Органические теплоносители (жидкости).

Достоинства.

1. Высокая температура кипения при малом давлении, что позволяет осуществить их нагрев до 400-450°С и получить во втором контуре перегретый пар.

2. Практически инертны к конструктивным материалам, кроме углеродистых сталей.

Недостатки.

1. Низкая температура разложения (400-450°С).

2. Худшие, чем у воды теплофизические свойства:

- высокая вязкость - большие затраты на перекачку

- высокая температура застывания, что требует дополнительного нагрева для перевода в жидкое состояние

В настоящее время органические теплоносители конкурентны по сравнению с водой.

 

Жидко – металлические теплоносители.

Натрий (Na) и его сплавы с калием (К). Висмут в сплаве со свинцом (). Ртуть.

Достоинства.

1. При низком давлении можно достичь высоких температур (без кипения).

2. Теплофизические свойства намного выше, чем у воды (теплопроводность Na в 130 раз выше чем у воды).

Недостатки.

1. Высокая температура плавления (Na - 98°С; сплав 56%Na+44%К – температура плавления 28°С).

2. Взаимодействие с водой.

3. Агрессивность к металлам.

4. Ртуть – ядовита.

 

 

Газовые теплоносители.

Достоинства.

1. Возможность нагрева до высокой температуры;

2. Радиоактивная безопасность при утечке из контура;

3. - самый дешевый, но более перспективен Не (лучшие теплофизические свойства), который позволяет сократить поверхность теплообмена по сравнению с на 30%.

 

Общие характеристики и типы парогенераторов (ПГ).

ПГ – теплообменник для производства рабочего пара, за счет тепла теплоносителя охлаждающего реактор.

Движение теплоносителя всегда принудительное. Движение рабочего тела в ЭКО и Пе всегда принудительное. В испарительных поверхностях может быть естественное.

 

Общие требования к конструкции ПГ.

1. Схема и конструкция должны обеспечить необходимую производительность и параметры;

2. Соединения элементов и деталей ПГ должны обеспечивать плотность, исключающую проникновение теплоносителя в контур рабочего тела и наоборот (ведет к радиоактивной опасности и аварийной ситуации в реакторе).

3. Должны быть максимально ослаблены коррозионные процессы особенно в первом контуре, т.к. продукты коррозии увеличивают радиоактивность, а следовательно увеличивается радиоактивность и второго контура.

4. Качество пара должно обеспечивать надежность ПЕ и турбины.

 

Конструкции ПГ.

По компоновке ПГ АЭС делят на:

ü горизонтальные;

ü вертикальные.

На АЭС с ВВЭР применяется ПГ обоих типов.

Горизонтальные технологичнее в изготовлении, надежнее, но занимают больше места. Вертикальные компактнее. Заводская сборка и контроль ее качества на заводе не позволяют транспортировать горизонтальные ПГ по железной дороге при электрической мощности блока N>250-300 МВт.

В горизонтальных ПГ теплоноситель первого контура имеет переменную температуру по длине парогенерирующих змеевиков: на входе – она максимальная, а на выходе – минимальная. Следовательно, интенсивность парообразования различна для различных участков барабана. Для выравнивания нагрузки зеркала испарения устанавливают погруженный дырчатый щит. Т.к. средняя нагрузка зеркала испарения такого ПГ невелика, то для получения пара удовлетворительного качества () применяют простые паросепарационные устройства и паропромывочные устройства.

В вертикальных ПГ (U - образных) нагрузка зеркала испарения намного выше, чем в горизонтальных. Это ведет к увеличению капельного уноса влаги паром. Для улучшения качества пара используют большую высоту парового объема и 2-х или 3-х ступенчатую сепарацию влаги.

а) горизонтальный ПГ.

б) вертикальный ПГ с U-образными трубками.

в) с винтообразными трубами.

г) с ширмами.

1 - корпус;

2 - U – образная трубная система;

3 - коллектор с трубной решеткой;

4 - трубная доска;

5 - подвод питательной воды;

6 - выход пара;

7 – подвод теплоносителя;

8 - отвод теплоносителя;

9 - разделительные обечайки;

10 - генератор;

11 - раздающие трубы питатель-ной воды;

12 - пучок винтообразных труб;

13 - ширмы.

 

Параметры ПГ.

Кипение водного теплоносителя в первом контуре исключено по условиям надежности охлаждения реактора.

По экономическим соображе-ниям в настоящее время давление в энергетическом реакторе ограничивают величиной 12-17 МПа.

Температура на выходе из ПГ определяется с учетом . За счет снижения давле-ния во втором контуре можно получить небольшой перегрев °С. Однако это ведет к снижению экономичности. Поэтому все мощные АЭС с ВВЭР работают с на насыщенном паре.

Основная причина многоагрегатного исполнения – стремление избежать сварки труб из сталей различного состава, из которых выполняются поверхности нагрева испарителей и пароперегревательных частей.