подъема крышки ПГ с коллектором и теплообменными пучками в главном корпусе должны быть предусмотрены кран грузоподъемностью не менее 500 ООО кг и необходимое пространство, позволяющее разбирать ПГ, что усложняет компоновку, ведет к увеличению высоты здания и его стоимости.

^ Таким образом, по всем основным показателям ПГ с обратной гидравлической схемой значительно уступает прямоточному с теплоносителем первого контура в трубах и поэтому для установок большой единичной мощности является малоперспективным.

Прямоточный ПГ (рис. 5. 16) с прямыми теплообменными трубами и плоскими трубными досками по общему виду и высоте практически равноценен прямоточному парогенератору с витыми теплообменными пучками и теплоносителем первого контура в трубах. Принципиальная конструкционная схема ПГ с прямыми теплообменными пучками определяется в основном выбранным способом самоком-пенсации температурных удлинений трубок и корпуса.

Органическим недостатком конструкции является наличие внутри аппарата значительных свободных (холостых)  объемов, приводящих к понижению компактности и некоторому увеличению внутреннего диаметра корпуса. Поэтому предпочтение отдается прямотрубной конструкции американского парогенератора для АЭС «Окони». Однако ее применение наталкивается на трудности, связанные с необходимостью расширения существующего набора конструкционных материалов для решения вопросов самокомпенсации температурных удлинений трубок и корпуса.

Таким образом, сравнительный анализ основных технико-эко-номических показателей ПГ с учетом возможностей их изготовления и транспортировки свидетельствуем о том, что наиболее

перспективным из всех представленных вариантов является прямоточный ПГ с центральным коллектором, спирально-витыми теплообменными пучками и теплоносителем первичного контура в трубах.

Рис. 5.16. Прямоточный парогенератор:
1 — вход теплоносителя; 2 — выход пара; 3 — вход питательной воды; 4 — выход теплоносителя

содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..