BRPI0924231B1

BRPI0924231B1 - "gerador de vapor"

Info

Publication number: BRPI0924231B1
Application number: BRPI0924231-7A
Authority: BR
Inventors: Shuyan He; Huaming Ju; Xinxin Wu; Xiaowei Luo; Zhengming Zhang; Zonggxin Wu; Zuoyi Zhang
Original assignee: Tsinghua University
Priority date: 2009-05-06
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2020-03-31
Also published as: WO2010127471A1; RU2515579C2; RU2011144650A; EP2428728B1; ZA201108092B; CA2761179C; CN101539287B; EP2428728A4; CA2761179A1; KR101367484B1; PL2428728T3; JP5450797B2; KR20120024703A; JP2012526256A; DE09844223T8; EP2428728A1; US9062918B2; US20150226419A1; US20120048527A1; BRPI0924231A2

Abstract

gerador de vapor por tratar a invenção de um gerador de vapor (1) que compreende um trocador de calor (13), um concentrador de líquidos (11) e um concentrador de vapor (12). o trocador de calor (13) consiste de diversos subconjuntos de trocadores de calor (2) com a mesma estrutura. o subconjunto de troca de calor (2) inclui um conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor (3), um cilindro central (4) e uma luva (5). os tubos em espiral de transmissão de calor com diferentes raios são arranjados de modo concêntrico e em espiral em um espaço anelar entre ocilindro central (4) e a luva (5) para formar uma ou mais colunas de superfícies concêntricas de troca de calor (6). uma das extremidades do concentrador de líquidos (11) é conectada ao tubo principal de alimentação de água (14), e a outra extremidade do concentrador de líquidos (11) é conectada com o conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor (3). uma das extremidades do concentrador de vapor (12) é conectada ao tubo principal do vapor (15), e a outra extremidade do concentrador de vapor (12) é conectada ao conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor (3).

Description

GERADOR DE VAPOR

Campo Técnico [001] A presente invenção se refere ao campo técnico dos ciclos de energia a vapor, e se refere, especificamente, a um gerador de vapor.

Fundamentos da Invenção [002] Com base no ciclo de Rankine, o ciclo de energia do vapor de água tem sido amplamente utilizado nos campos da energia nuclear, dos ciclos combinados de combustível gás-vapor, em geradores de energia alimentados a carvão, etc. Nestes campos, a geração de vapor de água de alta temperatura e alto calor representa a primeira etapa da conversão da energia térmica em potência. Atualmente existem, essencialmente, dois tipos de equipamentos para a geração de vapor de água, que são o gerador de vapor de ciclo natural e o gerador de vapor de passagem única. Em comparação com o gerador de vapor de ciclo natural, o gerador de vapor de passagem única pode gerar diretamente tanto vapor superaquecido como vapor com pressão super alta com parâmetros supercríticos, e o mesmo não apenas apresenta maior eficiência de geração, como também possui uma estrutura mais compacta.

[003] De acordo com a disposição em um gerador de vapor de passagem única, os tubos de água quente podem ser classificados em dois tipos, os tubos retos e os tubos em espiral. Em comparação com o arranjo de tubos em espiral, a estrutura de um gerador de vapor de passagem única de tubos retos é mais simples, porém, como o material dos seus tubos de troca de calor é diferente do material do seu cilindro, acontece uma diferença entre as expansões lineares, o que resulta em uma maior concentração de estresse no tubo de transmissão de calor e na placa do tubo, afetando a segurança geral da operação dos equipamentos. Embora a área total de troca de calor de um gerador de vapor de passagem única de tubos em espiral seja relativamente grande, sua estrutura própria pode solucionar de forma

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2/13 satisfatória o problema da concentração de estresse, sendo também mais flexível em termos de necessidade de espaço.

[004] Em função das vantagens acima mencionadas do gerador de vapor de passagem única com tubos em espiral, o mesmo é amplamente utilizado no campo da geração de eletricidade com reatores nucleares e no campo da energia. As principais modalidades de execução são classificadas em dois tipos, que consistem do tipo integrado de tubo de grande espiral e do modelo de modularização separada.

