Разработка и усовершенствование парогенераторов для АЭС с ВВЭР на основе исследований тепло- и массообмена

• Автор: Трунов, Николай Борисович
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Подольск
• Количество страниц: 273 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные условные обозначения индексы и сокращения

Введение .

Глава 1. Развитие конструкции ПГ АЭС с ВВЭР и проблемы их эксплуатации.

1.1 Развитие конструкции горизонтальных ПГ.

Конструкция вертикальных ПГ с естественной циркуляцией

Сравнение горизонпгалыгыхПГ с вертикальными

1.4 Проблемы эксплуатации ПГ АЭС с ВВЭР и пути их решения

1.4.1 Нормирование качества воды второго контура.

1.4.2 Влияние различных факторов на повреждения труб.

1.4.3 Исследование закономерностей распределения дефектов труб по объему ПГ

Глава 2. Условия теплопередачи и температу рные поля
2.1 Особенности теплопередачи в горизонтальных ПГ.
2.1.1 Распределение тепловых потоков и режимы теплоотдачи
2.1.2 Определение проектных параметров.
2.1.3 Определение коэффициента теплопередачи.
2.1.5 Запас поверхности теплообмена
2.1.6 Влияние уровня.
Распределение температур
2.2.1 Температуры на выходе из теплообменных труб.
2.2.2 Температуры на наружной стенке теплообменных труб и условия теплоотдачи
2.2.3 Исследования условий перемешивания в зоне раздачи питательной воды
2.2.4 Изменение температур в водяном объеме в динамических режимах
Глава 3. Распределение паросодержаний и скоростей среды в водяном объеме ПГ.
3.1 Шьпные данные о паросодержаниях .
3.1.1 Методика измерений
3.1.2 Измерения паросодержаний в ПГВ0.
3.1.3 Измерения паросодержаний в ПГВ
Определение среднего паросодержания и запаса воды в ПГ.
3.2.1 Роль запаса воды и способы его определения
3.2.2 Измерения запаса воды в ПГВ 0.
3.2.3 Оценка запаса воды в ПГВ и показания уровнемеров.
Опытные данные о скоростях циркуляции
3.3.1 Методика измерений.
3.3.2.Скорости циркуляции в ПГВ0.
3.4 Схема массообмена и определение кратности циркуляции.
3.4.1 Определение кратности циркуляции в горизонтальном ПГ
3.4.2 Кратность циркуляции в ПГВ0.
3.4.3 Общая схехма массообмена в ПГВ
3.4.4 Расход циркулирующей воды и кратность циркуляции в ПГВ
3.4.5 Влияние паросодсржания в межтрубном коридоре ПГВ на кратность циркуляции.
3.4.6 О проблемах гидродинамики и массообмена в ПГ
Глава 4. Поведение примесей в объеме второго контура.
4.1 Баланс примесей в ПГ и их удаление с продувкой
4.1.1 Уравнение баланса примесей.
4.1.2 Удаление примесей с непрерывной и периодической продувкой ..
4.1.3 Внешняя организация продувочных линий и регламент продувки.
Исследования распределения примесей в водяном объеме
4.2.1 Первоначальное распределение примесей в ПГВ
4.2.2 Влияние реконструкции раздачи питательной воды и продувки на распределение примесей в ПГ
Глава 5 Математическое моделирование процессов в ПГ
5.1 РольмоделиПГ в расчетном обосновании РУ и методы моделирования
Тешопщравлшеский расчет ПГ в стационарном режиме
Моделирование естественной циркуляции.
5.4 Моделирование массообмена и iределения растворенных нелетучих примесей
Разработка расчетного кода для моделирования циркуляции во втором контуре ПГ
5.5.1 Описание методики расчета и математической модели
5.5.2 Законы межфазного взаимодействия.
5.5.4 Законы взаимодействия двухфазной среды с трубчаткой
5.5.4 Исследование гидродинамических параметров второго контура
Заключение
Практическая значимость
Апробация работы.
Публикации.
Выводы.
Список литературы


