Парогенератор

Изобретение относится к энергетике и может использоваться на парогенераторах с жидкометаллическим теплоносителем. Парогенератор содержит корпус с патрубками входа и выхода теплообменивающихся жидкостей, пучок теплообменных U-образных труб, концы которых укреплены в коллекторах, перфорированный лист для распределения генерации пара с поверхности испарения, при этом "холодный" коллектор с укрепленными концами пучка теплообменных U-образных труб расположен относительно "горячего" так, что равномерное распределение процесса парообразования по поверхности испарения достигается путем увеличения поверхности теплообмена "холодного" участка пучка теплообменных U-образных труб. Такое выполнение позволит равномерно распределить паровую нагрузку по поверхности испарения. 1 ил.

 

Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве вертикального парогенератора паропроизводящей ядерной энергетической установки (ЯЭУ) большой единичной мощности.

Известен однопоточный трубчатый змеевик, преимущественно для конвективной камеры трубчатой печи, содержащий ряды прямых труб, расположенных в шахматном порядке и соединенных на концах отводами с углом загиба 180° причем крайние трубы каждого ряда снабжены дополнительными отводами, оси которых расположены в плоскости ряда, а угол их загиба определен из соответствующего математического выражения [а.с. СССР 1386637].

Недостатком этого технического решения является ухудшение процесса теплообмена между греющей и нагреваемой жидкостями при увеличении глубины компоновки трубного пучка из-за увеличения теплогидравлических сопротивлений потоку движущегося теплоносителя и, как следствие, уменьшение ресурса надежной работы конструкции, так как большая величина температурного напора между входом и выходом теплоносителя приводит к очень существенным повреждениям в местах контакта металла труб и их опорных конструкций.

Известен кожухотрубный теплообменник с пучком винтообразно закрученных труб фасонного профиля, выполненным закрученным относительно его продольной оси с уменьшающимся по радиусу пучка относительным шагом закрутки и прямыми концами труб, имеющих длину, равную диаметру входных и выходных патрубков с образованием в кожухе коллекторов для среды межтрубного пространства и пористость, большую пористости закрученной части пучка [а.с. СССР 937954].

Недостатком этого технического решения является относительно невысокая интенсивность теплообмена между греющей и нагреваемой жидкостями в конструкции теплообменника в целом и, как следствие, невысокие значения величин выходного паросодержания при использовании его в качестве вертикального парогенератора, например в составе сепаратора-пароперегревателя (СПП) высокого давления паропроизводящей ЯЭУ большой единичной мощности.

Технический результат предлагаемого изобретения - достижение высокой степени эффективности теплообмена за счет компоновки теплообменной поверхности, увеличение ресурса надежной работы конструкции парогенератора при высоких удельных теплонапряжениях занимаемого им объема.

Указанный технический результат достигается в парогенераторе, содержащем корпус с патрубками входа и выхода теплообменивающихся жидкостей, пучок теплообменных U-образных труб, концы которых укреплены в коллекторах, перфорированный лист для распределения генерации пара с поверхности испарения, тем, что "холодный" коллектор с укрепленными концами пучка теплообменных U-образных труб расположен относительно "горячего" так, что равномерное распределение процесса парообразования по поверхности испарения достигается путем увеличения поверхности теплообмена "холодного" участка пучка теплообменных U-образных труб.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен продольный разрез парогенератора.

Парогенератор содержит корпус 0, пучок теплообменных U-образных труб 1, концы которых укреплены в "горячем" 2 и "холодном" 3 коллекторах, перфорированный лист 4 для распределения сгенерированного трубным пучком пара, причем пучок U-образных труб 1 помещен в обечайку 5, нижнее сечение которой открыто для входа нагреваемой жидкости. "Холодный" коллектор 3 расположен ниже "горячего", тем самым тепловая нагрузка трубного пучка 1 по высоте "горячего" коллектора на нагреваемую жидкость уравнивается с тепловой нагрузкой на нагреваемую жидкость по высоте "холодного" коллектора, при этом достигается равномерная загрузка зеркала испарения относительно перфорированного листа 4.

Парогенератор работает следующим образом.

Теплоноситель поступает через входной "горячий" коллектор 2 в полости пучка U-образных теплообменных труб 1, на всей длине которых обеспечивается теплосъем нагреваемой жидкостью, поступающей через проходное сечение обечайки 5, снизу вверх, в соответствии с режимом эксплуатации парогенератора. Выход теплоносителя осуществляется через "холодный" коллектор 3, а сгенерированный пар, минуя перфорированный лист 4, выполняющий функцию равномерной генерации пара с пучка U-образных труб 1 и равномерную загрузку сепарационных устройств, расположенных выше перфорированного листа 4, для получения сухого насыщенного пара для потребителя.

