Секционно – модульный парогенератор к реактору БН-600

 

Конструкция ПГ представлена на рис.15.  В табл. 4 приведены характеристики

 

Таблица 4.   Характеристики парогенераторов АЭС с натриевым теплоносителем

 

Маркировка блока

Характеристика БН-350   «Феникс»      «Суперфеникс»

 (Франция)               (Франция)       БН-800

Год пуска             1973              1974       1970        1987

 

Электрическая     350               250        600         1200       800

мощность блока,

МВт

 

Тепловая мощ-     1000     568       1470         3000     2100                                  

ность блока, МВт

Число параллель-  6                   3            3             4             3

ных петель

Тип ПГ          С многократной Прямоточный Прямоточный Прямоточный

циркуляцией

 

Температура на- 450/265        527/350 520/320  525/345    505/310

трия (вход/вы­ход),

 

°С

Температура во- 158/435       246/510 240/505  235/490    210/490

ды/пара, °С

 

Давление пара на 4,9               16,8        14,2        18,4           13,7

выходе, МПа

______________________________________________________________________

 

отечественных и зарубежных ПГ. Из нее следует, что ПГ, обогреваемые натрием, вырабатывают пар с более высокими параметрами в сравнении с ПГ, обогреваемыми водой.

 

Рисунок 15. Секция парогенератора к реактору БН – 600:

А— модуль промежуточного пароперегревателя; Б— модуль испарителя; В— модуль основного пароперегревателя; а— вход натрия в ПГ; б— выход натрия из ПГ; в— вход питательной воды в испаритель; г— выход пара из испарителя; д — вход пара в пароперегреватель; е— выход пара из пароперегревателя; ж, з— вход пара в промежу­точный пароперегреватель и выход из него; 1,2— выходная камера и корпус промежуточного паропе­регревателя; 3— входная камера пара промежуточ­ного пароперегревателя; 4— выходная камера пара испарителя; 5 — трубки теплопередающей поверхно­сти испарителя; 6 — корпус испарителя; 7 — вход­ная камера питательной воды; 8— дроссельный щит; 9 — раздающая камера натрия испарителя; 10— тепловая изоляция трубной решетки; 11 — трубная доска; 12— входная камера пара пароперегревателя; 13— корпус пароперегревателя; 14— выходная камера пара пароперегревателя

 

 

ПГ спроектирован секционно-модульным с целью повышения его надежности. Каждая секция имеет запорную арматуру, что делает возможным ее отключение при повреждениях без останова энергоблока. Каждый ПГ состоит из восьми секций, то есть по четыре секции на один ПТО (промежуточный теплообменник). Характеристики ПГ представлены в табл.5.

 

 

Таблица 5.                Характеристики ПГ к реактору БН - 600

 

                                                                                                 Основной                           Промпере-

Параметр                                Испаритель           пароперегреватель             греватель

                                             

Тепловая мощность, МВт             325                       84                               73

 Производительность, т/ч               640                     640                              552

Температура, ⁰С:

рабочего тела, вход/выход        241/370                370/505                      300/505

натрия, вход/выход                    452/328               518/452                       518/452

Давление пара на выходе, МПа    14,7                    13,7                              2,55

Тепловой поток:

cредний/максимальный, кВт/м² 267/710               85/186                        38,4/93

 

Типоразмер трубок, мм              16х2,5                  16х2,5                        25х2,5

 

Длина трубок, м                              14,8                     12,2                            12,1

Материал трубок                           1Х2М                 Х18Н9                        Х18Н9

Количество трубок, шт.                  339                       239                              235

____________________________________________________________________________

 

Схема движения сред

Натрий двумя параллельными потоками поступает в модули - пароперегреватели, где движется в межтрубном пространстве снизу –вверх, а пар сверху – вниз, то есть по схеме противотока. После пароперегревателей оба потока натрия направляются в модуль испарителя, где натрий движется сверху – вниз также в межтрубном пространстве и также по схеме противотока. Рабочее тело (вода, кипящая вода) движется снизу вверх. Противоток увеличивает температурный напор, что уменьшает поверхность теплосъема и, как результат, металлоемкость и габариты модулей. После испарителя натрий всех секций направляется в ПТО, где нагревается от 328 до 518 ⁰С и возвращается в ПГ.

Питательная вода поступает в модуль испарителя, где движется во внутритрубном пространстве, потому что давление воды и пара примерно в 14 раз больше давления натрия. Здесь вода нагревается до температуры насыщения на экономайзерном участке, а затем на испарительном участке полностью превращается в насыщенный пар. Пар направляется в первичный (основной) пароперегреватель, где движется во внутритрубном пространстве, нагревается до температуры 505 ⁰С и поступает в турбину. В ЦВД турбины пар срабатывает часть энергии, расширяясь до давления 2,55 МПа и возвращается в ПГ для промежуточного перегрева в модуле вторичного пароперегревателя. Здесь пар движется внутри трубок, перегревается и возвращается в турбину, в ЦСД.

Компенсация разности температурных расширений корпуса и трубного пучка выполняется с помощью линзовых компенсаторов на корпусах модулей.

Натрий отличается большим коэффициентом теплопроводности, а поэтому возможны чрезмерные температурные напряжения в стенке корпуса модулей и в трубных решетках камер рабочего тела. Исходя из этого предусмотрена тепловая защита. Для корпуса – это обечайка, а для решеток – набор стальных листов.

Равномерное распределение натрия в трубчатке обеспечивается за счет его подвода и отвода через отверстия равномерно расположенные по периметру  обечаек.

Для равномерного распределения воды по трубкам пучка испарителя предусмотрено уравнительное шайбование на входе в трубчатку. Также шайбование улучшает гидродинамическую характеристику контура, делает ее более стабильной.