[005] O reator de tório refrigerado a gás THTR-300 de alta temperatura da Alemanha, o reator Saint Flensburg de alta temperatura refrigerado a gás dos USA, o reator do tipo AGR do Reino Unido, e mesmo o mais novo Reator Rápido Refrigerado a Sódio, todos utilizam o gerador de vapor de passagem única do tipo grande espiral, com enrolamentos de múltiplas cabeças e arranjos de integração. Uma das vantagens de um gerador de vapor deste tipo reside no fato do mesmo apresentar uma estrutura compacta. Além disso, uma vez que o raio de curvatura da espiral é grande, a verificação do seu volume e a inspeção da sua superfície pode ser facilmente realizada. Os principais problemas de um dispositivo deste tipo são relacionados a seguir: 1) Uma vez que o sistema não pode ser verificado com a realização de testes externos do estado térmico do reator, o lado do fluxo de água não pode ser realocado na operação, o que tende a resultar em temperaturas irregulares do vapor; 2) Para o gerador de vapor de passagem única do tipo grande espiral com arranjo de integração, o tubo em espiral de cada uma das camadas requer ferramentas especiais, pois o diâmetro da curvatura do tubo em espiral é diferente, os custos de processamento são consequentemente elevados e o período de teste é relativamente longo; 3) Com o propósito de evitar as vibrações induzidas pelo fluxo, uma maior quantidade de placas de suporte se torna necessária, e o problema do excesso de estresse local nos tubos de troca de calor e nas placas de suporte é ainda mais acentuado.

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3/13 [006] Os reatores VG-400, ABTY-q50, ΒΓΡ-300 da Rússia e o reator de teste de alta temperatura refrigerado a gás com potência de 10 MW da Universidade Tsinghua, todos utilizam geradores de vapor de passagem única de modularização separada. A principal vantagem de um gerador de vapor deste tipo reside no fato de que o módulo pode ser produzido em lotes, o custo de produção é baixo, e em cada módulo podem ser realizados testes externos de verificação do estado térmico do reator. Os principais problemas dos dispositivos deste tipo são relacionados a seguir: 1) a estrutura não é suficientemente compacta; 2) o pequeno raio de curvatura do tubo em espiral não permite que sejam realizadas verificações do seu volume e da sua superfície durante a operação; 3) quando um bloqueio acontece no tubo, não apenas o lado do fluxo de água é bloqueado, mas também o lado do material de transferência de calor em alta temperatura.

Descrição da Invenção [007] Um dos objetivos da presente invenção é o de revelar um gerador de vapor que supere os defeitos mencionados dos geradores do tipo integrado, de grande espiral e de desenho de modularização separada das artes anteriores, que possibilite a realização de verificações de volume e inspeções na superfície do tubo de transmissão de calor durante a operação, que possibilite que riscos ocultos de segurança possam ser detectados em tempo hábil, e que permita a execução de testes de verificação do estado térmico antes da verificação da confiabilidade do sistema.

[008] Com o propósito de atingir os objetivos acima mencionados, a presente invenção revela um gerador de vapor compreendendo: um trocador de calor consistindo de diversos subconjuntos de trocadores de calor com a mesma estrutura, no qual o subconjunto de troca de calor inclui um conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor, um cilindro central e uma luva, no qual os tubos em espiral de transmissão de calor com diferentes raios são arranjados de modo concêntrico e em espiral em um

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4/13 espaço anelar entre o cilindro central e a luva para formar uma ou mais colunas de superfícies concêntricas de troca de calor; um concentrador de líquidos, sendo que uma extremidade do mesmo é conectada ao tubo principal de alimentação de água, e a outra extremidade do mesmo é conectada com o conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor; um concentrador de vapor, sendo que uma extremidade do mesmo é conectada ao tubo principal do vapor, e a outra extremidade do mesmo é conectada ao conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor;

- no qual a coluna de superfícies de troca de calor consiste de um ou mais tubos em espiral de transmissão de calor;

