141. Опишите конструкцию и компоновку поверхностей нагрева в парогенераторах к магноксовым газоохлаждаемым реакторам. Для чего используется кожух вокруг поверхностей нагрева в этом парогенераторе?

Такие ПГ предназначались для работы с магноксовыми реакторами (теплоноситель СO₂ с температурой до 400 єС). Рассмотрим в качестве примера ПГ для первой станции такого типа – АЭС "Колдер-Холл".

Все поверхности нагрева выполнены в виде горизонтальных пакетов плоских змеевиков с наружными коллекторами (как на котлах ТЭС) и располагаются в вертикальном цилиндрическом корпусе ("башне"). Газ проходит сверху вниз внутри кожуха квадратного сечения, сверху жестко закреплённого, а внизу свободно расширяющегося. Наличие кожуха позволяет улучшить обтекание труб газом.

142. Почему размеры парогенератора к магноксовым газоохлаждаемым реакторам получились очень большими? Что предпринималось для уменьшения этих размеров?

Напомним, что такие АЭС делались по схеме двух давлений, поэтому по ходу газов располагались сначала пароперегреватель, испаритель и экономайзер высокого давления, а затем в таком же порядке - тракт низкого давления. Циркуляция в испарителях многократная принудительная с вынесенными барабанами-сепараторами.

Для улучшения теплоотдачи от газа к стенкам труб экономайзеры и испарители сделаны оребренными, с рёбрами в виде радиально расположенных плоских шипов (всего затрачено 10 млн шипов). Электрическая мощность такого ПГ всего 40 МВт при диаметре корпуса 5,3 м и высоте 25 м. Это цена слабой теплоотдачи.

Многочисленные усовершенствования помогли поднять единичную мощность таких ПГ всего лишь до 140 МВт (при диаметре корпуса 6,8 м, и высоте 28 м).

143. Где располагается парогенератор для высокотемпературного газоохлаждаемого реактора thtr-300? Какова форма поверхностей нагрева у этого парогенератора?

Рассмотрим для примера ПГ к реактору THTR - 300 (Германия). Напомним, что на этой АЭС интегральная компоновка первого контура, т.е. ПГ располагается в едином с активной зоной корпусе из ПНЖБ.

Поверхность нагрева выполнена в виде трех пучков из многослойных винтовых змеевиков, навитых вокруг центральной трубы: экономайзера, испарителя-пароперегревателя и вторичного пароперегревателя.

144. Опишите схему движения теплоносителя и рабочего тела в секции парогенератора для высокотемпературного газоохлаждаемого реактора THTR-300. Что предпринято для снижения максимальных температур металла в этом парогенераторе?

Поверхность нагрева выполнена в виде трех пучков из многослойных винтовых змеевиков, навитых вокруг центральной трубы: экономайзера, испарителя-пароперегревателя и вторичного пароперегревателя. В первом и втором пучках движение противоточное, во вторичном перегревателе – прямоточное (для снижения максимальных температур металла). Углы навивки труб очень малы (~2,5 є), и поэтому опускное движение рабочего тела не вызывает ухудшения гидродинамики. Отношение нивелирных потерь к гидравлическим (ДР_нив/ДР_гидр) менее 10 %. Питательная вода подходит к первому пучку сверху, а трубы отвода пара высокого давления и трубы подвода и отвода пара вторичного перегрева проходят внутри центральной трубы.

145. Почему парогенератор к высокотемпературному газоохлаждаемому реактору THTR-300 имеет значительно меньшие размеры (на единицу мощности) по сравнению с парогенератором для магноксовых реакторов? Как обеспечивается компенсация температурных расширений труб подвода и отвода рабочего тела в этом парогенераторе?

Полость ПГ закрыта сверху двумя прочными эллиптическими днищами, через которые проходят все коммуникационные трубы. По сравнению с ПГ Колдер-Холл, каждая секция имеет в 6 раз меньший объём (и в 8 раз меньшую поверхность нагрева), хотя мощность – на 25 % больше. Это следствие высоких параметров гелия и его лучшей теплоотдачи.

Над активной частью в полости, высотой около 6 м, находятся подводящие и отводящие трубы в виде винтовых змеевиков для обеспечения компенсации температурных удлинений.