Модуль парогенератора с жидкометаллическим теплоносителем

Полезная модель относится к парогенерирующим установкам атомных электрических станций с жидкометаллическим теплоносителем.
Известен модуль парогенератора для АЭС на быстрых нейтронах с жидкометаллическим теплоносителем, содержащий корпус, трубную доску, теплообменные трубы (Технологии ремонта парогенерирующей установки: учебное пособие/ О.Л.Ташлыков. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. 118 с. Стр. 44, рис. 3.5.) - принят за прототип.
Недостатком данного модуля парогенератора с жидкометаллическим теплоносителем является его пониженная эксплуатационная надежность, вызванная высоким уровнем напряжений в сварном соединении теплообменной трубы с трубной доской.
Задачей полезной модели является изменение конструкции узла соединения теплообменной трубы с трубной доской с целью снижения напряжений в данном узле.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение эксплуатационной надежности модуля парогенератора путем снижения напряжений в сварном соединении теплообменной трубы с трубной доской.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном модуле парогенератора с жидкометаллическим теплоносителем, содержащем корпус, трубную доску, теплообменные трубы, согласно предлагаемой полезной модели на трубной доске имеются втулки, через которые осуществляется соединение теплообменных труб с трубной доской, причем отношение высоты H данных втулок к их внутреннему диаметру D не менее 0,5, при этом данные втулки не имеют соединений с трубной доской, а представляют собой одно целое. Согласно предлагаемой полезной модели внутренний диаметр данных втулок равен внутреннему диаметру отверстий для прохода теплообменных труб в трубной доске, при этом теплообменные трубы соединяются с втулками при помощи сварки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, представленными на фиг. 1.
На фиг. 1 показан фрагмент модуля парогенератора с жидкометаллическим теплоносителем.
Модуль парогенератора с жидкометаллическим теплоносителем, содержащий корпус 1, трубную доску 2, теплообменные трубы 3, согласно предлагаемой полезной модели на трубной доске 2 имеются втулки 4, через которые осуществляется соединение теплообменных труб с трубной доской, причем отношение высоты H данных втулок к их внутреннему диаметру D не менее 0,5, при этом данные втулки не имеют соединений с трубной доской 2, а представляют собой одно целое. Согласно предлагаемой полезной модели внутренний диаметр данных втулок 4 равен внутреннему диаметру отверстий для прохода теплообменных труб 3 в трубной доске 2, при этом теплообменные трубы соединяются с втулками при помощи сварки.
Модуль парогенератора с жидкометаллическим теплоносителем работает следующим образом. Жидкометаллический теплоноситель поступает внутрь корпуса 1 и распределяется в межтрубном пространстве, отдавая тепло через стенку теплообменных труб 3 рабочему телу, находящемуся внутри теплообменных труб. В связи с тем что рабочее тело находится под давлением, происходит нагружение трубной доски 2, ее деформация и изгиб в сторону межтрубного пространства, при этом на внутренней и внешней плоскостях трубной доски возникают значительные напряжения. Аналогичные высокие напряжения возникают и в сварном соединении теплообменной трубы с трубной доской, которые могут привести к повреждению данного узла. В отличие от прототипа, где сварное соединение теплообменной трубы с трубной доской расположено на внутренней плоскости трубной доски, нагружено напряжениями от изгиба трубной доски, в предлагаемой полезной модели на трубной доске 2 имеются втулки 4, через которые осуществляется соединение теплообменных труб с трубной доской, причем отношение высоты H данных втулок к их внутреннему диаметру D не менее 0.5, это позволяет удалить сварное соединение теплообменной трубы с трубной доской от плоскости трубной доски на значительное расстояние. При этом деформации и напряжения, возникающие на плоскости трубной доски, не передаются в сварное соединение теплообменной трубы со штуцером 4 трубной доски. Благодаря тому, что втулки 4 не имеют соединений с трубной доской 2, а представляют собой одно целое, причем внутренний диаметр данных втулок равен внутреннему диаметру отверстий для прохода теплообменных труб 3 в трубной доске 2, повышается надежность и технологичность изготовления трубных досок с втулками. Соединение теплообменных труб с втулками трубной доски при помощи сварки позволяет обеспечить герметичность и прочность, а также обеспечить проведение неразрушающего контроля данного сварного соединения.
Таким образом, внедрением предлагаемого решения достигается повышение эксплуатационной надежности модуля парогенератора с жидкометаллическим теплоносителем путем снижения напряжений в сварном соединении теплообменной трубы с трубной доской.
Экономическая эффективность применения предлагаемого технического решения определяется снижением вероятности повреждения модуля парогенератора, отсутствием затрат на ремонт данных повреждений и увеличением срока службы модуля парогенератора с жидкометаллическим теплоносителем.