- no qual o raio de curvatura dos tubos em espiral de transmissão de calor permita que uma ponta sensora de volume e dos materiais das tubulações possa atingir e passar inteiramente através dos mesmos;

- no qual o modo de enrolamento do conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor, nas superfícies adjacentes de troca de calor ao longo da direção do eixo do cilindro central inclui: o modo de enrolamento no sentido horário e antihorário alternativamente, ou apenas o modo de enrolamento no sentido horário ou apenas no sentido antihorário;

- no qual a seção transversal de cada um dos conjuntos de tubos em espiral de transmissão de calor e do cilindro central apresente um formato circular ou formato retangular com bordas em arco;

- no qual, na direção do fluxo do meio de transferência de calor, o concentrador de líquidos encontra-se arranjado a montante no trocador de calor e o concentrador de vapor encontra-se arranjado a jusante no trocador de calor, ou, o concentrador de vapor encontra-se arranjado a montante no trocador de calor, e o concentrador de líquidos encontra-se arranjado a jusante no trocador de calor;

- no qual os modos de posicionamento do gerador de

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5/13 vapor incluem: a posição vertical, a posição horizontal, ou o posicionamento em qualquer ângulo;

- no qual, no interior da parte de conexão com o concentrador de líquidos, cada um dos tubos em espiral de transmissão de calor é instalado com uma placa de orifícios fixa e uma placa de orifícios removível; a placa de orifícios fixa é utilizada para assegurar a estabilidade do fluxo do fluído de duas fases no tubo em espiral de transmissão de calor, e para distribuir a resistência de cada um dos tubos em espiral de transmissão de calor; caso um dos tubos em espiral de transmissão de calor não estiver em operação, a placa de orifícios removível é utilizada para realizar a realocação do fluxo no tubo em espiral, através da remoção da placa de orifícios removível de outros tubos em espiral de transmissão de calor, das colunas de superfícies em espiral nas quais o tubo em espiral de transmissão de calor desativado se encontra localizado.

[009] Em comparação com as artes anteriores, a solução técnica da presente invenção apresenta as seguintes vantagens:

1) Os subconjuntos podem ser produzidos em lotes, o que reduz o custo de produção;

2) Testes de verificação de estado térmico podem ser realizados em cada um dos subconjuntos externamente ao reator;

3) Cada um dos subconjuntos compreende diversas colunas de superfícies em espiral, sendo que cada coluna de superfície em espiral compreende adicionalmente tubos em espiral de múltiplas cabeças, com isto superando a desvantagem da estrutura não compacta de um arranjo em separado, não sendo suscetível a vibrações induzidas pelo fluxo, e fazendo com que a estrutura de suporte seja simples e confiável em função do pequeno raio de curvatura dos tubos em espiral e da estrutura estável;

4) O raio mínimo de curvatura dos tubos em espiral é selecionado de acordo com o alcance das ferramentas de inspeção atuais. Os

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6/13 tubos de transmissão de calor de cada subconjunto não são dotados de concentradores, mas são todos conectados ao mesmo concentrador de líquidos e ao mesmo concentrador de vapor, com isto possibilitando a inspeção do volume e das superfícies durante a operação. Quando acontece o bloqueio de um tubo, apenas o tubo e não o módulo é bloqueado, com isto mantendo a máxima disponibilidade funcional dos tubos de transmissão de calor;

5) O desenho da placa de orifícios fixa e da placa de orifícios removível pode tornar a realocação do fluxo após o bloqueio de um tubo simples e praticável.

Breve Descrição dos Desenhos [010] A Figura 1 ilustra uma seção longitudinal de um gerador de vapor mostrando a passagem horizontal de fluído de alta temperatura da modalidade preferida de execução 1 da presente invenção;

[011] A Figura 2 ilustra uma seção longitudinal de um gerador de vapor mostrando a passagem horizontal de fluído de alta temperatura da modalidade preferida de execução 2 da presente invenção;

[012] A Figura 3 ilustra uma seção longitudinal de um gerador de vapor mostrando a passagem vertical de fluído de alta temperatura da modalidade preferida de execução 3 da presente invenção;

[013] A Figura 4 ilustra uma seção longitudinal de um gerador de vapor mostrando a passagem vertical de fluído de alta temperatura da modalidade preferida de execução 4 da presente invenção;

[014] A Figura 5 ilustra uma vista esquemática da estrutura interna do subconjunto de troca de calor das modalidades preferidas de execução da presente invenção;

[015] A Figura 6 ilustra uma vista esquemática da estrutura da placa de orifícios na entrada do tubo em espiral das modalidades preferidas de execução da presente invenção.

