CS197790B1

CS197790B1 - Steam generator with protective heat exchanging tubes

Info

Publication number: CS197790B1
Application number: CS85478A
Authority: CS
Inventors: Josef Martoch; Oldrich Matal
Original assignee: Josef Martoch; Oldrich Matal
Priority date: 1978-02-10
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1980-05-30

Description

Vynález se týká parního generátoru s ochrannými teplosměnnými trubkami.The present invention relates to a steam generator with protective heat exchange tubes.

U parních generátorů s tekutým sodíkem jako teplonositelern je jedním z určujících momentů jeho konstrukce, spolehlivost a provozní bezpečnost, především s ohledem na možnost havarijní situace, tj. porušení těsnosti oddělující teplosměnné stěny. Jedním z řešení, snižujícím pravděpodobnost styku sodíku s vodou je zdvojení oddělující teplosměnné stěny. Na tomto prinoipu jsou projektovány parní generátory s-dvojstěnnými trubkami. Prostor mezi vnitřní a vnější trubkou dvojstěnné trubky, oddělený od prostoru sodíku i prostoru vody je vyplněn vhodnou indikační tekutinou, Poruší-li se jedna ze stěn dvojstenné trubky, projeví, se porucha změnou parametrů indikační tekutiny, např. změnou tlaku, teploty atd., popřípadě dojde ke změně chemického složení indikační tekutiny. Změna je zaznamenána a představuje tzv. havarijní signál. U dosud známého provedení parního generátoru s dvojstěnnými trubkami je teplosměnná plooha tvořena svazkem dvojstenných trubek ohnutým do tvaru U.' Indikační tekutinou vyplňující prostor mezi vnější a vnitřní trubkou dvojtěnné trubky je tekutý kov. Tímto provedením není ovšem řešena vzájemná dilatace vnější a vnitřní trubky dvojstěnné trubky. Rozdílem teplot, řádově desítky stupňů, vyvozené napětí ve vnitřních a vnějších trubkách dvojstěnných trubek a spojích těchto trubek s trubkovnicemi dosahuje velmi vysokých hodnot.For steam generators with liquid sodium as a heat carrier, one of the decisive moments is its construction, reliability and operational safety, especially with regard to the possibility of an emergency situation, ie breach of the tightness separating the heat exchange walls. One solution reducing the likelihood of sodium contact with water is the doubling of the heat exchange walls. On this prinoip are designed steam generators with double-walled tubes. The space between the inner and outer tubes of the double-walled tube, separated from the sodium and water compartments, is filled with a suitable indicator fluid. If one of the walls of the double-walled tube breaks, the failure of the indicator fluid parameters will occur. alternatively, the chemical composition of the indicator fluid changes. The change is recorded and represents a so-called emergency signal. In the prior art double-walled tube steam generator, the heat transfer plate is formed by a U-shaped bundle of double-walled tubes. The indicating fluid filling the space between the outer and inner tubes of the double-walled tube is liquid metal. However, this embodiment does not address the dilatation of the outer and inner tubes of the double-walled tube. The difference in temperature, in the order of tens of degrees, the stresses generated in the inner and outer tubes of double-walled tubes and the joints of these tubes with the tube sheets reaches very high values.

197 790197 790

Uvedená podstatná nevýhoda znamená, že se zvyšuje pravděpodobnost porušení těsnosti teplosměnné plochy, která se sice neprojeví havárií parního generátoru, ale přesto znamená nutnost odstavení a opravy parního generátoru, popřípadě jeho odpojitelné části, se všemi (důsledky z toho plynoucími. Další nevýhodou je provádění ohybů dvojstěnné trubky přinášející těžko řešitelné technologické problémy jednak při samotné výrobě, jednak při kontrole.This significant disadvantage means that the probability of breakage of the heat exchanger surface is increased, which, although not caused by a steam generator accident, nevertheless entails the need to shut down and repair the steam generator or its detachable part with all the resulting consequences. double-walled pipes bringing difficult technological problems both during the production itself and during the inspection.

Uvedené nevýhody odstraňuje parní generátor s ochrannými teplosměnnými trubkami zakotvenými na obou koncích do první ochranné trubkovnice a druhé ochranné trubkovince a nasunutými na přímé části oddělujících teplosměnných trubek, zakotvených na obou'koncích do první oddělující trubkovnice a druhé oddělujícími teplosměnnými trubkami podle vynálezu. Podstata vynálezu záleží v tom, že tyto prostory mezi ochrannými teplosměnnými trubkami a oddělujícími teplosměnnými trubkami jsou propojeny s kompenzačním prostorem tvořeným mezitrubkovým prostorem_mezi-druhou-oddělující trubkovnicí a druhou ochrannou trubkovnicí a zaplněným inertním plynem.These disadvantages are overcome by a steam generator with protective heat exchange tubes anchored at both ends to the first protective tube tube and the second protective tube tube and slid onto the straight sections of the separating heat exchange tubes anchored at both ends to the first separating tube tube and the second separating heat exchange tubes. The object of the invention is that these spaces between the protective heat exchange tubes and the separating heat exchange tubes are connected to a compensating space formed by the inter-tube space between the second-separating tube tube and the second protective tube tube and filled with inert gas.

Tyto navzájem propojené prostory tvoří tzv. indikační prostor parního generátoru. První ochranná trubkovnice a druhá ochranná trubkovnioe jsou těsně spojeny s pláštěm parního generátoru, např. přivařením přes vložený dilatační element, např. vlnovec, atd. Prostory mezi ochrannými teplosměnnými trubkami a oddělujícími teplosměnnými trubkami jsou v yplněny vhodnou indikační látkou, např. tekutým kovem. Každá oddělující teplosměnná trubka je ve své části procházející kompenzačním prostorem s výhfcdou opatřena alespoň jedním dilatačním ohybem.These interconnected spaces form the so-called indication space of the steam generator. The first protective tube tube and the second protective tube tube are tightly connected to the jacket of the steam generator, eg by welding over an intermediate expansion element, eg bellows, etc. The spaces between the protective heat exchange tubes and the separating heat exchange tubes are filled with a suitable indicator substance, e.g. Each separating heat exchanger tube is provided with at least one dilatation bend in its part passing through the compensating space.

Výhodou provedení parního generátoru s ochrannými teplosměnnými trubkami je vyřešení vzájemné dilataoe oddělující teplosměnné trubky a ochranné teplosměnné trubky, není třeba provádět ohyby na dvojstěnných trubkáoh, výroba jednotlivých dílů i sestava celku je snadno zvládnutelná a umožňuje použití stávajících výrobních technologií.The advantage of the design of the steam generator with protective heat transfer tubes is the solution of mutual dilatation separating the heat exchange tubes and the protective heat exchange tubes, there is no need to bend on double-walled tubes, the production of single parts and assembly is easy to manage and allows using existing production technologies.

Další výhodou je existence kompenzačního prostoru přímo v parním generátoru, což podstatnou měrou přispěje ke zpomalení nárůstů tlaku při proniknutí vody do prostoru indikační tekutiny, zejména v případě použití tekutéjo sodíku jako indikační tekutiny.Another advantage is the existence of a compensating space directly in the steam generator, which will substantially contribute to slowing the pressure build-ups as water penetrates into the indicator fluid space, especially when using liquid sodium as the indicator fluid.

Příklad provedení parního generátoru s ochrannými teplosměnnými trubkami podle vynálezu, je znázorněn na připojeném výkresu, představujícím schéma parního generátoru podle vynálezu.An exemplary embodiment of a steam generator with protective heat transfer tubes according to the invention is shown in the accompanying drawing, representing a diagram of a steam generator according to the invention.

Na každou oddělující teplosměnnou trubku 1 zakotvenou na obou koncích první trubkovnici 2 a druhé oddělující trubkovnici 2, připojených k plášti 10 parního generátoru, je v její přímé Části, tvořící teplosměnnou plochu parního generátoru, nasunuta teplosměnná ochranné trubka £, zakotvená na obou koncích do ochranných trubkovnic jj, 6 první ochranné trubkovnice 2 ^a druhé ochranné trubkovnicě 6. Prostor 2 mezi ochrannou teplosměnnou trubkou £ a oddělující teplosměnnou trubkou 1, je propojen s mezitrubkovnioovým prostorem 8, vytvořeným mezi první oddělující trubkovnicí 2 a první ochrannou trubkovnicí 2> ^a dále je propojen s kompenzačním prostorem mezi druhou ochrannou trubkovnicí 6 a druhou oddělující trubkovnicí jt.On each separating heat exchange tube 1 anchored at both ends of the first tube sheet 2 and the second separating tube sheet 2 connected to the steam generator housing 10, a heat transfer protective tube 6 anchored at both ends to the protective tube is inserted in its straight portion. jj tubesheets, 6 of the first protective tube plate 2 ^and the second protective tube sheet 6. space between the two heat exchanging tube £ protective and separating the heat transfer pipe 1 is communicated with mezitrubkovnioovým space 8 formed between the first tubesheet 2 separates a first protective tubesheet 2> ^and is further connected with a compensating space between the second protective tube sheet 6 and the second separating tube sheet jt.

Tekutý kov, sodík, proudí mežitrubkovým prostorem, voda (pára) proudí v oddělujících teplosměnných trubkách 1. Oddělující teplosměnné trubky 1 jsou ohnuty do tvaru písmene L a plášť 10 parního generátoru sleduje svým tvarem tvar svazku oddělujících teplosměnných trubek 1, čímž je vyřešena vzájemná dilatace oddělujících teplosměnných trubek a pláště, Dilataci ochranných teplosměnných trubek 4 ^a pláště 10 navzájem, není třeba u tohoto provádění, vzhledem k malým rozdílům teplot, řešit.Liquid metal, sodium, flows through the tubular space, water (steam) flows in the separating heat exchange tubes 1. The separating heat exchange tubes 1 are bent L-shaped and the steam generator jacket 10 follows the shape of the bundle of separating heat exchange tubes 1 to solve mutual expansion The dilatation of the protective heat exchange tubes 4 ^{and the} jacket 10 to each other is not necessary in this embodiment due to the small temperature differences.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A steam generator having protective heat exchange tubes anchored at both ends to a first protective tube tube and a second protective tube tube and slid onto a straight portion of a separating heat exchange tube anchored at both ends to a first separating tube tube and a second separating tube tube. characterized in that the spaces (7) between the protective heat exchange tubes (4) and the separating heat exchange tubes (1) are connected to a compensating space (9) formed by a tubular space (8), between the second separating tube sheet (3) and the second protective tube tubesheet (6) and filled with inert gas.

Steam generator according to Claim 1, characterized in that each separating heat exchange tube (1) is provided in its part passing through the compensation space (9) with at least one expansion bend.