CS224520B1

CS224520B1 - Integral intermediate exchanger-steam generator for quick reactors with a sodium thermocarrier

Info

Publication number: CS224520B1
Application number: CS819546A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Ing Csc Krizek
Original assignee: Krizek Vladimir
Priority date: 1981-12-21
Filing date: 1981-12-21
Publication date: 1984-01-16

Description

Vynález se týká integrálního mezivýmšníku - parního generátoru pro rychlá reaktory se sodíkovým teplonositelem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an integral intercooler - a steam generator for fast reactors with a sodium heat carrier.

U rychlých reaktorů se sodíkovým teplonositelem se dosud vesmšs používá tříokruhových systémů. V prvém okruhu sodík přejímá teplo v reaktoru a předává je v mezivýmšníku sodíku druhého okruhu, který pak opšt teplo předává v parním generátoru vodě a vodní páře. Tím vzniká problém vyrobit a instalovat samostatný mezivýmšník s příslušným primárním cirkulačním sodíkovým okruhem a dále samostatně vyrobit a instalovat parní generátor rovněž ae sekundárním cirkulačním okruhem a okruhem parovodním. Zařízení jsou nákladná, prostorově náročná, což zvyšuje investiční náklady jaderné elektrárny.In fast reactors with a sodium heat carrier, three-circuit systems have been used to date. In the first circuit, sodium receives heat in the reactor and transfers it in the sodium intercooler of the second circuit, which in turn transfers heat in the steam generator to water and steam. This creates the problem of producing and installing a separate intermediate cylinder with the respective primary circulating sodium circuit, and also separately producing and installing the steam generator as well as the secondary circulating circuit and the steam-water circuit. The equipment is expensive and space-intensive, which increases the investment costs of the nuclear power plant.

Uvedené nevýhody odstraňuje integrální mezivýmšník - parní generátor pro rychlá reaktory se sodíkovým teplonositelem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že parní generátor, tvořený obalovým pláštěm s vnitřními řadami teplosměnných trubek, obtékanými sekundárním sodíkem, je obklopen mezivýměnlkovým pláštěm, protékaným primárním sodíkem.These disadvantages are overcome by the integral intercooler-steam generator for fast sodium heat transfer reactors according to the invention, characterized in that the steam generator, consisting of a sheath with inner rows of heat exchange tubes surrounded by secondary sodium, is surrounded by an interchange sheath with primary sodium.

Vynálezem je vytvořen jediný teplosměnný aparát s minimální dálkou trasy sekundárního sodíku. Přitom s výhodou je obalový pláli parního generátoru opatřen výztužnými tepelně vodivými žebry, pro zvýšení přenosu tepla mezi primárním a sekundárním sodíkem.The invention provides a single heat exchange apparatus with a minimum distance of secondary sodium path. Advantageously, the jacket of the steam generator is provided with reinforcing thermally conductive fins to increase the heat transfer between the primary and secondary sodium.

Shodná teplosměnné trubky levé řady, zakotvené v horní trubkovnici, jsou na svém druhém konci zakotveny v pravé části spodní trubkovnice. Shodné teplosměnné trubky pravé řady, zakotvené v horní trubkovnici, Jsou zakotveny na svém druhém konci v levé části spodní trubkovnice. Tím je zaručena dobrá tepelná dilatace mezi jednotlivými trubkami i obalovým pláštěm. Ve vzniklých volných prostorech mezi shodnými teplosměnnými trubkami levé a pravé řady 224528 jsou 8 výhodou vloženy tepelně vodivé kapsy, protékané primárním sodíkem, popřípadě jsou vložena tepelně vodivá žebra. Pro zvýSení přenosu tepla mezi primárním a sekundárním sodíkem je s výhodou mezivýměníkový pláěl uvnitř opatřen vytěsňujícími plechy, na svém spodním konci otevřenými. Přitom s výhodou pro konstrukční uspořádání i funkoi je obalový pláěí parního generátoru čtvercového, Si obdélníkového tvaru.The same heat exchange tubes of the left row, anchored in the upper tube sheet, are anchored at the other end in the right side of the lower tube sheet. Matching heat transfer tubes of the right row, anchored in the upper tube sheet, are anchored at their other end in the left side of the lower tube sheet. This guarantees good thermal expansion between the individual tubes and the casing. In the resulting voids between the identical heat exchange tubes of the left and right rows of 224528, thermally conductive pockets flowing through the primary sodium are inserted or thermally conductive ribs are inserted. In order to increase the heat transfer between the primary and secondary sodium, the interchangeable sheet is preferably provided with displaceable sheets inside open at its lower end. Advantageously, the jacket of the steam generator is a square, Si rectangular shape for both the construction and the funcoi.

Příklad provedení podle vynálezu je na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje řez horní částí integrálního mezivýměníku - parního generátoru, obr. 2 příčný řez v horizontální rovině, obr. 3 řez dolní částí integrálního mezivýměníku - parního generátoru, obr. 4 ve variantách a , ji, γ , ukazuje příklady tvaru teplosměnných trubek a obr. 5 znázorňuje výhodný průběh teplot primárního sodíku Na^, sekundárního sodíku Na¹¹ a vody podél výhřevné plochy ohřívače, odpařovače a přehřívače.An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a cross-section of the upper part of the integral intermediate heat exchanger-steam generator, Fig. 2 a cross-section in a horizontal plane; Fig. 5 shows the preferred course of temperatures of primary sodium Na 2, secondary sodium Na ¹¹ and water along the heating surface of the heater, vaporizer and superheater.

V obalovém pláěti J, parního generátoru jsou umístěny teplosměnné trubky levé řady 2, a pravé řady 2, zakotvené v horní trubkovnici 2· Trubky jsou Šikmo přímo, Si vlnitě vedeny ke spodní trubkovnici £, přitom leží v rovinných řadách a jsou shodné. Tak například trubka lévé řady označená v horní části ja, zaúsluje do spodní části v místě ε/, trubka 2 ^v místě b*. trubka s. ^v místě c* atd. Vstup 6, vody je zaveden do spodního dna 8,» které je s výhodou opatřeno průlezem 2 pro kontrolu, případnou opravu, či zaslepení teplosměnných trubek.The heat exchanger tubes of the left row 2, and the right row 2 anchored in the upper tube sheet 2 are located in the jacket 1 of the steam generator. For example, the pipe of the left-hand row marked at the top i is fed to the bottom at ε /, the pipe 2 ^at b *. pipe p. ⁱⁿ C * etc. Entry 6, water is introduced into the flat bottom 8 »which is preferably provided with two hatch for inspection or repair, or blind tubes.

Horní výstup 2. vody Si páry, navazuje na horní dno 10. které je rovněž s výhodou opatřeno průlezem 11 pro kontrolu, případnou Opravu, Si zaslepení teplosměnných trubek. Vstup sekundárního sodíku je označen 12. výstup 13. Sekundární sodík předává teplo teplosměnným trubkám £, 2 protékaným vodou Si vodní parou a přebírá teplo primárního sodíku, jehož vstup do pláště 14 mezivýměníku je označen 1 5 a výstup ,16,. Plášl 14 mezivýměníku může být připojen na obalový pláěl J. pomocí dilatačního vlnovce ΐχ, přitom může být rozebíratelný tak, aby byl v případě nutných oprav přístup i k vnitřním částem na straně primárního sodíku, a to například jeho přetažením přes obalový plášl J..The upper outlet of the steam water 2 is connected to the upper bottom 10, which is also preferably provided with a hatch 11 for checking, if necessary, the blindness of the heat exchange tubes. The secondary sodium inlet is designated as the outlet 13. The secondary sodium transfers heat to the heat transfer tubes 8, 2 flowing through the water Si through steam and takes over the heat of the primary sodium, whose inlet 14 of the interchanger is marked 15 and the outlet 16. The intermediate shell 14 may be connected to the envelope by means of an expansion bellows ΐχ, while being detachable so that, if necessary, access can also be made to the inner parts on the primary sodium side, for example by dragging it over the envelope.

Nad hladinou 18 primárního sodíku je prostor 19 inertního plynu, zavedeného potrubím 2SL> sloužícím rovněž k odvzduSnění. Nad hladinou 21 sekundárního sodíku je prostor 22 inertního plynu, zavedeného potrubím 23. sloužícím rovněž k odvzduSnění. Zbytky sekundárního sodíku se vypouštějí potrubím 24. napojeným na spodní trubkovnici 4, zbytky primárního sodíku se vypouštějí potrubím 25 na dně mezivýměníkového pláště 14. Sekundární sodík má mírně zvýšený tlak oproti primárňímu sodíku, aby bylo zaručeno, že v případě netěsnosti nepronikne primární sodík do sekundárního sodíku e do prostoru vlastního parního generátoru. Obalový pláSl J. parního generátoru je opatřen výztužnými tepelně vodivými žebry 26. zasahujícími do prostoru primárního i sekundárního sodíku.Above the level of primary sodium 18 there is a space 19 of inert gas introduced through a line 25 also serving for venting. Above the level of secondary sodium 21 is a space 22 of inert gas introduced through a conduit 23 also serving for venting. Secondary sodium residues are discharged via line 24 connected to the lower tubesheet 4, primary sodium residues are discharged via line 25 at the bottom of the interchange shell 14. The secondary sodium has a slightly increased pressure over primary sodium to ensure that primary sodium does not leak into the secondary of sodium e into the space of its own steam generator. The jacket of the steam generator is provided with reinforcing thermally conductive ribs 26 extending into the space of both primary and secondary sodium.

Tím, Se teplosmSnné trubky Jg,, 2 jsou shodné a jsou vedeny Šikmo v řadě z jedné poloviny horní do druhé poloviny dolní, vzniknou mezi řadami volné šikmé prostory, do kterých jsou umístěny tepelně vodivé kapsy 27. protékané primárním sodíkem, značně zvětšující-výhřevnou jiloohu mezi primárním a sekundárním sodíkem. Případně lze do těchto volných Šikmých prostorů umístit místo tepelně vodivých kapes tepelně vodivá žebra. Mezivýměníkový plášl 14 je uvnitř opatřen vytěsňujícími plechy 28 ne svém spodním konci otevřenými, které vedou primární sodík podél obalového pláště £, tepelně vodivých žeber 26 a do tepelně vodivých kapes 27.Since the heat transfer tubes 12 and 12 are identical and run obliquely in a row from one upper half to the other half lower, free inclined spaces are formed between the rows in which the heat conductive pockets 27 flowing through the primary sodium, substantially expanding-heating, are placed. between the primary and secondary sodium. Optionally, thermally conductive ribs can be placed in these free inclined spaces instead of the thermally conductive pockets. The intermediate heat exchanger shell 14 has internally displaceable sheets 28 not open at its lower end that lead primary sodium along the envelope shell, the thermally conductive ribs 26 and into the thermally conductive pockets 27.

Claims

Integral intermediate heat exchanger - steam generator for fast reactors with a sodium heat carrier, characterized in that the steam generator, consisting of a jacket (1) with inner rows of heat exchange tubes (2, 3), is. between the exchanger jacket (14).

Integral interchanger - tongue generator according to claim 1, characterized in that the casing (1) is provided with reinforcing thermally conductive ribs (26).

3. Integral interchange heat exchanger according to Claims 1 and 2, characterized in that the same heat exchange tubes of the left row (2) anchored in the upper tube sheet (5) are anchored at their other end in the right part of the lower tube sheet (4) and the same heat exchange tubes of the right row (3), anchored in the upper tube sheet (5), are anchored on their second tap * on the left side of the lower tube sheet (4).

Integral intermediate heat exchanger - steam generator according to Claims 1, 2 and 3, characterized in that in the free spaces between the identical heat exchange tubes the left row (2) and the right row (3) are inserted thermally conductive pockets (27) or thermally conductive ribs. (26).

Integral intermediate heat exchanger - steam generator according to items 1, 2, 3 and 4, characterized in that the intermediate heat exchanger (14) is provided with displaceable sheets (28) inside.

Integral intermediate heat exchanger - steam generator according to Claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that the envelope (1) is of square or rectangular cross-section. ·