Необходимо отметить, что впоследствии некоторые ПГ (1, 2 блоки Ровенской АЭС) были оснащены локальным дырчатым листом в районе «горячего» коллектора /7//8/. Установка локального дырчатого листа обеспечивает снижение набухания уровня в зоне максимальной паровой нагрузки. Лист располагается вокруг коллектора и над малыми пакетами* пучка теплообменных труб. Установка дырчатого листа позволяет уменьшить местные скорости пара в зоне «горячего» коллектора за счет распределения части пара в менее нагруженные соседние зоны зеркала испарения, что исключает подтопление жалюзийного сепаратора. Назначение листа состоит в защите фланцевого разъема второго контура от заброса влаги, который может вызывать концентрирование коррозионно-активных примесей на элементах фланцевого разъема. Аналогичные листы были установлены также на АЭС "Дукованы" 1. В дальнейшем пакеты, прилегающие к корпусу ПГ и имеющие меньшее количество труб, будем называть малыми, а прилегающие к оси корпуса - большими. В штатной конструкции ПГ питательная вода раздается в глубине пучка, в горизонтальный коридор между верхней и нижней частями трубного пакета на «горячей» стороне ПГ. В связи с тем, что на ряде энергоблоков были обнаружены коррозионноэрозионные повреждения раздающих коллекторов питательной воды из углеродистой стали, узел раздачи питательной воды был модифицирован. На различных энергоблоках применялись различные варианты конструкции раздающих коллекторов, идущих на замену старых. На рис. РАЭС /7/. Рис. Новый модифицированный коллектор располагается над трубным пучком. Раздающие патрубки питательной воды направлены под углом над «горячими» пакетами пучка теплообменных труб для обеспечения более полного прогрева питательной воды до момента соприкосновения с теплообменными трубками и корпусом ПГ. Питательный трубопровод на входе в ПГ имеет подъемный участок, образующий гидрозатвор, который позволяет избежать расслоения потока в районе входного патрубка, где расположен композитный шов. Расположение раздающего коллектора питательной воды над трубным пучком позволяет упростить его конструкцию, а также технологию монтажа. Наличие в конструкции фланцевых разъемов позволяет свести к минимуму сварочные работы внутри корпуса ПГ. Инспекция коллектора в процессе эксплуатации при таком расположении трудностей не представляет. Питательная вода раздается над трубным пучком, преимущественно в сторону корпуса (рис. Рис. При этом раздающие патрубки расположены неравномерно, что обеспечивает раздачу питательной воды в соответствии с профилем паровыделения. Кроме того, расположение зоны раздачи рядом со стенкой корпуса ПГ позволяет снизить набухание уровня в ней. Локальная расчетная скорость пара в секциях, соседних с «горячим» коллектором, при этом снижается с 0,5 м/с до величины не более 0, м/с. При этом необходимо отметить, что в зону непосредственной близости к «горячему» коллектору вода не подается из соображений его термоциклической прочности. На АЭС «Ловииза» реализован несколько отличный вариант коллектора питательной воды, имеющий ^образные раздающие патрубки (рис. Их назначение - предотвратить расслоение потока питательной воды, вызывающее гидроудары, при подаче в основной коллектор питательной воды из баков аварийного запаса с температурой °С, что является особенностью АЭС "Ловииза". На рис. АЭС «Дукованы» в Чехии, с подачей питательной воды вниз, в горизонтальный коридор между верхней и нижней частями трубных пакетов, но аналогии с раздачей воды до реконструкции //. В нижней части корпуса и на днище имеются патрубки продувки, расположенные на нижней образующей корпуса (под небольшим углом к вертикальной плоскости) и на защитных рубашках коллекторов теплоносителя (иногда эти рубашки называют «карманами»). Реконструкция системы раздачи питательной воды сопровождалась реконструкцией внешних линий продувки для повышения эффективности удаления растворенных примесей. Последние варианты конструкции ПГВ-0 снабжены смывным устройством под трубным пучком для промывки днища ПГ от шлама во время планового ремонта.