Применение конструкции вертикального парогенератора с трубным пучком предлагаемого вида для выработки сухого насыщенного пара большой величины паропроизводительности позволит равномерно распределить тепловые потоки теплоносителя и паровую нагрузку по поверхности испарения, а также исключить возникновение межкристаллитных трещин в коллекторе выхода теплоносителя, обеспечить эксплуатационную надежность в номинальном режиме в промежутке времени профилактического ремонта.

Парогенератор, содержащий корпус с патрубками входа и выхода теплообменивающихся жидкостей, пучок теплообменных U-образных труб, концы которых укреплены в коллекторах, перфорированный лист для распределения генерации пара с поверхности испарения, отличающийся тем, что "холодный" коллектор с укрепленными концами пучка теплообменных U-образных труб расположен относительно "горячего" так, что равномерное распределение процесса парообразования по поверхности испарения достигается путем увеличения поверхности теплообмена "холодного" участка пучка теплообменных U-образных труб.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплообменной технике и может быть использовано в прямоточных вертикальных парогенераторах модульного типа, работающих в режиме переменных нагрузок.

Изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано в теплообменном оборудовании ядерных энергетических установок. .

Изобретение относится к конструкционным элементам теплообменных аппаратов. .

Изобретение относится к ядерным энергетическим установкам, а более конкретно - к парогенераторам атомных электростанций. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на атомных электростанциях в двухконтурных ядерных энергетических установках с водо-водяным энергетическим реактором с водой под давлением и ядерной паропроизводящей установкой, разделенной на несколько самостоятельных циркуляционных контуров (петель), для повышения надежности работы парогенератора за счет эффективного удаления шлама.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на атомных электростанциях в двухконтурных ядерных энергетических установках с водо-водяным энергетическим реактором с водой под давлением и ядерной паропроизводящей установкой, разделенной на несколько самостоятельных циркуляционных контуров (петель).

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в парогенераторах атомных электростанций. .

Изобретение относится к атомной энергетике и может быть использовано в установках с водо-водяными энергетическими реакторами. .

Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано в установках с водо-водяными энергетическими реакторами. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при создании одноконтурных атомных электростанций с принудительной циркуляцией и водоводяным энергетическим реактором. Сущность изобретения: парогенераторная установка одноконтурной атомной электростанции содержит реактор, участок нагрева воды, участок перегрева пара, турбину, электрогенератор, конденсатор, конденсатный насос, циркуляционный насос, блок подачи добавочной воды, вихревой парогенератор, подключенный на входе к участку нагрева воды, с подачей ее в перегретом состоянии, а на выходе - к трубопроводу участка перегрева пара. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности парогенераторной установки, а также возможности работать как в земных условиях, так и в условиях невесомости. Задавая определенные параметры жидкости на входе в вихревой парогенератор, скорость всплытия паровых пузырей в камере закручивания можно увеличить, как минимум, в несколько раз, тем самым повысить удельный паросъем с единицы поверхности зеркала испарения, что, в свою очередь, позволит снизить габариты парогенераторной установки. Перенос процесса частичного испарения воды из зоны нагрева в ядерном реакторе в зону закрученной жидкости вихревого парогенератора позволяет избавиться от пульсаций расхода в зоне нагрева жидкости, что способствует увеличению надежности работы установки. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения пара в различных отраслях промышленности. Способ генерации пара в жаротрубном котле со сквозными вертикальными трубами для потоков горячего твердого теплоносителя заключается в том, что горячий сыпучий теплоноситель в виде нагретого циркулирующего потока извлекают из источника тепла, например топки с псевдоожиженным слоем сыпучего материала, и через распределитель, расположенный над котлом, подают на расширенные входы сквозных вертикальных труб с образованием нисходящих гравитационных течений в тепловом контакте со стенками труб. Гравитационные течения твердых теплоносителей обеспечивают высокие коэффициенты теплоотдачи от твердых теплоносителей к стенкам труб и высокие тепловые потоки к воде в котле. Сужающиеся к выходу трубы, вследствие внутреннего перемешивания сыпучего твердого теплоносителя, создают равномерное распределение температуры теплоносителя по сечению трубы. Суженные выходы труб в нижней части котла соединяют с регулятором расхода твердого теплоносителя типа шибера. Такое выполнение позволит повысить коэффициент теплоотдачи. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области использования атомной энергетики, в частности к системе паровыделения в проектах серийной реакторной установки ВВЭР-1000. Парогенератор содержит горизонтальный корпус с коллекторами подвода и отвода теплоносителя и трубный пучок, набранный из горизонтально расположенных U-образных теплообменных трубок и снабженный устройством дистанционирования в виде профильных и плоских металлических полос. Теплообменные трубки уложены в профильные металлические полосы устройства дистанционирования и закреплены своими концами в коллекторах. При этом теплообменные трубки в местах укладки на профильные металлические полосы устройства дистанционирования изолированы от них посредством использования диэлектрических втулок, а профильные и плоские металлические полосы устройства дистанционирования изолированы между собой через диэлектрические прокладки. Диэлектрические втулки и диэлектрические прокладки могут быть выполнены из полимерных композиционных материалов. Техническим результатом изобретения является увеличение рабочего ресурса парогенератора путем устранения останова реакторной установки по причине образования накоплений хлоридов, возникновения коррозионных трещин в теплообменных трубках, повышение безопасной эксплуатации реакторной установки. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к энергетике, в частности к парогенераторам, которые могут быть использованы в ядерных энергетических установках. Сущность изобретения заключается в том, что в парогенераторе на каждом днище корпуса выполнены коллекторные камеры подвода и отвода греющего теплоносителя, причем часть труб теплообменной поверхности подключена к коллекторным камерам подвода и отвода греющего теплоносителя, расположенным на одном днище, а другая часть - соответственно на втором днище, образуя секции, кроме того по высоте теплообменные трубы размещены слоями с чередованием по секциям так, что слои «горячих» или «холодных» ветвей одной секции размещены между слоями «холодных» или «горячих» ветвей другой секции. Выполнение парогенератора предложенным образом позволяет выравнять нагрузку зеркала испарения, что обеспечивает получение требуемых параметров по влажности вырабатываемого пара, повысить надежность и тепловую эффективность работы парогенератора. 6 ил.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к парогенераторной установке, которая может быть использована при создании двухконтурных атомных электростанций с принудительной циркуляцией. Парогенераторная установка содержит ядерный реактор, блок нагрева воды, насос, вихревой парогенератор, турбину, электрогенератор, конденсатор, конденсатный насос, циркуляционный насос, блок подачи добавочной воды, дополнительные парогенераторы, подкачивающие насосы, паропровод, биологический защитный элемент, при этом каждый из вихревых парогенераторов имеет одинаковое конструктивное выполнение и включает цилиндрическую входную камеру, имеющую входной тангенциальный канал, центральную полость, диффузор, дроссель и выходную камеру. Причем каждый из подкачивающих насосов установлен перед каждым дополнительным вихревым парогенератором и соединяет выход предыдущего вихревого парогенератора со входом последующего, а все вихревые парогенераторы соединены между собой последовательно и каждый из них имеет одинаковое конструктивное исполнение, при этом выход последнего дополнительного вихревого парогенератора соединен со входом циркуляционного насоса. 