Конструкции зарубежных пг, обогреваемых водой под давлением

В США горизонтальные ПГ применяются в первых американских АЭС «Шиппингпорт»

D = 720 т / ч; P_n = 4,8 МПа; t_S = 253⁰С; t_п.в. = 157⁰с;

Р_I = 14 МПа; Т_вхПГ = 280⁰; T_выхПГ = 266⁰ – малый раствор усов.

ПГ – двухкорпусный с выносным сепаратором.

Различие в конструкциях ПГ этой АЭС заключается в применении разных типов теплообменников испарителей. В первом типе применен U-образный корпус и U-образная поверхность теплообмена. В другом – прямой корпус и прямые трубы. Для уменьшения температурных напряжений поверхность теплообмена и корпус выполнены из аустенитной стали.

Оба ПГ зарекомендовали себя ненадежными в работе: трещины в теплообменной поверхности (хлорная коррозия под напряжением).

Такие конструкции имелись только на двух АЭС. Дальнейшее развитие шло по использованию вертикальных ПГ.

ПГ фирмы «Вестингауз электрик» (Westinghouse Electric) имеет следующую конструкцию.

В нижней части ПГ расположена поверхность теплообмена, изготовленная из U-образных труб. Трубы заделаны в трубную доску. Приваренное к трубной доске сферическое днище разделено перегородкой на две части, образующие раздающую и собирающую камеры теплоносителя.

Движение рабочего тела – естественная циркуляция.

К недостаткам следует отнести следующие:

1. выпадение шлама на трубную доску в застойную зону – идет процесс коррозии и разрушения;

2. большие температурные перепады в трубной доске.

Основными недостатками мощных ПГ с естественной циркуляцией является сложность конструкции, большие вес и габариты. В этих условиях значительные преимущества могут быть получены применением прямоточных ПГ.

Переход на прямоточную схему позволяет существенно упростить конструкцию ПГ, улучшить его весогабаритные показатели, облегчить транспортировку, обеспечить перегрев пара. Перегрев пара (слабый) на 20 – 30⁰.

Второй тип трубы имеют определенную волнистость. Характеризуется минимальным термическим напряжением и интенсификацией теплообмена.

Конструктивные схемы пг, обогреваемые жидким металлом Характеристики теплоносителя и выбор параметров

Жидкие металлы – высокотемпературные теплоносители. Необходимость их применения вызвана внедрением быстрых реакторов, требующих высоких удельных теплосъемов в активной зоне.

Из всех жидких металлов лучшим является натрий (Na).

Максимальная температура Na в реакторе и ПГ определяется максимальной жаростойкостью применяемых конструкционных материалов.

При 500⁰С ; ; ; ; .

При малой вязкости Na требуются малые затраты энергии на прокачку. С точки зрения теплофизических свойств обладает ценными свойствами: высокая теплопроводность (примерно в 100 раз выше, чем у воды). Поэтому интенсивность теплообмена намного выше. Теплоемкость не высока, однако это не приводит к увеличению расхода теплоносителя, так как высока интенсивность теплообмена.

С точки зрения ядерно-физических свойств Na имеет простую структуру, не разлагается, но сильно активируется (образуется долгоживущий нуклид).

С точки зрения физико-химических свойств Na оказывает слабое действие на конструкционные материалы (коррозия) и высокой химической активностью к воде.

Работающие в настоящее время РБН обеспечивают выходную температуру около 600⁰С. Это дает возможность осуществить паротурбинный цикл на стандартных турбинах ТЭЦ. Давление в I контуре не высокое, рассчитанное в основном на преодолении гидравлического сопротивления. Перепад температур может быть достаточно большим  200⁰, что позволяет переносить большое количество тепла небольшим расходом.

Высокая температура позволяет осуществить цикл с перегревом пара, что повышает КПД.