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7/13

Melhores(s) Modo(s) de Execução da Invenção [016] A presente invenção ainda mantém os recursos da modularização, no entanto, cada um dos subconjuntos consiste de diversas colunas de superfícies em espiral, e cada uma das colunas de superfícies em espiral também consiste de tubos em espiral de múltiplas cabeças, com isto superando a desvantagem da estrutura não compacta das estruturas separadas. O raio mínimo de curvatura dos tubos em espiral é selecionado de acordo com o alcance das ferramentas de inspeção atuais, os tubos de transmissão de calor de cada subconjunto são diretamente conectados ao mesmo concentrador de líquidos e ao mesmo concentrador de vapor, com isto possibilitando inspeções de volume e de superfícies durante a operação. Além disso, quando ocorre o bloqueio de um tubo, apenas um tubo e não um módulo inteiro é bloqueado, com isto mantendo a máxima disponibilidade funcional dos tubos de transmissão de calor.

[017] A placa de orifícios é instalada na entrada de alimentação de água de cada tubo de transmissão de calor. A placa de orifícios é classificada em dois tipos, que consistem da placa de orifícios fixa e da placa de orifícios removível. A placa de orifícios fixa atende os requerimentos de alocação de fluxo inicial e da estabilidade, enquanto que a placa de orifícios removível atende os requerimentos de realocação de fluxo após o bloqueio de um tubo. No interior de um subconjunto, os tubos em espiral na mesma coluna de superfície em espiral, se encontram todos na mesma passagem do fluxo de hélio. Quando os tubos se tornam bloqueados em função de um defeito, o fluxo do hélio não pode ser ajustado e, consequentemente, para assegurar a uniformidade da temperatura na saída do vapor, o fluxo dos fluídos no interior dos outros tubos na mesma coluna de superfície em espiral deve ser aumentado. Os requerimentos de uniformidade de temperatura na saída do vapor são atendidos, apenas com a remoção das placas de orifícios destacáveis dos outros tubos desta coluna de superfície em espiral, para permitir a realocação do fluxo após o bloqueio de um tubo. A resistência ao

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8/13 fluxo dos subconjuntos não danificados não necessita ser ajustada, assim como a resistência ao fluxo dos tubos em espiral não danificados das camadas do subconjunto danificado. O valor exato da placa de orifícios pode ser determinado através de testes de verificação do estado térmico de um único subconjunto, e a distribuição do fluxo lateral de alta temperatura em cada subconjunto pode ser verificada em testes de túnel de vento de modelos em escala no lado da alta temperatura.

[018] As modalidades de execução da presente invenção serão descritas com mais detalhes em conjunto com as figuras e as modalidades de execução abaixo descritas. As seguintes modalidades preferidas de execução serão utilizadas para descrever a presente invenção, porém não limitando o escopo da mesma.

Modalidade Preferida de Execução 1 [019] Uma seção longitudinal de um gerador de vapor mostrando a passagem horizontal de fluído de alta temperatura é ilustrada na Figura 1, na qual o gerador de vapor 1 é arranjado na direção do fluxo do meio x de transferência de calor, consistindo de um concentrador de líquidos 11, um concentrador de vapor 12 e um trocador de calor 13. Na presente modalidade de execução, o gerador de vapor 1 é posicionado horizontalmente. O concentrador de líquidos 11 e o concentrador de vapor 12 são arranjados, respectivamente, nos dois lados do trocador de calor 13. A presente modalidade preferida de execução utiliza um arranjo a montante, ou seja, o concentrador de vapor 12 é arranjado a montante do trocador de calor 13, e o concentrador de líquidos 11 é arranjado a jusante.

