CS234054B1

CS234054B1 - Flow Steam Generator

Info

Publication number: CS234054B1
Application number: CS822411A
Authority: CS
Inventors: Petr Sedivy
Original assignee: Petr Sedivy
Priority date: 1982-04-05
Filing date: 1982-04-05
Publication date: 1985-03-14
Also published as: CS241182A1

Abstract

Účelem vynálezu je snížení materiálových nákladů a zmenšení rozměrů průtočného parního generátoru kompenzací teplotních dilatací plááíové trubky se svazkem teplosměnných trubek se současným zlepšením přestupu tepla mezi sekundárním a primárním médiem a dále co nejúčinnější distanci a fixací svazku teplosměnných trubek. Uvedéného účelu se dosahuje tvarováním teplostěnných trubek do šroubovice o vysokém stoupání s nejtěsnějším vystřídavým uspořádáním těchto trubek ve svazku. Tvarování teplosměnných trubek přechází na koncích v přímé teplosměnné trubky, jež zajišíuji snadnou montáž teplosměnných trubek do svazku. Distance a fixace teplosměnných trubek je provedena distanční a fixační mříží, která se skládá z elementů (pásů) s otvory pro průchod média a otvory tvarovaných podle povrchu trubek tvarovaných do šroubovice pro fixaci a distanci trubek. Uvedeného vynálezu lze využít všude tam, kde jsou potřeba výměníky tepla přenášející velké tepelné výkony s většími teplotními a tlakovými rozdíly mezi jednotlivými médii s vyloučením vzájemného míšení. Proto jsou zvláště vhodné pro jaderné centrály.The purpose of the invention is to reduce material costs and reduce the dimensions of the flow steam generator by compensating for temperature expansions of the plate tube with a bundle of heat exchange tubes with simultaneous improvement of heat transfer between the secondary and primary media and further the most effective distance and fixation of the bundle of heat exchange tubes. The stated purpose is achieved by shaping the heat-wall tubes into a high-pitch helix with the closest alternating arrangement of these tubes in the bundle. The shaping of the heat exchange tubes transitions at the ends into straight heat exchange tubes, which ensure easy assembly of the heat exchange tubes into the bundle. The distance and fixation of the heat exchange tubes is performed by a distance and fixation grid, which consists of elements (strips) with holes for the passage of the medium and holes shaped according to the surface of the tubes shaped into a helix for fixation and distance of the tubes. The invention can be used wherever heat exchangers are needed that transfer large heat outputs with large temperature and pressure differences between individual media, eliminating mutual mixing. Therefore, they are particularly suitable for nuclear power plants.

Description

Vynález se týká vertikálního průtočného parního generátoru s tvarovanými teplosměnnými trubkami»The invention relates to a vertical once-through steam generator with shaped heat exchange tubes.

Vertikální průtočné parní generátory určené zejména pro jaderné centrály zprostředkovávají výměnu tepla mezi primárním a sekundárním okruhem bez míšení cirkulujících médií* Z hlediska umístění primárního okruhu jaderné centrály v ochranné obálce se v současné době' jeví jako nejvýhodnější vertikální parní generátory® Provozní podmínky vyžadují co nejmenší vlhkost páry v sekundárním okruhu jaderné centrály, čehož se dosahuje mírným přehřátím péry v parním generátoru* Přitom není nutno použít nákladné separační zařízení* Dané požadavky splňuje nejlépe průtočný parní generátor, jehož: teplosměnná plocha je tvořena svazkem trubek® Teplosměnné trubky ve svazku mohou být bu3 přímé nebo tvarované. Použití přímých trubek umožňuje použít prostorově efektivní vystřídavé uspořádání trubek ve svazku, ale vede k obtížím při kompenzaci teplotních dilatací trubek a pláště parního generátoru® Kompenzace teplotních dilatací vyžaduje složité nákladné materiálové řešení a případné ohřívání pláště parního generátoru® Obtíže s kompenzací dilatací odstraňuje použití tvarovaných teplosměnných trubek® Dosud používané systémy tvarování trubek neumožňují použití vystřídavého uspořádání trubek ve svaz· ku®Vertical through-flow steam generators designed especially for nuclear power stations mediate heat exchange between the primary and secondary circuits without mixing the circulating media * Vertical steam generators are currently the most advantageous positioning of the primary circuit of a nuclear power plant in a protective envelope steam in the secondary circuit of the nuclear power plant, which is achieved by a slight overheating of the spring in the steam generator * It is not necessary to use expensive separation equipment * The flow-through steam generator is best suited to the requirements. or shaped. The use of straight tubes makes it possible to use a space-efficient alternating arrangement of tubes in a bundle, but leads to difficulties in compensating the temperature dilatations of the tubes and the steam generator casing® Thermal dilatation compensation requires complicated costly material solutions. Pipe Shaping Systems The hitherto used pipe forming systems do not allow the use of an alternate pipe arrangement in a bundle

Uvedené nevýhody odstraňuje průtočný parní generátor podle vynálezu sestávajícího se ze vstupních a výstupních kolektorů sekundárního a primárního média, trubkovnic, fixačních a distančních mříží a svazku teplosměnných trubek®These drawbacks are overcome by the instantaneous steam generator according to the invention, consisting of inlet and outlet collectors of secondary and primary medium, tube plates, fixation and distance grilles and a bundle of heat exchange tubes.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že teplosměnné trubky jsou tvarovány do šroubovice o vysokém stoupání závitu a ve svazku jsou uspořádány vystřidávě. Tvarování trubek podle vynálezu přechází na koncích v přímé trubky, jejichž délka je podmíněna smontovatelností tvarovaných trubek do svazku. Fixační a distanční mříž podle vynálezu je tvořena distančními elementy nebo pásy s otvory pro průchod média. Vnější boky těchto elementů jsou tvarovány podle povrchu trubek tvarovaných do šroubovice®The principle of the invention is that the heat transfer tubes are formed into a helix with a high thread pitch and are arranged alternately in the bundle. The pipe shaping according to the invention passes at the ends into straight tubes, the length of which is conditioned by the assembly of the shaped tubes into a bundle. The fixing and spacer grid according to the invention is formed by spacers or strips with openings for the passage of the medium. The outer flanks of these elements are shaped according to the surface of the helix-shaped tubes

234 054234 054

Těsné uspořádáni trubek do svazku a jejich tvarováni zlepšuje přestup tepla v parním generátoru» Kompenzace teplotních dilar· tací teplosměnných trubek jejich tvarováním snižuje měrný tlak na trubkovnici» Tento tlak lze dále snížit předpětím trubek* Snížení měrného tlaku trubek na trubkovnice s zlepšení přenosu teple umožňuje další zmenšení rozměrů parního generátoru a použití méně kvalitních materiálů» K snížení nákladů na výrobu parního generátoru přispívá to, že teplosměnné trubky jsou shodné» Nežádoucí opotřebení trubek vlivem; chvění ve fixační a distanční mříži zamezuje navrhovaná mříž» Táto mříž tvořené fixačními a distančními elementy se odporem při průchodu sekundárního média pevně axiálně zafixuje do svazku tvarovaných trubek*Tightly bundled and shaped tubing improves heat transfer in the steam generator »Compensation of thermal distillation of heat exchange tubes by shaping reduces specific pressure on the tube sheet» This pressure can be further reduced by pre-stressing the tubes reducing the size of the steam generator and using less-quality materials »To reduce the cost of manufacturing a steam generator, the heat exchanger tubes are the same» Unwanted tube wear due to; vibration in the fixation and spacing grids are prevented by the proposed grille »This grille, consisting of fixation and spacing elements, is firmly axially fixed to the bundle of shaped tubes when the secondary medium passes through *

Příklad provedení průtočného parního generátoru podle vynálezu je na připojeném výkresu, kde obr» 1 představuje řez vertikálním průtočným parním generátorem; s tvarovanými trubkami do šroubovice a obr» 2 část fixační a distanční mříže podle vynálezu·An exemplary embodiment of a once-through steam generator according to the invention is in the attached drawing, wherein Fig. 1 is a cross-section of a vertical once-through steam generator; with shaped helical tubes and Fig. 2 part of the fixing and spacer grating according to the invention ·

Průtočný parní generátor podle obr* 1 je tvořen vstupním kolektorem X, kterým je rozdělováno primární médium do svazku teplosměnných trubek 2₉ X hermeticky přivařených k trubkovnicím .£· Teplosměnné trubky jsou tvarovány do šroubovice o vysokém stoupání závitu a přecházejí v přímé teplosměnné trubky X· Výstup primárního média ze soustavy je výstupním primárním kolektorem Jj» Sekundární médium vstupuje do soustavy vstupní trubkou 6 a je rozdělováno do teplosměnného prostoru vstupním sekundárním kolektorem X» Přehřátá pára vystupuje ze soustavy výstupní trubkou 6» Na plášťovou trubku £ jsou přichyceny fixační a distanční mříže 10 svazku teplosměnných trubek 2 tvarovaných do šroubovice o vysokém stoupání závitu· Montážní prostor je vyplněn smontovatelnou vložkou 11»The through-flow steam generator of Figure 1 is formed by an inlet collector X through which the primary medium is distributed into a bundle of heat exchange tubes 2 ₉ X hermetically welded to the tube sheets. The primary medium outlet of the system is the primary outlet collector 11. The secondary medium enters the system through the inlet tube 6 and is distributed into the heat exchange space through the inlet secondary collector X. Superheated steam exits the system through the outlet tube 6. a bundle of heat exchange tubes 2 helically shaped with a high thread pitch · The mounting space is filled with an assembled insert 11 »

Distanční a fixační mříž podle obr· 2 je tvořena fixačními a distančními elementy (pásy) 12 . které po sestavení mají otvory 13 pro fixaci a distanci svazku teplosměnných trubek 2 tvarovaných do šroubovice o vysokém stoupání závitu a otvory 14 pro průchod sekundárního média»The spacer and fixation grille according to Fig. 2 consists of fixation and spacer elements (bands) 12. which, when assembled, have holes 13 for fixing and spacing the bundle of heat exchange tubes 2 formed into a helix of high thread pitch and holes 14 for the passage of the secondary medium »

234 054234 054

Navržený příklad průtočného parního generátoru řeší kompenzaci teplotní dilatace plášíové trubky 2. ³ teplosměnnou plachou trubkami 2, tvarovanými do Šrouboviee o vysokém stoupání závitu» Toto tvarování trubek 2 umožňuje efektivní vystřídavé uspořádání svazku teplosměnných trubek 2, Tvarované trubky 2 přecházejí v přímé trubky j»» které umožňují montáž; pružnou deformací do svazku pomocí montážního prostoru, který se po ukončení montáže vyplní smontovatelnou vložkou 11. Fixační a distanční mříž montovaná v průběhu montáže teplosměnných, trubek 2, svým tvarováním otvorů 13 a odporem při průchodu média způsobuje pevnou fixaci teplosměnné plochy»The proposed example of a through-flow steam generator solves the compensation of the thermal expansion of the casing tube 2. ^{3 by} heat transfer sheath tubes 2 shaped into a screw thread with a high thread pitch »This tube shaping 2 enables an efficient alternating arrangement of the tube bundle 2. that allow assembly; by elastic deformation into the bundle by means of the mounting space, which is completed after assembly by the assembled insert 11. Fixing and spacing grille mounted during the assembly of heat exchange tubes 2, its shape of holes 13 and resistance to the passage of medium

Konstrukce průtočného parního generátoru podle vynálezu umožňuje vlivem použití teplosměnných trubek tvarovaných do šrouboví ce dostatečnou kompenzaci teplotních dilatací pláště ® teplo— směnnou plochou a tím použití méně kvalitních materiálů. Použití teplosměnných trubek tvarovaných do šrouboviee uspořádaných ve svazku co nejtěsněji, to je vystřídavě, zintenzivňuje přenos tepla mezi jednotlivými médii a tím i zmenšení celkových rozměrů parního generátoru.The design of the once-through steam generator according to the invention allows sufficient compensation of the temperature dilatations of the jacket ® heat-exchange surface due to the use of heat exchange tubes formed in a helix and thus the use of inferior materials. The use of spiral-shaped heat exchange tubes arranged in the bundle as closely as possible, that is to say, alternately, intensifies the heat transfer between the various media and thus reduces the overall dimensions of the steam generator.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1 · Flow-through steam generator and heat-exchanging surface separating hermetically together from tubesheets, inlet and; primary medium from secondary medium by output collectors characterized in that the heat exchange surface (2, 3) is composed of tubes (2) alternately arranged and helically shaped with high thread pitch, which at the ends pass into a straight tube (3).

Flow steam generator according to claim 1, characterized in that the fixing and spacing grids (10) »holes (13) for fixing and spacing the tubes (2) helically shaped and with the holes (14) for the passage of the medium are formed by elements (12). whose sides are shaped according to the surface of tubes (2) helically shaped with high thread pitch *