ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЕ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Автор, лектор: доцент каф. ФЭУ Коротких А.Г.

ПАРОГЕНЕРАТОРЫ АЭС Лекция 13

Введение Парогенераторы относятся к числу наиболее ответственного теплообменного оборудования, поставляемого на атомные электростанции.

Парогенераторы для АЭС с реакторами ВВЭР Парогенераторы для АЭС с реакторами типа ВВЭР представляют собой рекуперативный теплообменный аппарат с погруженной поверхностью теплообмена, выполненной из горизонтально расположенных U-образных теплообменных змеевиков.

Модификации ПГ Изготавливаются парогенераторы для энергоблоков с реакторами типа ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 для отечественных и зарубежных АЭС. В настоящее время Машиностроиотелльный завод «ЗиО- Подольск» изготовил и поставил более 220 парогенераторов. Парогенераторы для АЭС с ВВЭР-1000 изготавливаются двух модификаций: ПГВ-1000М и ПГВ-1000У.

Машиностроиотелльный завод «ЗиО-Подольск»

«ЗиО-Подольск» Парогенераторы поставлены на атомные электростанции России, Украины, Армении, Финляндии, Германии, Кубы, Болгарии, Ирана, Китая, Индии.

Технические показатели ПГВ-1000 ПГВ-1000МПГВ-1000У Тепловая мощность, МВт 750 Паропроизводиотелльность, кг/с 408 Температура пара на выходе, °С 278,5 Давление пара, МПа 6,27 Влажность пара на выходе, % 0,2 Температура питаотелльной воды, °С 220 Гидравлическое сопротивление по первому контуру, МПа 0,120,17 Материал коллектора теплоносителя 10ГН2МФА- ЭШП 08Х18Н10Т- ВД Длина аппарата, м 14,75 Диаметр корпуса, м 4,21 Масса, т

Схема включения ПГВ-1000М

Расположение ПГ в гермооболочке 1 – «Горячий» коллектор; 2 – «Холодный» коллектор.

Принципиальное устройство ПГВ-1000М

Проблемы эксплуатации ПГВ-1000М на БалАЭС Трещины перемычек холодных коллекторов ПГ, обнаруженных на ПГ блока 1 в 1988 г., 2ПГ-2 в 1989 г., 2ПГ-3 в 1995 г. Эта проблема имела массовый характер на всех АЭС с реакторами ВВЭР-1000 начиная с в конце 1986 года. Недостоверность показаний уровнемеров по причине забивания импульсной линии 4-х метрового уравниотелльного сосуда и установки уровнемеров с разных сторон ПГ: «холодного» и «горячего» торцов ПГ.

Проблемы эксплуатации ПГВ-1000М на БалАЭС Проблема коррозии металла трубной системы ПГ со стороны второго контура - повреждение теплообменных трубок из- за подшламовой коррозии. Накопление шлама происходит в районе 2-4 дистанционирующих решеток от «горячего» коллектора в сторону «холодного» торца, из-за малой кратности циркуляции в этом районе.

Парогенераторы ПГН-200М для АЭС с реактором БН ПГН-200М – прямоточный теплообменный аппарат, состоящий из восьми параллельно включенных по рабочим средам секций. Пред- назначен для выработки перегретого пара высокого давления.

Описание парогенератора ПГН-200М Каждая секция состоит из 3-х модулей: испарителя, пароперегревателя и промежуточного пароперегревателя, объединенных трубопроводами обвязки по воде, пару и натрию. Движение сред в парогенераторе противоточное. Натрий движется сверху вниз. Модульность конструкции дает возможность оперативной замены отработавших свой срок модулей и, при необходимости, отсечение проблемных модулей без остановки реактора.

Секция парогенератора ПГН- 200М 1 – испариотелль; 2 – пароперегреваотелль; 3 – промпароперег-отелль; 4 – плита-вытесниотелль; 5 – съемная крышка; 6 – трубная доска; 7 – сильфон; 8 – патрубки входа натрия в ИСП из ОП и ПП; 9 – входная камера теплоносителя.

Тепловая схема энергоблока 1-реактор; 2-главный циркуляционный насос 1 контура; 3-промежуточный теплообменник; 4- тепловыделяющие сборки; 5- парогенератор; 6-буферная и сборная емкости; 7-главный циркуляционный насос 2 контура; 8-турбоустановка; 9- генератор; 10-трансформатор; 11-конденсаторы; 12- циркуляционные насосы; 13- конденсатные насосы; 14- подогреватели; 15-деаэратор; 16-питаотелльные насосы; 17- пруд-охладиотелль; 18-отпуск электроэнергии потребителю.

Технические показатели парогенератора ПГН-200М Поверхность нагрева испарителя, м (255x8) Поверхность нагрева пароперегревателя, м (146x8) Поверхность нагрева промперегревателя, м (224x8) Общая масса парогенератора в «сухом» состоянии, т 775 Общая масса парогенератора в рабочем состоянии, т 914

Технические характеристики парогенератора ПГН-200М Наименование параметра Значение 1. Тепловая мощность, МВт 2. Расход натрия, кг/с 3. Температура натрия, о С на входе (не выше) на выходе 4. Паропроизводиотелльность, кг/с (т/ч) 5. Температура питаотелльной воды, о С 6. Температура острого пара, о С (не выше) 7. Давление острого пара, МПа 8. Расход пара промежуточного перегрева, кг/с 9. Температура пара на входе в промпароперег-отелль, о С 10. Темп-тура пара на выходе из промпаропрег-теля, о С 11. Темп-тура натрия на входе в испарит. модули ПГ, о С 12. Давление пара на входе в промпароперег-отелль, МПа

Краткие характеристики модулей Наименование ИСП ОП ПП 1. Диаметр и толщина стенки труб, мм 2. Длина труб, мм 3. Количество теплообменных труб, шт. 4. Шаг труб в пучке по треугольнику, мм 5. Сечение межтрубного пространства, м 2 6. Поверхность теплообмена по наружному диаметру, м 2 7. Проходное сечение труб, м 2 8. Объем натрия, м 3 9. Объем воды (пара), м Масса в осушенном состоянии, т 16 х х х

Основные формулы теплового расчета ПГН-200М

Основные формулы теплового расчета ПГН-200М

TQ – диаграмма испариотелльного модуля

Теплообменники Na-Na для АЭС с реакторами БН Для АЭС с реакторами на быстрых нейтронах наряду с парогенераторами ПГН-200М ключевым элементом 3-х контурной тепловой схемы является теплообменник Na-Na. Теплообменник Na-Na является составной частью реактора на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем атомной паропроизводиотелльной установки ОК-505 и предназначен для передачи в условиях реакторной установки тепла от циркулирующего в межтрубном пространстве теплоносителя (натрия) первого контура теплоносителю (натрию) второго (промежуточного) контура, циркулирующего внутри труб.

Промежуточный ТА Тип теплообменника - вертикальный, кожухотрубный, с коаксиальным подводом и отводом теплоносителя второго контура, противоточный. Теплообменник состоит из трубной системы, напорной и сливной камер, центральной трубы, блока защиты, страховочного кожуха и деталей крепления.

Промежуточный ТА Трубная система состоит из 2-х трубных досок, верхней и нижней, соединиотелльной и профилирующей обечаек, теплообменных труб и стержней с деталями дистанционирования. Теплообменник, как промежуточный, обеспечивает надежность эксплуатации, радиационную безопасность, исключает попадание на турбину радиоактивных компонентов теплоносителя.

Промежуточный ТА Теплообменник успешно отработал назначенный срок службы в составе реакторной установки Белоярской АЭС. По результатам обследования технического состояния срок службы теплообменника увеличен еще на 5 лет. Ведутся работы по продлению срока службы теплообменника до 40 лет.

Технические показатели ТА Na-Na первый контур второй контур Тепловая мощность, МВт 350 Расход теплоносителя, кг/с Давление расчетное, МПа 0,050,85 Номинальная температура теплоносителя, °С: на входе на выходе Теплопередающая поверхность, м Масса теплообменника с учетом монтажных частей, т 72