Система отвода тепла от энергетического контура

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУ1;ЛИН (51)5 F 01 К 13/02

ОПИСАНИК ИЗ0БРКТКНил

H А ВТОРСКОЫУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР (46) 07.05.91. Бюл. 1"- 17 (21) 4631071/06 (22) 13. 01. 89 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения (72) А,Л.Лапшин, В П.Татарников, 10.П.Колошин, В.М,Беркович, С,М.Тах;

И.H .Îñòðåöîâ, Г,А,Филиппов, Л,Н.Фальковский, И.В.Молчанов, Е.И.Гришанин, Б.К.Шанин и В.Я,Шендерович

-(53) 621.165(088.8)

:.(56) Патент ФРГ В 3129289, кл. С 21 С 15/18, 1982е (54) СИСТЕМА ОТВОДА ТЕПЛА ОТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОНТУРА (57) Изобретение относится к области энергетического машиностроения. Цель изобретения — повышение надежности отб

Изобретение относится к области . электроэнергетики и может быть исполь"

sosaao преимущественно на тепловых и атомных станциях.

Целью изобретения является повыше ние надежности отвода тепла от энергетического контура в аварийных режимах посредством исключения активных элементов конструкций, регулирующей и запорной .арматуры .

На чертеже приведена принцнпиаль-.

;ная схема системы отвода тепла от энергетического контура, содержащая .воздушный теплообменник 1 с тяговой трубой 2,,шиберами 3 и 4. Паропровод

5 и трубопровод 6 соединяют воздушный теплообменник I с источником тепла.

„„SU„„1563295 А 3 вода тепла от энергетических воцо3 паровых контуров — достигается посредством применения воздушного теплообменника, включенного параллельно парогенератору и размещенного выше его на высоту, при которой sa счет разности гидростатических отметок парогенератора и воздушного теплообменника обеспечивается расход теплоио" сителя в режиме естественной циркуляции в количестве, гарантирующем . отвод тепла от энергетического контура, Предложенная система отвода тепла позволяет повысить надежность охлаждения энергетических контуров в аварийных режимах с потерей подачи питательной воды и обесточиванием, кото- 3 рые являются наиболее вероятными ава- ру риями, с учетом ошибочных действИй персонала. 3 э.п. ф-лы, 1 ил. (Отвод конденсата из воздушного реп- ф лообменника 1 может осуществляться ар и по отдельному трубопроводу 8, соеди- в нениому с отдельным патрубком 9 паро-, генератора 7., Трубопроводы 6 и 8 снабжены обратными клапанами 10 и 11.: ®

Шиберы 3 и 4 соединены тягами 12

° и 13 со штоками,l4 и 15 поршней 16 и

l7. Рабочие -объемы поршней 16 и 17 соединены с энергетическим контуром (трубопровод 6) линиями IS и 19, Перемещение поршней 16 и 17 осуществляют 3> действием пружин 20 и 21 и давления . А конденсата иа выходе воздуп1ного теплообменника 1. Энергетический контур включает также питательный на-, сос 22 обратный клапан 23, деаэратор, 24, конденсатный насос 25, кондейса3 1 563295 4 тор 26, турбину 27 со стопорным клапаном 28» паропровод 29 и трубопровод

30, В состав энергетического контура в данном примере входит ядерный реактор 3) и насос 32.

Система отвода тепла от энергетического контура работает следующим образом. При работе на мощности энергетический контур .получает тепло из )О ядерного реактора 31 зв счет принудительной циркуляции теплоносителя на» сосом 32, В парогенератор 7 подают питательную иоду питательным насосом 22 по трубопроводу 30. Образующийся в па1 рогенераторе 7 пар по паропроводу 29 через ст6порный клапан 28 направляют в турбину 27 и далее в конденсатор

26, Конденсат подают конденсатным насосом 25 в деаэратор и далее на всас питательного насоса 22, Очень малая часть расхода питательной воды просачивается через обратный клапан !) внутрь трубчатки воздушного теплооб,менника, образуя столб воды, гидроств-)5 тический напор которого компенсирует перепад давления в тракте энергетического контура между точками присоединения к нему воздушного теплооб менника I, Необходимая разность высот между парогенератором 7 и воздушным- теплообменником 1 выбирается в соответствии с конкретным расчетом, При бросках давления, развиваемого питательным насосом 22 в динамических режимах, обратный клапан 11 предотвращают заброс жидкости и паропровод 5, а гндростатический столб воды в воздушном теплообменнике 1 предотвращает постоянный слив воды в 4)» паропровод 5 sa счет стационарнбго гидравлического напора, развиваемого питательными насосом 22, Возможен вариант соединения воздушного теплообменника 1 с парогенератором 45

7 через отдельный патрубок 9 на его корпусе, В этом случае обратный клвпви 10 выполняет такую же роль, как клапан Il, Однако необходимая высота размещения воздушного теплообмеиника в этом случае будет существенно ниже, так квк,гидравлическое сопро .тивление энергетического контура между этими новыми точками подключения воздушного теплообменника 1 будет сущеетвенно ниже. Действительно, по сравнению с первый вариантом подключения исключается гидравличес" кий ))ерепад давления на трубопроводе

30> где он достигает нескольких атмосфер иэ-эа наличия запорной арматуры и соответственно большого расхода питательной воды при работе питательного насоса 22, Во Ьтором случае действует лишь гидравлический перепад давления только в самом парогенераторе 7 и общем участке паропроводов 5 и 29. Этот гидравлический перепад меньше I кгс/см, и поэтому выбор отметки размещения воздушного теплообменникв 1 не составляет проблемы.

Характеристики пружин 20 и 7.! подбирают такими, что при номинальных значениях давления в энергетическом контуре шиберы. 3 и 4 закрыты и поступ.— ление воздуха за счет неплотностей в этих шиберах в воздушный теплообменник I минимально, Соответственно этому расходу воздуха и тепловым по;

-терям через изоляцию корпуса воздушного теплообменника, 1 происходит приТоК и конденсация пара по паропроводу 5 иэ энергетического контура. При увеличении высоты столба жидкости конденсат под действием гидроствтического перепада давления сливается по трубопроводу 6 или 8 через обратные клапаны 1) или 10, которые практичес ки всегда открыты, зв исключением редких режимов, когда питательный насос 22 развивает повышенный напор, При отключении турбины 27 стопорный клапан 28 закрывается, питательный на сос 22 останавливается, так как он-работает от турбопривода (на чертеже не показан), обратный клапан 23 закрывается, предотвращая снижение давления в -энергетическом контуре, При этом остаточные тепло иэ реактора 31 передается в парогенервтор 7 естественной циркуляцией теплоносителя, так как насос 32 отключается иэ-за обесточивания его электропривода (на чер" теже не показан), Образующийся в парогенервторе 7 пар по паропроводу 5 поступает в воздушный теплообменник 1

-Так как шиберы 3 и 4 закрыты, сначала повышается давление в энергетическом контуре и соответственно и рабочих объемах .поршней )6 и )7 через линии 18 и 19, При этом поршни 16 и .

)7 перемещаются, преодоаевая сопро-. тивления пружин 20 и 21, и через тяги

12 и )3 усилия передаются на шиберы

3 и 4, в результате чего ойи откры-. ваются, Холодный воздух через шибер

5 15632

4 поступает в воздушный теплообменник, копдепсируя пар в его трубчатке. Нагретый воздух выходит через шибер 3 в тяговую трубу . 2 и далее в атмосферу. Выбором высоты тяговой

5, трубы 2 обеспечивается необходимая тяга и расход воздуха при полностью раскрытых шибсрах 3 и 4. В первый момент после отключения турбиньг 27 остаточное тепловыделенне в энерге.тическом контуре иаксимально. Поэтоиу давление в нем достигает максимального расчетного значения, при которои шиберы 3 и .4 открыты полностью. Ло иере снижения. остаточного тепловыделения в ядерном реакторе 3l давление в энергетическом контуре снжкается, и поршни под действием прукин

20 и 21 перемещаются .в обратную сторо-2О ну, прикрывая шиберы 3 и 4 с соответствующим снюкением расхода воздуха.

При этом давление пара в энергетическом контуре поддерживается на уров не, несколько больщем номинального 25 при работе. турбины 27. При отключении питательного насоса 22 столб воды в воздушном теплообменнике уменьшается на величину его напора. При этом вся его теплообменная поверх- 30 ность начинает участвовать в конденсации п&раф

Формула изобре тения

1. Система отвода тепла от энерге тического контура у содерщащая под

95 6 ключенный к источнику тепла через паропроводы охлаждаемый воздухом теплообменнпк, выход которого по конденсату сообщен трубопроводамп с источником тепла, отличающаяся теи, что, с целью повышения надежности отвода тепла от энергетического контура в аварийных режимах путем исключения активных элементов конструкций регулирующей и запорной арматуры, теплообменник установлен над источником тепла на высоте, при которой гидростатическая разность давлений больше гидравлических потерь, при этом теплообмеиник заключен в корпус, снабженный тяговой трубой и шнберамн i с поршневыми приводами, управляемыми по давлению в контуре, при этом шиберы установлены на входе в корпус и на выходе из последнего в тяговую тру° бу

2. Система no n. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что выход конденсата иэ теплообменника подключен дополнительным трубопроводом к источнику тепла, 3. Система по пп.l и 2, о т л и " ч а ю щ а я с я тем, что трубопроводы сиабпены обратныии клапанами.

4. Система no nn. 1-3, о т л и " ч а ю щ а я с я тем, что на дополнительном трубопроводе выпОлнен гидравлический затвор.

1563295 б

Составитель 5,Радин ,Редактор И.Вукреева . Техред ll.Ñåðäþêîâà, :Корректор О.ЦиЮЖ м NO ° а ° В Ю Ю4 В Ю Ю ФНЙВ Ю

Заказ 2298, Тираж 338 Подаисиое ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открмтиам нри. FltHT СССР !

13035, Иосква, 3-35, Рауаская наб., д. Ф/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", й, Уагород, ул. Гагарина, 101