ПАРОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к ядерной энергетике, а более конкретно к парогенераторам атомных электростанций.
Известен парогенератор, содержащий корпус, коллектора теплоносителя, узлы соединения этих коллекторов с патрубками корпуса (Лукасевич Б.И., Трунов Н.Б. и др. Парогенераторы реакторных установок ВВЭР для атомных электростанций. М.: ИКЦ «Академкнига», 2004, с.71, рис.3.4; с.73, рис.3.6) - принят за прототип.
Недостатком данного парогенератора является пониженная эксплуатационная надежность, вызванная наличием высоких растягивающих напряжений в узле соединения коллектора теплоносителя с патрубком корпуса, приводящих к образованию трещин и повреждению.
Задачей полезной модели является повышение эксплуатационной надежности парогенератора и увеличение его ресурса.
Техническим результатом полезной модели является снижение напряжений в узле соединения коллектора теплоносителя с патрубком корпуса и уменьшение вероятности образования трещин в данном узле.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном парогенераторе, содержащем корпус, коллектора теплоносителя, узлы соединения этих коллекторов с патрубками корпуса, согласно предлагаемой полезной модели узел соединения коллектора теплоносителя с патрубком корпуса охвачен кожухом, образующим вокруг узла соединения коллектора теплоносителя с патрубком корпуса кольцевую полость, причем кожух состоит, по крайней мере, из двух частей соединенных между собой крепежными элементами, образующими разъемное соединение, и снабжен, по крайней мере, двумя патрубками, смещенными в сторону нижней образующей корпуса парогенератора.
Сущность полезной модели поясняется чертежами представленными на фиг.1, 2, 3, 4.
На фиг.1 показан фрагмент парогенератора.
На фиг.2 показан вид А фрагмента парогенератора.
На фиг.3 показан вид Б фрагмента парогенератора.
На фиг.4 показан разрез В-В фрагмента парогенератора.
Парогенератор содержит корпус 1, коллектора 2 теплоносителя, патрубки 3 корпуса 1, узлы соединения 4 коллекторов 2 теплоносителя с патрубками 3 корпуса 1 содержащие галтель 5, кожух 6, образующий вокруг узла соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1 кольцевую полость 7. Кожух 6 состоит из двух частей 8 и 9, соединенных крепежными элементами 10. Патрубки 11 и 12, расположенные на кожухе 6, смещены в сторону нижней образующей 13 корпуса 1.
Парогенератор работает следующим образом. Теплоноситель проходит через коллектора 2 теплоносителя, отдавая тепло котловой воде, которая при этом кипит. Корпус 1 парогенератора с патрубками 3 корпуса 1 и узлами соединения 4 коллекторов 2 теплоносителя с патрубками 3 корпуса 1 нагревается до температуры насыщения воды и нагружается давлением со стороны кипящей воды (второго контура), в результате чего деформируется патрубок 3 корпуса 1 и в узле 4 соединения коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1, возникают значительные растягивающие напряжения, пик которых приходится на галтель 5.
Патрубок 3 корпуса 1, с которым соединяется коллектор 2 теплоносителя, охвачен кожухом 6 с патрубками 11 и 12. Кожух 6 собирается из двух частей 8 и 9 крепежными элементами 10, например, защелками, образующими разъемное соединение. Части 8 и 9 кожуха 6 имеют плоскость разъема, проходящую через ось коллектора 2 теплоносителя параллельно горизонтальной оси парогенератора. Через патрубок 11, расположенный на кожухе 6, в кольцевую полость 7 подается воздух с температурой значительно ниже, чем температура корпуса 1, проходя по кольцевой полости 7, воздух охлаждает наружную поверхность узла соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1 и удаляется через патрубок 12, расположенный на кожухе 6. В результате данного охлаждения образуется разность температур между наружной поверхностью узла соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1 и внутренней поверхностью данного узла содержащего галтель 5. Наружные слои металла оказываются холоднее внутренних, следовательно, они меньше подвергаются расширению и сжимают внутренние слои, в которых образуются сжимающие напряжения, пик которых приходится на галтель 5. Патрубки 11 и 12, расположенные на кожухе 6, смещены в сторону нижней образующей 13 корпуса 1 для более интенсивного охлаждения наружной поверхности узла соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1 в зоне короткой образующей патрубка 3 корпуса 1 (ближней к нижней образующей 13 корпуса 1). Галтель 5 испытывает растяжение от действия давления со стороны второго контура, поэтому охлаждение наружной поверхности узла соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1 приводит к разгрузке галтели 5, особенно в зоне короткой образующей патрубка 3 корпуса 1, где идет более интенсивное охлаждение (из-за смещения патрубков 11 и 12, расположенных на кожухе 6). В результате этого, уровень растягивающих напряжений в узле соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1 и на галтели 5 данного узла становится значительно ниже, чем в прототипе.
В результате снижения растягивающих напряжений в узле соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1, снижается циклическая повреждаемость данного узла при работе парогенератора. Снижается вероятность образования трещин в узле соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1. Снижается вероятность образования больших дефектов, требующих проведения ремонта узла соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1 парогенератора.
Таким образом, внедрением предлагаемого решения достигается повышение эксплуатационной надежности работы парогенератора и увеличение его ресурса по сравнению с прототипом.
Экономическая эффективность применения предлагаемого решения определяется снижением вероятности останова блока из-за возникновения дефектов в узле соединения 4 коллектора 2 теплоносителя с патрубком 3 корпуса 1, отсутствием затрат на ремонт данных повреждений и увеличением срока службы парогенератора.