ПАРОГЕНЕРАТОР ДЛЯ РЕАКТОРА С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ

Полезная модель относится к атомной энергетике, в частности, к парогенераторам для реактора с жидкометаллическим теплоносителем.
Известен парогенератор для реактора с жидкометаллическим теплоносителем, содержащий корпус, внутри которого расположены трубные доски и теплообменная поверхность, образованная трубами Фильда, внутренние трубчатые элементы которых вмонтированы в верхнюю трубную доску и снабжены внешним теплоизолятором, установленным относительно них с коаксиальным зазором и закрепленным в той же трубной доске, что и внутренний элемент трубы Фильда с помощью сильфонного компенсатора («Парогенераторные установки атомных электростанций», Н.Г. Рассохин, стр. 69-70, Москва, Атомиздат, 1980).
В известном парогенераторе нижние торцы внутреннего элемента трубы Фильда и теплоизолятора для герметизации зазора снизу соединены с помощью сварки, а сильфонный компенсатор, используемый для закрепления теплоизолятора к трубной доске, выполнен однослойным.
Недостатком известного парогенератора является низкая компенсация разности температурных удлинений между внутренней трубкой и теплоизолятором, т.к. применяемые однослойные компенсаторы обладают невысокими компенсирующими способностями, выдерживающими меньшее количество нагружений и обладающими худшими массовыми характеристиками в условиях высоких нагрузок температурных перепадов, что может привести к разгерметизации теплоизолирующих слоев и нарушению работы парогенератора.
Задачей полезной модели является повышение надежности парогенератора.
Техническим результатом полезной модели является повышение компенсирующей способности, возникающей относительно температурных удлинений между внутренней трубой и теплоизолятором.
Указанный технический результат достигается тем, что парогенератор для реактора с жидкометаллическим теплоносителем, содержащий корпус, внутри которого расположены трубные доски и теплообменная поверхность, образованная трубами Фильда, внутренние трубчатые элементы которых вмонтированы в верхнюю трубную доску и снабжены внешним теплоизолятором, установленным относительно них с коаксиальным зазором и закрепленным в той же трубной доске, что и внутренний элемент трубы Фильда с помощью сильфонного компенсатора,
согласно настоящей полезной модели нижние торцы внутреннего элемента трубы Фильда и теплоизолятора соединены снизу концевым элементом в виде двустенного колпачка с центральным отверстием, а сильфонный компенсатор выполнен многослойным.
Многослойный сильфонный компенсатор для уравнивания различных температурных удлинений труб в конструкции обладает лучшими характеристиками в сравнении с однослойными, так как выдерживает большее количество циклов нагружения и имеет стабильную жесткость.
Наличие двустенного колпачка позволяет улучшить самокомпенсирующие качества узла соединения внутренней трубы и теплоизолирующего слоя, так как его геометрия повторяет профиль компенсирующих устройств.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен парогенератор (общий вид), на фиг. 2 изображен элемент теплообменной поверхности (продольный разрез).
Парогенератор содержит корпус 1, перфорированный отверстиями, внутри которого расположены трубные доски 2 и 3. Трубные доски 2 и 3 делят корпус 1 на камеру входа рабочего тела 4, и камеру выхода рабочего тела 5, которые расположены последовательно одна над другой до перфорации корпуса 1 парогенератора. Ниже перфорации корпуса расположена область для циркуляции теплоносителя ядерного реактора. Парогенератор снабжен теплообменной поверхностью, представленной множеством труб Фильда, наружные трубчатые элементы 6 которых вмонтированы в нижнюю трубную доску 3, а внутренние трубчатые элементы 7 заделаны в верхнюю трубную доску 2 и проходят сквозь нижнюю трубную доску 3 внутри внешнего трубчатого элемента 6, образуя внутри себя опускной участок рабочего тела от камеры входа 4 до области циркуляции теплоносителя ядерного реактора. Зазор между внешним и внутренним трубчатыми элементами 6 и 7 является подъемным участком рабочего тела. Внутренний трубчатый элемент 7 снабжен теплоизолятором 8, установленным относительно него с коаксиальным зазором и закрепленным к верхней трубной доске 2 со стороны камеры выхода рабочего тела 5 с помощью многослойного сильфонного компенсатора 9. Нижние торцы внутреннего трубчатого элемента 6 и теплоизолятора 8 соединены для герметизации зазора концевым элементом в виде двустенного колпачка 10 с центральным отверстием. Зазор заполняется средой, обладающей высоким термическим сопротивлением, например, воздухом.
Парогенератор работает следующим образом.
Парогенератор устанавливают в бассейн реактора до камеры выхода 5 рабочего тела, и через отверстия в корпусе 1 горячий теплоноситель начинает поступать в межтрубное пространство парогенератора, омывая и нагревая внешнюю поверхность труб Фильда 6. В камеру входа 4 подается рабочее тело, например питательная вода, откуда по внутренним трубчатым элементам 7 трубок Фильда идет в погруженную в расплавленный свинец часть теплообменной поверхности. После выхода из внутреннего элемента 7 вода разворачивается на 180 градусов, поступает в кольцевой зазор между внутренним и внешним трубчатым элементами трубы Фильда, где, поднимаясь вверх, нагревается и выходит в виде пара в камеру выхода 5 рабочего тела. Теплоизолятор 8 необходим для снижения теплообмена между рабочей средой на опускном и подъемном участках, что позволит увеличить температурный напор. Вследствие контакта с рабочим телом происходят температурные удлинения элементов трубок Фильда 6 и 7, в том числе и теплоизолятора 8. Одновременно с этим из-за разности температур опускаемой и поднимаемой рабочих сред наблюдается и разница температурных удлинений теплоизолятора 8 и внутреннего трубчатого элемента 7 трубки Фильда. Для компенсации упомянутой разности и необходим многослойный сильфонный компенсатор 9 и концевой элемент 10 в виде двустенного колпачка с центральным отверстием, геометрия которого повторяет профиль компенсирующих устройств.