[020] Uma extremidade do concentrador de líquidos 11 é conectada a um conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor 3, e a outra extremidade do concentrador de líquidos é conectada ao tubo principal de alimentação de água 14. Uma extremidade do concentrador de vapor 12 é conectada ao conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor 3 e a outra

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9/13 extremidade do concentrador de vapor é conectada ao tubo principal de vapor

15.

[021] O trocador de calor 13 é constituído de diversos subconjuntos de troca de calor 2 com a mesma estrutura. A estrutura interna do subconjunto de troca de calor da presente modalidade de execução é mostrada na Figura 5, na qual o subconjunto de troca de calor 2 é composto principalmente de um conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor 3, um cilindro central 4 e uma luva 5. Os tubos em espiral de transmissão de calor 3 com diferentes raios são arranjados concentricamente e em espiral em um espaço anelar entre o cilindro central 4 e a luva 5, para formar uma ou mais colunas de superfícies concêntricas de troca de calor 6, e cada uma das colunas de superfícies concêntricas de troca de calor 6 consiste de um ou mais tubos em espiral de transmissão de calor 3.

[022] A seção transversal de cada um dos cilindros centrais 4, da luva 5 e do tubo em espiral de transmissão de calor 3 pode ter formato circular ou formato aproximadamente circular (tal como um formato retangular com bordas em arco).

[023] O raio de curvatura de cada um dos tubos em espiral de transmissão de calor 3 pode satisfazer os requerimentos necessários, para que uma ponta sensora de volume e dos materiais das tubulações alcance e atravesse os mesmos na sua totalidade.

[024] O sentido de enrolamento dos tubos em espiral de transmissão de calor 3 nas colunas de superfícies de troca de calor 6 é o seguinte: olhando-se ao longo da direção do eixo do cilindro central 4, o sentido de enrolamento dos tubos em espiral de transmissão de calor 3 nas colunas de superfícies adjacentes de troca de calor é arranjado no sentido horário e antihorário alternativamente, ou pode ser arranjado totalmente no sentido horário, ou ser arranjado totalmente no sentido antihorário.

[025] No interior da parte de conexão com o concentrador

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10/13 de líquidos 11, cada um dos tubos em espiral de transmissão de calor 3 é instalado com uma placa de orifícios; a estrutura da placa de orifícios na entrada do tubo em espiral de acordo com a modalidade preferida de execução da presente invenção é ilustrada na Figura 6. A placa de orifícios é classificada em dois tipos, que consistem da placa de orifícios fixa 7 e da placa de orifícios removível 8. Quando um tubo em espiral de transmissão de calor 3 encontra-se desativado, a realocação do fluxo no tubo em espiral 3 é realizada através da remoção da placa de orifícios removível 8 de outros tubos em espiral de transmissão de calor 3, das colunas de superfícies em espiral 6 na qual o tubo em espiral de transmissão de calor 3 desativado se encontra localizado.

Modalidade Preferida de Execução 2 [026] Uma seção longitudinal de um gerador de vapor mostrando a passagem horizontal de fluído de alta temperatura é ilustrada na Figura 2. O gerador de vapor da presente modalidade de execução é similar ao gerador de vapor da modalidade de execução 1, com a única diferença que o concentrador de líquidos 11 e o concentrador de vapor 12 da presente modalidade preferida de execução utilizam um arranjo a jusante, ou seja, o concentrador de vapor 12 é arranjado a jusante do trocador de calor 13, e o concentrador de líquidos 11 é arranjado a montante.

Modalidade Preferida de Execução 3 [027] Uma seção longitudinal de um gerador de vapor mostrando a passagem vertical de fluído de alta temperatura é ilustrada na Figura 3, na qual o gerador de vapor 1 inclui um trocador de calor 13, um concentrador de líquidos 11 e um concentrador de vapor 12. Na presente modalidade preferida de execução, o gerador de vapor 1 é posicionado verticalmente. O concentrador de líquidos 11 e o concentrador de vapor 12 são arranjados, respectivamente, nos dois lados do trocador de calor 13. A presente modalidade de execução utiliza um arranjo a montante, ou seja, o concentrador de vapor 12 é arranjado a montante do trocador de calor 13, e o

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11/13 concentrador de líquidos 11 é arranjado a jusante.

[028] O trocador de calor 13 é constituído de diversos subconjuntos de troca de calor 2 com a mesma estrutura. A estrutura interna do subconjunto de troca de calor da presente modalidade de execução é mostrada na Figura 5, na qual o subconjunto de troca de calor 2 é composto de um conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor 3, um cilindro central 4 e uma luva 5; os tubos em espiral de transmissão de calor 3 com diferentes raios são arranjados concentricamente e em espiral em um espaço anelar entre o cilindro central 4 e a luva 5, para formar uma ou mais colunas de superfícies concêntricas de troca de calor 6. A coluna de superfícies concêntricas de troca de calor 6 consiste de um ou mais tubos em espiral de transmissão de calor. O raio de curvatura de cada um dos tubos em espiral de transmissão de calor 3 satisfaz os requerimentos necessários, para que uma ponta sensora de volume e dos materiais das superfícies das tubulações alcance e atravesse os mesmos na sua totalidade, e ao longo da direção do eixo do cilindro central. O sentido de enrolamento dos tubos em espiral de transmissão de calor 3 nas superfícies adjacentes de troca de calor inclui: o arranjo no sentido horário e antihorário alternativamente, ou o arranjo totalmente no sentido horário, ou o arranjo totalmente no sentido antihorário.

[029] A seção transversal de cada um dos conjuntos de tubos em espiral de transmissão de calor 3, do cilindro central 4 e da luva 5 apresenta formato circular ou formato retangular com bordas em arco. Uma extremidade do concentrador de líquidos 11 é conectada ao tubo principal de alimentação de água 14 e a outra extremidade do mesmo é conectada ao conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor 3. Uma extremidade do concentrador de vapor 12 é conectada ao tubo principal de vapor 15 e a outra extremidade do mesmo é conectada ao conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor 3.

[030] Como ilustrado na Figura 6, no interior da parte de

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12/13 conexão com o concentrador de líquidos, cada um dos tubos em espiral de transmissão de calor é instalado com uma placa de orifícios fixa 7 e uma placa de orifícios removível 8. A placa de orifícios fixa 7 é utilizada para assegurar a estabilidade do fluxo do fluído de duas fases no interior do tubo em espiral de transmissão de calor e para distribuir a resistência de cada um dos tubos em espiral de transmissão de calor; e quando um tubo em espiral de transmissão de calor encontra-se desativado, a placa de orifícios removível 8 é utilizada para realizar a realocação do fluxo no tubo em espiral através da remoção da placa de orifícios removível de outros tubos em espiral de transmissão de calor das colunas de superfícies em espiral na qual o tubo em espiral de transmissão de calor se encontra localizado.

Modalidade Preferida de Execução 4 [031] Uma seção longitudinal de um gerador de vapor mostrando a passagem vertical de fluído de alta temperatura é ilustrada na Figura 4, na qual o gerador de vapor da presente modalidade de execução é similar ao gerador de vapor da modalidade de execução 3, com a única diferença que o concentrador de líquidos 11 e o concentrador de vapor 12 da presente modalidade preferida de execução utilizam um arranjo a jusante, ou seja, o concentrador de vapor 12 é arranjado a jusante do trocador de calor 13, e o concentrador de líquidos 11 é arranjado a montante.

[032] As propriedades do subconjunto de troca de calor 2, da placa de orifícios fixa 7 e da placa de orifícios removível 8 da presente invenção são tais que, testes e verificações de estado térmico possam ser realizados antes da utilização dos mesmos.

[033] As descrições acima representam apenas modalidades preferidas de execução da presente invenção, e deve ser mencionado que, sem se desviar do princípio técnico da presente invenção, uma pessoa experimentada na arte pode realizar melhoramentos que também podem ser considerados se situando no escopo de proteção da presente

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13/13 invenção.