1 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в горизонтальных парогенераторах атомных электростанций (АЭС) с водо-водяным энергетическим реактором (ВВЭР). Заявлен коллектор теплоносителя первого контура парогенератора с U-образными трубами горизонтального теплообменного пучка, выполненный в виде сварного толстостенного сосуда, имеющего перфорированную среднюю цилиндрическую часть, выполненную с возможностью установки и закрепления в ней пучка U-образных теплообменных труб, которые сформированы в пакеты и разделены в пучке вертикальными межтрубными коридорами, нижнюю цилиндрическую часть, выполненную с возможностью сварного соединения с патрубком корпуса парогенератора, и верхнюю цилиндрическую часть с коническим переходом к фланцевому соединению люка с крышкой. Наружный диаметр Dкол коллектора первого контура в средней части выбран из заданного соотношения шага между теплообменными трубами, ширины коридора теплообменного пучка, наружного диаметра теплообменных труб, количества труб в горизонтальном ряду, минимального радиуса изгиба труб в теплообменном пучке. При этом отверстия для закрепления теплообменных труб размещены на средней цилиндрической части коллектора в шахматной компоновке. Технический результат изобретения заключается в обеспечении прочности перемычек стенки коллектора между отверстиями для закрепления теплообменных труб и герметичности соединения теплообменных труб с коллектором при том, что наружная поверхность перфорированной части коллектора наиболее эффективно используется для заведения труб в него. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к парогенераторам, в частности к горизонтальным парогенераторам для атомных электростанций с водо-водяным энергетическим реактором (ВВЭР). Заявлен горизонтальный парогенератор атомной электростанции, содержащий цилиндрический корпус, два эллиптических днища, по меньшей мере один патрубок подвода питательной воды и отвода пара, входной коллектор и выходной коллектор, а также присоединенный к указанным коллекторам пучок теплообменных труб, причем количество Nтр теплообменных труб в пучке выбрано в заявленной зависимости от наружного диаметра dтp теплообменной трубы, причем величина зазора между соседними теплообменными трубами в вертикальном направлении не превышает величину вертикального шага между теплообменными трубами в пучке. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности теплопередачи в объеме парогенератора с одновременным ограничением количества и максимальной длины теплообменных труб, что позволяет использовать трубы, освоенные промышленностью. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к энергетике, в частности к горизонтальным парогенераторам для атомных электростанций с водо-водяным энергетическим реактором (ВВЭР) и к реакторной установке с ВВЭР и горизонтальным парогенератором. Реакторная установка с ВВЭР с горизонтальным парогенератором включает в себя ядерный реактор с четырьмя циркуляционными петлями, каждая из которых содержит парогенератор с горизонтальным пучком теплообменных труб, разделенных на пакеты межтрубными коридорами и соединенных с коллекторами теплоносителя первого контура внутри цилиндрического корпуса с эллиптическими днищами, главный циркуляционный насос, а также главный циркуляционный трубопровод теплоносителя первого контура. Внутренний диаметр корпуса Dкорп, расстояние S между осями коллекторов теплоносителя первого контура в поперечном направлении и длина парогенератора Lк по внутренним поверхностям эллиптических днищ выбраны из указанных соотношений. При этом угол α изгиба теплообменных труб и расстояние Δ выбраны из диапазонов: 90°≤α≤150° и 300 мм≤Δ≤1000 мм. Изобретение повышает интенсивность теплопередачи, надежность и долговечность парогенератора. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к конструкции печей и способу генерации перегретого пара и может быть использовано при оборудовании бань стационарного и мобильного типов, а также для обогрева бытовых и производственных помещений. Парогенератор для банных печей содержит вертикально ориентированный корпус, образованный внешней и внутренней обечайками, установленных с радиальным зазором по отношению друг к другу с образованием между ними кольцевого зазора и соединенных между собой по торцам. Нижняя часть корпуса парогенератора выполнена профилированной с посадочным местом для состыковки с выходной частью печной трубы. Верхняя часть корпуса парогенератора выполнена профилированной для состыковки с входной частью дымохода. В кольцевой зазор между обечайками открывается канал для подачи воды внутрь кольцевого зазора. Внутри корпуса установлена с радиальным зазором между ее стенками и стенками внутренней обечайки емкость, имеющая каналы для подачи воды внутрь ее полости и отвода пара из упомянутой полости. Полость упомянутой емкости соединена с полостью упомянутого зазора между внешней и внутренней обечайками при помощи указанного канала для подачи воды, а канал для отвода пара из упомянутой емкости проходит через кольцевой зазор между обечайками и соединяет полость емкости с окружающей средой/потребителем пара. В варианте исполнения площадь кольцевого зазора между стенкой емкости и стенкой внутренней обечайки равна или больше площади выходной части печной трубы, в выходной части канала, соединяющего полость емкости с кольцевым зазором между внешней и внутренней обечайками, установлен отбойник, канал для подачи воды внутрь полости емкости выполнен наклоненным в сторону емкости, поверхность емкости выполнена волнистой, в виде чередующихся выступов и впадин, емкость выполнена в виде полого цилиндра. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к конструкции печей и способу генерации перегретого пара и может быть использовано при оборудовании бань стационарного и мобильного типов, а также для обогрева бытовых и производственных помещений. Парогенератор для банных печей содержит вертикально ориентированный корпус, образованный внешней и внутренней обечайками, установленными с радиальным зазором по отношению друг к другу с образованием между ними кольцевого зазора и соединенными между собой по торцам. Нижняя часть корпуса парогенератора выполнена профилированной с посадочным местом для соединения с выходной частью печной трубы, а верхняя часть корпуса парогенератора выполнена профилированной для соединения с входной частью дымохода. Внутри корпуса установлена с радиальным зазором между ее стенками и стенками внутренней обечайки емкость, имеющая каналы для подачи воды внутрь ее полости и отвода подогретой воды из упомянутой полости. Каналы для подвода и отвода воды из упомянутой емкости проходят через кольцевой зазор между обечайками и соединяют полость емкости с источником воды и накопительным баком для нагретой воды/потребителем горячей воды. Кольцевой зазор между внутренней и внешней обечайками разделен в осевом направлении на изолированные кольцевые полости, нижнюю и верхнюю, при помощи перемычки, в которой установлен вертикальный патрубок, полость которого соединяет полости упомянутых кольцевых полостей между собой. Верхняя кольцевая полость имеет патрубок подвода воды, а нижняя кольцевая полость имеет патрубок выхода пара из упомянутой полости. В варианте исполнения площадь кольцевого зазора между стенкой емкости и стенкой внутренней обечайки равна или больше площади выходной части печной. Технический результат - повышение теплоотдачи продуктов сгорания топлива. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх