Конструкция ПГВ

Развитие конструкций ПГ для АЭС с ВВЭР
Разработка 1 ВВЭР 1955 - 1964 гг.
Существовали вертикальные ПГ с трубной доской 400-800 мм. Трудность в их изготовлении.
Решение – вертикальные коллекторы с толщиной много меньшей: цилиндр вместо пластины – большая прочность, нет выпадения шлама на трубной доске, нет большого теплоперепада между частями трубной доски (вход, выход т/н).
Основные схемные решения:
однокорпусной ПГ без ЭКО и ПП, со встроенной сепарацией;
горизонтальный корпус и вертикальные коллекторы;
горизонтальный трубный пучок из U-образных трубок из нержавейки;
естественная циркуляция рабочего тела;
умеренные нагрузки зеркала испарения и наличие свободного уровня над трубным пучком;
сепарация пара в жалюзийном сепараторе в верхней части корпуса;
качество п/в – исходя из опыта эксплуатации паровых котлов.

ПГ малой мощности
1964 г – 1 блок НВ АЭС с ВВЭР-210 – «ПГВ-1» Nт = 127 МВт (6 шт.),
1967 г. – 2 блок НВ АЭС с ВВЭР-365 – «ПГВ-3» Nт = 179 МВт (6 шт.),
Параметры пара: Р = 3,2 /3,3 МПа, t = 236/238°С,
параметры теплоносителя: Р=10 МПа, t’/t” =270/252; 280/252

ПГ для ВВЭР-440
1971 г. – 3 блок НВ АЭС с ВВЭР-440 – «ПГВ-4» (ПГВ-440) Nт = 230 МВт (6 шт.);
всего 35 блоков с 210 ПГ в России и Европе
параметры пара Р/t = 4,6МПа/259°С, теплоноситель: 13,7МПа и 300/270°С
основные отличия:
большая мощность и параметры,
проходные коллекторы через корпус, смещены относительно друг друга,
подвод п.в. сбоку
трубки 16/1,4 мм
размеры корпуса L=12,4 м Dвн=3,2 м

Первый блок ВВЭР-1000 – НВ АЭС в 1980 г.
ПГВ-1000 – 4 ПГ на блок
похож по схеме и конструктивному исполнению на ПГВ-4
более напряжен по тепловым, паровым и механическим показателям
мощность ПГ 750 МВт, - в 3,25 раза выше, а масса больше лишь в 1,7 раза
с 1984 г. рекомендован к серии, название ПГВ-1000М
в России, Украине, Китае, Иране - 108 ПГ ПГВ-1000(М)
Параметры ПГ:
паропроизводительность: 1470 т/ч,
давление / температура пара: 6,28 МПа/278,5°С
влажность пара: менее 0,2%
температура теплоносителя: 321/291°С
давление теплоносителя 16 МПа
расход теплоносителя 21500 м3/ч
Развитие конструкций ПГ для АЭС с ВВЭР: ПГВ-1000

Конструкция ПГВ-1000 (1000М)
Конструктивно напоминает ПГВ-4М, но:
большая нагрузка (в 3 раза),
большие габариты (диаметр 4 м вместо 3,2 м)

Конструкция ПГВ-1000М
Основные элементы и узлы ПГ:
корпус,
поверхность теплообмена,
«горячий» и «холодный» коллекторы,
устройство раздачи основной питательной воды,
устройство раздачи аварийной питательной воды,
сепарационные устройства жалюзийного типа,
погруженный дырчатый лист,
опорные конструкции и гидроамортизаторы,
устройства измерения уровня в ПГ,
система продувки и дренажа.

Конструкция ПГВ-1000М - корпус
Корпус
три обечайки разной толщины и два штампованных днища,
рассчитан на давление 2 контура
длина 13840 мм, внутренний диаметр 4000 мм, толщина стенок корпуса - 145 мм и 105 мм, толщина стенок днищ - 120 мм.
материал - перлитная сталь марки 10ГН2МФА
патрубки коллекторов, пара и п/в, люки 800 мм и 500 мм, штуцеры труб продувки, дренажа, воздушников, уравнительных сосудов уровнемеров

Конструкция ПГВ-1000М - коллекторы
2 коллектора: горячий и холодный.
Отличие в рабочей температуре (320 и 290°С)
Сосуд из двух поковок: цилиндр и конус
Толщина стенок 175 мм. Диаметр – 834 мм
Материал: сталь 10ГН2МФА
и плакировка изнутри (8 мм) – 08Х18Н10Т
Крышка 500 мм, сверху люк – 800 мм
Перфорация для трубок
Между стенками коллекторов и патрубками - водяная рубашка, ниже которой - карманы для отвода парогенераторной воды