Aplicabilidade Industrial [034] O gerador de vapor da presente invenção inclui um trocador de calor, um concentrador de líquidos e um concentrador de vapor. Um único subconjunto da presente invenção pode ser submetido a testes de verificação de estado térmico externamente ao reator; além disso, a estrutura de cada subconjunto é estável e pode ser produzida em lotes, com isto reduzindo o custo de produção. O gerador de vapor da presente invenção permite inspeções de volume e da superfície dos tubos de transmissão de calor durante a operação, para que riscos ocultos de segurança possam ser detectados em tempo hábil, e um teste de verificação de estado térmico pode ser executado antes da sua utilização. Portanto, a presente invenção pode ser utilizada na indústria.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. GERADOR DE VAPOR, que compreende:

- um trocador de calor (13) consistindo de diversos subconjuntos de trocadores de calor (2) com a mesma estrutura; o subconjunto de troca de calor (2) inclui um conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor (3), um cilindro central (4) e uma luva (5); os tubos em espiral de transmissão de calor (3) com diferentes raios são arranjados de modo concêntrico e em espiral em um espaço anelar entre o cilindro central (4) e a luva (5), para formar uma ou mais colunas de superfícies concêntricas de troca de calor (6);

- um concentrador de líquidos (11), sendo que uma extremidade do mesmo é conectada ao tubo principal de alimentação de água (14), e a outra extremidade do mesmo é conectada com o conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor (3);

- um concentrador de vapor (12), sendo que uma extremidade do mesmo é conectada ao tubo principal de vapor (15), e a outra extremidade do mesmo é conectada ao conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor (3);

caracterizado pelo fato de que cada subconjunto de troca de calor (2) é diretamente conectado ao mesmo concentrador de líquidos (11) e no mesmo concentrador de vapor (12).

2/3 sentido horário e anti-horário alternativamente, ou o arranjo totalmente no sentido horário, ou o arranjo totalmente no sentido anti-horário.

4. GERADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção transversal de cada um dos conjuntos de tubos em espiral de transmissão de calor (3), do cilindro central (4) e da luva (5) apresenta um formato circular ou formato retangular com bordas em arco.

5. GERADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, na direção do fluxo do meio de transferência de calor (x), o concentrador de líquidos (11) encontra-se arranjado a montante no trocador de calor (13), e o concentrador de vapor (12) encontra-se arranjado a jusante no trocador de calor (13) ou, o concentrador de vapor (12) encontra-se arranjado a montante no trocador de calor (13), e o concentrador de líquidos (12) encontra-se arranjado a jusante no trocador de calor (13).

6. GERADOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os modos de posicionamento do gerador de vapor incluem: a posição vertical, a posição horizontal, ou o posicionamento em qualquer ângulo.

7. GERADOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de que no interior da parte de conexão com o concentrador de líquidos (11), cada um dos tubos em espiral de transmissão de calor (3) é instalado com uma placa de orifícios fixa (7) e uma placa de orifícios removível (8); a placa de orifícios fixa (7) é utilizada para assegurar a estabilidade do fluxo do fluído de duas fases no interior do tubo em espiral de transmissão de calor e para distribuir a resistência de cada um dos tubos em espiral de transmissão de calor (3); e quando um tubo em espiral de transmissão de calor encontra-se desativado, a placa de orifícios removível (8) é utilizada para realizar a realocação do fluxo no tubo em espiral através da remoção da placa de orifícios removível (8) de outros tubos em espiral de

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2. GERADOR, de acordo com a reivindicação1, caracterizado pelo fato de que a coluna de superfícies de troca de calor(6) consiste de um ou mais tubos em espiral de transmissão de calor.

3. GERADOR, de acordo com a reivindicação1, caracterizado pelo fato de que, ao longo da direção do eixo do cilindro central (4), o modo de enrolamento do conjunto de tubos em espiral de transmissão de calor (3) nas superfícies de troca de calor (6) adjacentes inclui: o arranjo no

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3/3 transmissão de calor (3) da coluna de superfície em espiral na qual o tubo em espiral de transmissão de calor se encontra localizado.