Конструкция парогенератора
Парогенератор международного инновационного и безопасного реактора
Аннотация
IRIS (Международный инновационный и безопасный реактор) это охлаждаемый легкой водой, мощностью 335 Мвт реактор, который в настоящее время разработан международным консорциумом в рамках программы US DOE NERI. IRIS имеет встроенный корпус реактора, содержащий все основные компоненты системы охлаждения реактора, включая активную зону реактора, насосы охлаждающей жидкости, парогенераторы и компенсатор давления. Этот интегральный конструкционный подход исключает большую величину трубопровода с охлаждающей жидкостью, и, таким образом, исключает большие аварии с потерей теплоносителя (LOCAs), а также отдельных компонентов резервуаров высокого давления и опор. Кроме того, IRIS разрабатывается с долговечным сердечником и повышенной безопасностью с целью удовлетворения потребностей, определенных Министерством энергетики США для IV поколения реакторов. Конструкция парогенераторов, которые содержатся внутри корпуса реактора, является главным усилием конструкции в разработке интегральной концепции IRIS. Продолжающаяся проектная деятельность о парогенераторе является предметом данной статьи.
Введение
Некоторые конфигурации были исследованы для парогенератора IRIS: прямые трубки, U-образные трубки, спиральные трубки, C-образные трубки, байонетные (штыковые) трубки. На основании общих затрат в течение жизненного цикла, конструкции и производственного опыта, высокой надежности, была выбрана спиральная катушка пучка труб парогенератора. Спиральная катушка пучка труб является проверенной конструкцией, которая действует в различных реакторах, в том числе во французском LMFBR Суперфениксе. Существует также десятилетний опыт эксплуатации (1968-1979) на PWR питаемый немецким атомоходом Отто Ханом с его парогенератором (ПГ) мощностью 38 МВт. Хороший опыт этого атомохода побудил разработчиков провести исследования для увеличения возможности ПГ некоторого типа до номинальной мощности 190 МВт.
|
|
|
Конструкция спиральной катушки пучка труб способна принять тепловое расширение без излишнего механического воздействия, имеет высокую устойчивость к потоку индуцированных вибраций, и предназначена, чтобы иметь второй тепловой показатель только в конструкции с прямой трубкой (которую отбросили из-за высоких нагрузок вследствие теплового расширения, вызванного температурными переходными процессами, в основном разработаны сжимающие усилия между подачей и паровыми коллекторами).
В начале 90-х Ансальдо разработал интегральный PWR 650 МВт ISIS (Изначально Безопасная Погруженная Система) реактор, который во многом похож на IRIS. В частности, ПГ ISIS также имеет спиральную трубку и может считаться разумной эталонной конструкцией для IRIS. Инновационные аспекты ПГ ISIS были успешно протестированы в рамках обширной программы испытаний, проведенных на 20 МВт полного диаметра и сниженной высоте. Испытание ПГ состояло из 50 трубок, расположенных в 5 рядах по 10 трубок, каждый ряд формируется – поочередно- из 5 трубок по часовой стрелке и 5 против часовой стрелки катушки. Рабочие характеристики (тепловая, вибрационная, потери давления) были исследованы наряду с определением области операционных характеристик для стабильной работы.
|
|
|
Конструкция парогенератора
В начале предварительного проектирования IRIS, пучок трубок ПГ был удобно размещен в кольцевом коаксиальном пространстве с сердечником, чтобы облегчить ввод поглощающего стержня и обработку топлива сверху. Несколько возможных концептуальных схем были исследованы на предмет решения модульной спиральной катушки ПГ с технико-экономической точки зрения разделения механических, гидравлических и других механических\тепло гидравлических функций (например, диаметр трубки, температура жидкости, схема заголовка, безопасность, повышение мощности и т.д.).
|
|
|
После оценки различных конфигураций, было решено принять решение, которое использует восемь идентичных модулей спиральной катушки парогенераторов (смотри рисунок 1), полностью разделенных, расположенных в кольцевом пространстве между основной бочкой (внешним диаметром 2.74 м) и стенкой корпуса реактора (внутренним диаметром 6.10 м).
Этот выбор был основан на следующих соображениях:
· Отказ одного парогенератора не влечет отказ других блоков;
· Необходимо, по крайней мере, четыре механически и функционально независимых компонента.
Принятие восьми парогенераторов позволяет уменьшить компоненты модульной конструкции и ограничивает разность длин между различными рядами, так что можно принять трубки коммерческой длины без промежуточной сварки.
В парогенераторах прямоточного типа имеется питательная вода\пар внутри трубок и первичной стороне теплоносителя реактора на внешней стороне трубок.
Каждый модуль парогенератора IRIS состоит из внутренней центральной колонки, поддерживающей трубку, снизу с коллектором питательной воды и сверху с паровым коллектором, подключенным к сосуду. Катушки трубок 1.64 м в диаметре и спиральные трубки расположены в кольцевых рядах. Трубки соединены с вертикальными сторонами нижнего коллектора питательной воды и верхним паровым коллектором. Модули коллекторов парогенератора крепятся к сосуду изнутри впускного канала и выпускного паропровода.
|
|
|
Пар, генерируемый в трубках, поднимается вверх и выходит через верхний коллектор; питательная вода входит в парогенератор в нижний коллектор (на уровне выше верхней части сердечника) через сопло питательной воды.
Трубки изготовлены из никель-хром-железного справа ТТ-690. Отверстия ограничения потока предусмотрены на входе трубки, что способствует равномерному распределению газового потока через трубки в пучке трубок и чтобы избежать нестабильности параллельного канала. Требуемые падения давления этих отверстий имеют тот же порядок, что и падения давления самой трубки.
Дата добавления: 2016-01-03; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!