Развитие конструкций ПГ для АЭС с ВВЭР

Производство рабочего пара для турбогенератора на АЭС осуществляется или в ядерных реакторах (одноконтурные реакторы), или в специальных теплообменных установках (ПГ в двухконтурных схемах). ПГ АЭС с ВВЭР представляет собой единичный тепловой аппарат. В нем осуществляется передача тепла, отводимого из активной зоны реактора охлаждающей средой, направляемой в поверхности нагрева ПГ. Парогенератор, наряду с реактором, главным циркуляционным насосом и турбогенератором, относится к основному оборудованию АЭС. Из всех узлов ядерной энергетической установки, находящихся вне корпуса реактора, наиболее трудны в отношении выбора материала и технологии изготовления парогенераторы. Некоторые детали парогенераторов контактируют с теплоносителями обоих контуров и поэтому должны обладать высокой коррозионной стойкостью при двухстороннем коррозионном воздействии сред контуров. [1, стр.15]

Рис. 1- Компоновка парогенерирующей установки

1. ГЦК

2. Трубы

3. Реактор

4. Парогенератор

Соединения элементов и деталей ПГ должны обеспечивать плотность, исключающую возможность протечек из одного контура в другой. Протечки теплоносителя во 2-й контур выше регламентных пределов (5 л/час для ВВЭР-1000) недопустимы, так как 2-й контур не имеет биологической защиты и связан с окружающей средой. Попадание рабочего тела 2-го контура в первый (например, при гидроиспытаниях 2-го контура) может привести, из-за снижения концентрации борной кислоты в теплоносителе 1 контура, к ядерно-опасному режиму эксплуатации реакторной установки.

Развитие конструкций ПГ для АЭС с ВВЭР в бывшем СССР шло по линии разработки однокорпусных горизонтальных вариантов с погруженной поверхностью теплообмена и встроенными паросепарационными устройствами. На 1 блоке Нововоронежской АЭС типа ВВЭР-210 с 1964 года эксплуатировались 6 парогенераторов производительностью 230 т/час пара каждый.

Рис. 2- Парогенератор 1 блока НВАЭС

1. трубопровод раздачи питательной воды

2. жалюзийный сепаратор

3. пароприемный щит

4. корпус ПГ

5. пароотводящие трубы;

6. штуцер продувки

7. опоры т/о трубок

8. штуцер продувки

9. входной коллектор 1 контура

10. теплообменный пучок

11. штуцер дренажа

12. штуцера уровнемеров

13. защитный кожух

14. воздушники

15. выходной коллектор 1 контура

16. опорные скобы

На 2 блоке НВАЭС типа ВВЭР-365 эксплуатировались 8 парогенераторов производительностью 325 т/час пара каждый, не отличающиеся по размерам и конструктивному исполнению от парогенераторов 1 блока этой же АЭС.

Конструкция этих парогенераторов представлена на рисунке 2. Подогрев питательной воды, производство, сепарация и сушка рабочего пара осуществляются в одном корпусе. Горизонтальный корпус диаметром 3 м и длиной 12,5 м, выполненный из перлитной стали, состоит из цилиндрической обечайки и эллиптических днищ. По высоте он делится на две части. Верхняя предназначена сепарации пара, а нижняя - для размещения поверхности теплообмена, которая выполнена из нержавеющих труб 21 х 1,5 мм максимальной длиной 12 м. Входные и выходные концы труб завальцованы с подваркой в вертикальные коллекторы. Коллекторы и узлы их ввода в корпус - сложные инженерные конструкции. Коллекторы внутренним диаметром 750 и толщиной 75 мм выполнялись из стали 12X18Н9Т и имели 2074 отверстия под теплообменные трубы. В корпус они вводились через штуцера диаметром 1040 мм. Между стенками коллекторов и штуцерами предусматривалась водяная рубашка. Опыт эксплуатации ПГ первого и второго блоков НВ АЭС показал, что принятые конструкционные решения обеспечили надежную работу при всех осуществляющихся режимах. Поэтому при проектировании ПГ для более мощных модификаций реакторов ВВЭР эти решения практически были полностью сохранены.

У парогенераторов реакторных установок, начиная с ВВЭР-440 люки на коллекторах 1 контура для осмотра и ремонта узла заделки трубного пучка были перекомпонованы и расположены сверху. Они обслуживаются сверху из центрального зала здания реакторного отделения. Такое решение позволило значительно сократить размеры ПГ, но усложнило конструкцию корпуса ПГ (за счет дополнительных фланцевых разъемов на корпусе).

Рост единичной мощности парогенераторов при ограниченных по условиям транспортабельности габаритах приводит к тому, что трубные пучки таких парогенераторов выполняются очень тесными, с относительно малыми шагами

(S/d = 1,15-1,3); кроме того, повышение мощности, как правило, сопровождается повышением тепловых и паровых нагрузок вследствие более высоких температурных напоров.

При разработке парогенераторов реакторной установки ВВЭР-1000 были рассмотрены различные варианты конструкций и технологических схем, включая вертикальный парогенератор. Однако для изготовления и внедрения в проект РУ был принят также тип горизонтального ПГ, несмотря на несколько лучшие компоновочные решения по зданию РО при вертикальном типе парогенераторов. Для реакторной установки ВВЭР-1000 В-187 5-го энергоблока Нововоронежской АЭС были разработаны парогенераторы ПГВ-1000. В реакторной установке ВВЭР-1000 В-320 используются парогенераторы ПГВ-1000М, в основу которых также была положена конструкция ПГВ-1000.

Увеличение мощности парогенератора ПГВ-1000 по сравнению с парогенератором для ВВЭР-440 было достигнуто не только за счет увеличения площади теплопередающей поверхности, но и за счет интенсификации теплообмена, полученной путем изменения диаметра труб теплопередающей поверхности и увеличения скорости теплоносителя.

Конструктивно парогенераторы ПГВ-1000 практически повторяют парогенераторы для реакторов ВВЭР-440, но отличаются от них существенным увеличением внутреннего диаметра корпуса (4000 мм вместо 3200 для ВВЭР-440), уменьшением диаметра теплообменных труб (16 х 1,5 вместо 21 х 1,5 для ВВЭР-440), увеличением числа теплообменных труб до 11тыс. штук, более эффективными сепарационными устройствами. Для уравнивания скоростей выходящего пара и равномерного распределения пароводяной смеси по паровому объему парогенератора в конструкцию ПГВ-1000 был введен погруженный дырчатый лист

Первоначально для парогенераторов ПГВ-1000 как и для всех остальных ПГ реакторов семейства ВВЭР заделка теплообменных труб в трубные коллекторы производилась завальцовкой на всю толщину коллектора с использованием энергии взрывчатых веществ и обваркой торца труб с коллектором.

По сравнению с ПГВ-4 (парогенератор для ВВЭР-440) в ПГ блоков ВВЭР-1000 температуры рабочих сред по первому и второму контуру на 20-30 градусов С выше. В среднем выше в 2-2.5 раза выше теплонапряженность трубного пучка. Это предопределяет более строгие требования к ПГВ-1000 к соблюдению условий, предотвращающих возникновение и развитие процессов коррозионного растрескивания стали 08Х18Н10Т (трубок ПГ).

В данной курсовой работе целью исследования будет являться парогенератор ПГВ-1000 с реактором ВВЭР-1000, приведём некоторые конструктивные и тепловые характеристики.

Поиск по сайту: