ПАРОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к ядерной энергетике и предназначена для генерирования пара на атомных электростанциях.
Из уровня техники известен парогенератор, принятый за прототип (патент РФ на полезную модель №57425, МПК F22B 1/02, опубликован 10.10.2006). Известный парогенератор содержит корпус, входной и выходной коллекторы с присоединенным к ним горизонтальным пучком теплообменных труб, погруженный дырчатый лист, установленный в верхней части корпуса пароприемный дырчатый лист и патрубок отвода пара.
Недостатком известного парогенератора является то, что его пароприемный дырчатый лист не обеспечивает равномерность потока пара по площади зеркала испарения, из-за сосредоточенного отвода пара из корпуса парогенератора, который приводит к большим скоростям потока и понижению давления, которое в свою очередь проникает через пароприемный дырчатый лист в паровое пространство парогенератора и локально (под патрубком отвода пара) увеличивает нагрузку зеркала испарения, что приводит к нарушению процесса гравитационной сепарации и, как следствие, превышению нормируемого значения влажности пара.
Задачей полезной модели является обеспечение более равномерного отвода потока пара по площади зеркала испарения и уменьшение размера проточного тракта при сохранении площади проходного сечения.
Техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационной надежности парогенератора путем увеличения эффективности пароприемного дырчатого листа и повышение безопасности реакторной установки.
Сущность полезной модели заключается в том, что парогенератор содержит корпус с входным и выходным коллекторами, трубный пучок, набранный из горизонтально расположенных теплообменных труб, закрепленных своими концами в коллекторах, погруженный дырчатый лист и пароприемный дырчатый лист, выполненные с перфорацией, расположенные горизонтально и прикрепленные к корпусу, патрубок отвода пара. При этом внутри корпуса парогенератора перед патрубком отвода пара расположен дефлектор, выполненный в виде пластины. Дефлектор может быть выполнен круглой формы, а также может быть выполнен изогнутым, в частности, изогнутым эквидистантно внутренней поверхности корпуса парогенератора. Расстояние от внутренней поверхности корпуса парогенератора до дефлектора может находиться в диапазоне от 0,15 до 0,35 от внутреннего диаметра патрубка отвода пара. Отношение максимальной длины дефлектора, параллельной оси парогенератора, к внутреннему диаметру патрубка отвода пара, может находиться в диапазоне от 1,0 до 1,5. Дефлектор может быть выполнен толщиной не более 0,15 от внутреннего диаметра патрубка отвода пара. Дефлектор может быть прикреплен к внутренней поверхности патрубка отвода пара и/или к внутренней поверхности корпуса парогенератора. Боковая поверхность дефлектора предпочтительно выполнена скругленной.
Технический результат достигается за счет того, что дефлектор уменьшает влияние патрубка отвода пара на поле скоростей потока в паровом пространстве парогенератора и снижает гидравлический диаметр проходного сечения при сохранении его площади.
Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг. 1 показан парогенератор, где: 1 - корпус парогенератора, 2 - входной коллектор, 3 - пучок горизонтальных теплообменных труб, 4 - выходной коллектор, 5 - погруженный дырчатый лист, 6 - паровое пространство, 7 - пароприемный дырчатый лист, 8 - дефлектор, 9 - пластины крепления дефлектора, 10 - патрубок отвода пара.
Корпус парогенератора 1 представляет собой сварной горизонтальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами. Входной 2 и выходной 4 коллекторы прикреплены к корпусу парогенератора 1 и представляют собой вертикальные цилиндрические сосуды. Входной коллектор 2 предназначен для подвода теплоносителя в теплообменные трубы 3, выходной коллектор 4 предназначен для отвода теплоносителя из теплообменных труб 3. Пучок U-образных теплообменных труб 3 расположен горизонтально и закреплен своими концами в коллекторах 2 и 4. Погруженный дырчатый лист 5 выполнен плоским, с перфорацией, расположен горизонтально над пучком теплообменных труб 3 и прикреплен к корпусу парогенератора 1. Пароприемный дырчатый лист 7 выполнен плоским, с перфорацией, расположен горизонтально, установлен в верхней части корпуса парогенератора 1 и прикреплен к нему.
Дефлектор 8 выполнен в виде пластины и установлен внутри корпуса парогенератора 1 перед патрубком отвода пара 10. Форма пластины может быть любой (в частности, квадратной, прямоугольной, эллиптической), предпочтительно - круглой.
Дефлектор 8 может быть выполнен изогнутым, причем предпочтительно дефлектор 8 изогнут эквидистантно внутренней поверхности корпуса парогенератора 1. Выполнение дефлектора 8 в виде изогнутой круглой пластины изображено на фиг. 2 (вид А) и фиг. 3 (вид Б-Б).
Расстояние от внутренней поверхности корпуса парогенератора 1 до дефлектора 8 находится в диапазоне от 0,15 до 0,35 от внутреннего диаметра патрубка отвода пара 10.
Отношение максимальной длины дефлектора 8, параллельной оси парогенератора, к внутреннему диаметру патрубка отвода пара 10 находится в диапазоне от 1,0 до 1,5. Следовательно, площадь дефлектора 8 либо равна площади круглого сечения патрубка отвода пара 10, либо больше упомянутой площади, в таком случае дефлектор 8 ее перекрывает.
Дефлектор 8 предпочтительно выполнен толщиной не более 0,15 от внутреннего диаметра патрубка отвода пара 10.
При этом дефлектор 8 может быть установлен внутри корпуса 1 парогенератора перед патрубком отвода пара 10 путем крепления к внутренней поверхности патрубка отвода пара 10 и/или к внутренней поверхности корпуса 1 парогенератора. В частности, дефлектор 8 может быть прикреплен с помощью нескольких пластин крепления 9 (см. фиг. 2, 3).
Боковая поверхность дефлектора 8 предпочтительно выполнена скругленной.
Представленный на фиг. 1 парогенератор работает следующим образом. Теплоноситель поступает во входной коллектор 2, проходит по пучку горизонтальных теплообменных труб 3 и выходит через выходной коллектор 4. Через стенки горизонтальных теплообменных труб 3 теплоноситель передает тепло расположенному в межтрубном пространстве рабочему телу, которое кипит. Образующийся пар проходит погруженный дырчатый лист 5, паровое пространство 6 и поступает на пароприемный дырчатый лист 7. Далее пар через отверстия в пароприемном дырчатом листе 7 попадает в пространство, ограниченное сверху внутренней поверхностью корпуса парогенератора 1. Затем пар через дефлектор 8 выходит через патрубок отвода пара 10 из корпуса парогенератора 1.
Использование дефлектора в парогенераторе обеспечивает равномерный отвод потока пара по площади зеркала испарения, уменьшает влияние патрубка отвода пара на поле скоростей потока в паровом пространстве парогенератора, снижает гидравлический диаметр проходного сечения при сохранении его площади.