Материал: Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции (1994 г., 5-е издание)

Рис. 6.3. Горизонтальный парогенератор с водным теплоносителем для ВВЭР-210 и ВВЭР-365

1 — сборный паровой коллектор; 2 — лаз; 3 — продувочные и дренажные штуцера; 4 — патрубок подсоединения трубопровода теплоносителя; 5 — входной коллектор теплоносителя; 6 — воздушник первого контура; 7 — жалюзийный сепаратор; 8 — выходной коллектор теплоносителя; 9 — поверхность теплообмена; 10 — корпус парогенератора

и за рубежом, она была несколько изменена. Так, входной и выходной коллекторы теплоносителя для парогенераторов АЭС с ВВЭР-440 выполняются по типу, показанному на рис. 6.4. Это обеспечивает более высокую ремонтоспособность, но для надежной эксплуатации требует тщательного контроля предотвращения перетечек из первого контура во второй в верхней части коллекторов теплоносителя, при нарушении хотя бы одного болтового соединения.

На рис. 6.4 представлен горизонтальный парогенератор для АЭС с ВВЭР-1000. По сравнению с парогенератором для ВВЭР-400 в конструкции парогенератора для ВВЭР1000

87

Рис. 6.4. Горизонтальный парогенератор с водным теплоносителем для ВВЭР-1000:

1 — входной коллектор теплоносителя; 2 — теплообменная поверхность; 3 — коллектор раздачи питательной воды; 4 — дырчатый погруженный щит; 5 — ввод питательной воды; 6 — жалюзийный сепаратор; 7 — пароотводящие трубы; 8 — паросборный коллектор; 9 — воздушники; 10 — отвод отсепарированной влаги; 11 — выходной коллектор теплоносителя

приняты меры для существенной интенсификации теплообмена: меньше диаметр трубок, больше скорости теплоносителя, выше температура парообразования (табл. 6.2). Это позволило более чем в 1,5 раза увеличить коэффициент теплопередачи (см. табл. 6.1) и при том же температурном напоре существенно повысить плотность теплового потока. Поэтому габариты корпуса парогенератора увеличились незначительно (табл. 6.2), несмотря на существенное повышение мощности (см. табл. 6.1). Уменьшилась масса

88

парогенератора, отнесенная к его паропроизводительности, несмотря на повышение давления как в первом, так и во втором контурах.

Таблица 6.2. Конструктивные характеристики парогенераторов блоков

с ВВЭР Нововоронежской АЭС

Для повышения надежности работы впускных органов турбины целесообразно было бы введение некоторого, хотя бы незначительного начального перегрева пара (см. рис. 6.2б). Осуществление перегрева возможно и в горизонтальной конструкции, но для размещения пароперегревателя в паровом пространстве парогенератора и тем более при одновременном увеличении единичной мощности более подходит вертикальный вариант конструкции. При этом не следует конструировать вертикальные парогенераторы с нижней трубной доской, так как вывод продувочной воды неизбежно производится выше трубной доски. В результате на трубной доске скапливается железооксидный шлам с возможностью глубокого

89

1 — выход пара; 2 — люк для обслуживания; 3 — вход питательной воды; 4 — вход теплоносителя; 5 — периодическая продувка; 6 — непрерывная продувка; 7 — сепарационные устройства

упаривания воды парогенератора в этой области. Это приводит к резко повышенным концентрациям примесей, в том числе хлоридов и щелочей, и к разрушению по этой причине трубок у мест вальцовки, что подтверждает опыт эксплуатации парогенераторов фирмы "Вестингауз" (США). Попытки исправить положение за счет подачи питательной воды в область трубных досок для смыва шлама с них не решили вопроса, так как в местах заделки трубок возникли дополнительные переменные температурные напряжения.

В сравнении с вертикальным горизонтальный парогенератор имеет большую площадь зеркала испарения и существенно меньшие скорости пара на выходе в паровой объем. Однако высота парового объема у него ограничена, так как определяется диаметром корпуса, а он ограничен железнодорожными габаритами. Кроме того, по мере подъема пара сечения для прохода пара непрерывно уменьшаются, скорости возрастают и условия для его осушки ухудшаются. Из-за ограничения диаметра корпуса в его паровом пространстве практически возможно разместить только простейшие и потому не очень эффективные сепарационные устройства. В результате поверхность нагрева пароперегревателя увеличивается, так как часть ее будет расходоваться на досушку пара. Для поверхности теплообмена пароперегревателя нельзя применять аустенитную нержавеющую сталь по следующей причине: при среднем давлении в зоне досушки пара будет происходить повышение концентраций хлоридов до весьма высокого значения при любой минимальной концентрации их в питательной воде парогенератора. Известно, что аустенитная нержавеющая сталь склонна к коррозии под напряжением, усугубляемой наличием хлоридов. Поэтому для пароперегревателя рекомендуется мартенситноферритная сталь 08X14МФ, которая не склонна к коррозии под напряжением, в отношении общей коррозии она не уступает аустенитной нержавеющей, но в 2,3 раза дешевле ее, так как в ее состав не входит никель. В качестве материала для трубок парогенератора АЭС с ВВЭР пока применялась только аустенитная нержавеющая сталь. Весьма перспективна ее замена на мартенситную сталь 10Х9МФБ, в связи с ее дешевизной и неподверженности к коррозии под напряжением, особенно важно это для парогенератора прямоточного типа.

Возможно применение стали 08X14МФ и для ПНД взамен аустенитной.

В вертикальном парогенераторе скорость по мере подъема пара остается неизменной, высота парового объема может быть значительно увеличена, размещение высокоэффективных сепарационных устройств облегчено. Важна возможность развития также и водяного объема, в котором размещается поверхность нагрева, определяющая мощность парогенератора.

Вариант вертикального парогенератора для ВВЭР-1000 на те же параметры и на ту же мощность, что и горизонтальный (насыщенный пар, 1469 т/ч), представлен на рис. 6.5.

Мощность горизонтального парогенератора, равная 250 МВт для ВВЭР-1000, по условиям железнодорожных габаритов является предельной. Однако следует иметь в виду, что поверхность теплообмена парогенератора АЭС с ВВЭР-1000 проектируется с запасом 10 — 15% из-за ухудшения коэффициента теплопередачи при наличии отложений. Применение комплексонной обработки питательной воды, то есть в

91