§ 3.2. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИОННЫХ СХЕМ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ,
ОБОГРЕВАЕМЫХ ОРГАНИЧЕСКИМИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯМИ
Параметры парогенераторов. В СССР и США были осуществлены АЭС с органическим теплоносителем, температура которого на входе в парогенераторы не выше 325 °С. Такой температурный уровень отвода тепла из реактора позволяет практически рассчитывать на производство рабочего пара среднего давления с небольшим перегревом.
Последующие изыскания; более стойких органических теплоносителей давали возможность надеяться на достижение t1 несколько более 400 °С, что позволило бы рассчитывать на применение стандартных параметров среднего давления р2=3,5 МПа;
t"2—410°С. t, Q-Диаграмма такого парогенератора аналогична представленной на рис. 3.1.
Однако плохие теплофизические свойства органических теплоносителей, усложнение первого контура из-за нестабильности этих веществ, по крайней мере на ближайший обозримый период, сняли с повестки дня энергетиков рассмотрение АЭС с такими теплоносителями. И это несмотря на совсем малые давления в первом контуре (не более 1 МПа). Если в будущем удастся создать стойкий к разложению высокотемпературный органический теплоноситель, то вполне возможно возвращение к новым разработкам таких энергетических установок.
Рис. 3.9. Схема прямоточного парогенератора:
1 — корпус; 2 — экономайзер; 3 — испаритель; 4 — пароперегреватель
Рис. 3.10. Схема многокорпусного парогенератора с естественной циркуляцией:
1 — экономайзер; 2 — испаритель; 3 — пароперегреватель; 4 — сепарационный барабан; 5 — опускные трубы
Возможные конструкционные схемы. Различие теплофизических свойств органических веществ и воды определяют другие подходы к определению рациональной конструкционной схемы парогенератора с органическим теплоносителем. Возможность нагрева его в реакторе до более высокой температуры (по сравнению с водой) позволяет рассматривать паротурбинный цикл с перегретым паром. Следовательно, ПГ может состоять из пароперегревателя, испарителя и экономайзера.
Малое давление теплоносителя по сравнению с давлением рабочего тела дает возможность организовать его движение в корпусе теплообменника в межтрубном пространстве. При такой схеме омывания поверхности нагрева все элементы парогенераторов легко компонуются в одном корпусе. Из-за своих теплофизических свойств органические теплоносители не могут обеспечить высокой интенсивности теплообмена, поэтому поверхности нагрева будут иметь весьма большие размеры. Их более целесообразно будет выполнять из змеевиковых, плоских, винтовых или спиральных труб. Движение рабочего тела внутри труб, как правило, принудительное. Схема прямоточного парогенератора представлена на рис. 3.9. Схемы парогенератора с естественной и многократной принудительной циркуляцией аналогичны схемам, изображенным на рис. 3.18. Для парогенераторов существенной единичной производительности однокорпусной вариант может оказаться слишком громоздким, в этом случае целесообразен переход на многокорпусной вариант. В этом случае можно более просто осуществить испаритель с естественной циркуляцией, если применить в нем не змеевики, а трубы каких-либо самокомпенсирующихся профилей, например L-образные, как на (рис. 3.10). Если проектируется ПГ на средние параметры, то может оказаться, что наиболее целесообразно выполнение испарителя с погруженной поверхностью нагрева. В этом случае теплоноситель будет проходить внутри труб, а рабочее тело — в межтрубном пространстве. Компоновка такого парогенератора будет многокорпусной. При возможно объединение в одном корпусе экономайзера и испарителя (см. рис. 4.8).
При условии в экономайзере и пароперегревателе движение теплоносителя по трубам всегда целесообразнее (так как Р2>Р1).