Конструкция ПГВ-1000М – теплообменная поверхность
11 тысяч U-образных трубок из стали 08Х18Н10Т диаметром 16х1,5 мм
Скомпонованы в 2 пучка. Разная длина трубок: от 8 до 12 м.
Шахматное расположение с шагами 19 (по высоте) и 23 мм (по ширине)
Вертикальные и горизонтальные коридоры делят пучки на пакеты – циркуляция рабочего тела
верхний ряб труб – на 200 мм выше оси ПГ
Способ крепления к коллекторам – гидравлическая вальцовка + сварка

Дистанционирующие элементы: волнообразные полосы (3) + промежуточные плоские планки (2).
Плоские пластины обеспечивают жесткость дистанционирующей решетки. Пластины крепятся к вертикальным опорным стойкам и к ребрам, приваренным к стенке корпуса.
Дистанционирующие элементы изготовлены из стали 08Х18H10Т.
Конструкция ПГВ-1000М – теплообменная поверхность

Конструкция ПГВ-1000М – теплообменная поверхность

Конструкция ПГВ-1000М – подвод ПВ
Устройство раздачи основной питательной воды состоит из трубопроводов, коллекторов и раздающих труб, имеющих по своей длине "лучи" для выхода питательной воды.
К патрубку питательной воды присоединен коллектор Дy400, расположенный в паровом объеме парогенератора, разветвляющийся на две раздающие трубы Dy250, расположенные над погруженным дырчатым листом.
Основной поток п/в подается на горячую сторону ПГ – выравнивает паровую нагрузку

Конструкция ПГВ-1000М – подвод ПВ
В ПГВ-1000М раздающие коллекторы расположены под ПДЛ и снабжены патрубками, направленными горизонтально над трубным пучком, навстречу друг другу.
Вместо углеродистой стали для раздающих коллекторов применяется нержавеющая сталь
Труба подвода питательной воды непосредственно не соприкасается с корпусом ПГ. Между трубой и корпусом ПГ имеется защитная паровая рубашка.

подача аварийной п/в через патрубок 100 мм на холодном днище ПГ;
раздающий коллектор 80 мм проходит через всю длину ПГ в паровом пространстве;
38 перфорированных трубок d=25 мм;
tапв = 5 - 45°С << t2s - тепловой удар, 5 - 8 циклов работы
конструкция патрубка - наличие защитной паровой рубашки - предотвратить контакт корпуса ПГ и трубы а/п/в
Конструкция ПГВ-1000М – подача аварийной ПВ

для осушки пара (ω<0.2%)
сепарация гравитационная (пп) и принудительная (жс)
жалюзийные сепараторы - пакеты жалюзи волнистой формы под углом 26° к вертикали на высоте 750 мм от ПДЛ
жалюзи - пластины 0,6-0,8 мм из стали 12Х18Н10Т
влажный пар - по криволинейным каналам,
влага - по стенкам в корыто и вниз по трубкам
(под уровень воды)
в новых конструкциях ПГВ ж.с. не применяется – увеличена высота парового пространства
пар - через 10 патрубков в коллектор пара
Конструкция ПГВ-1000М – сепарационные устройства

Конструкция ПГВ-1000М – сепарационные устройства
внутрикорпусные устройства: погруженный дырчатый лист (ПДЛ - 1) и пароприемный дырчатый лист (ПпДЛ -2)
ПДЛ - лист с отверстиями, расположенный над трубным пучком в водяном объеме, предназначен для выравнивания паровой нагрузки на зеркале испарения
ПпДЛ - лист с отверстиями, расположенный над уровнем воды парогенератора, предназначен для выравнивания скоростей пара на выходе из парового пространства.
Гравитационная сепарация пара происходит в паровом объеме между пароприемным дырчатым листом и уровнем воды парогенератора

ПДЛ - набор листов (>70 штук) с отверстиями 13 мм, установленных на металлической раме. Живое сечение 5-8%, Расположен выше верхнего ряда т/о труб на 260 мм
Уровень воды выше ПДЛ на 100 мм (при заполнении ПГ)
Материал – сталь 12Х18Н10Т
Ширина листов меньше диаметра люков. Листы крепятся к каркасу (швеллер)
Между корпусом и ПДЛ – проходы по 150 мм
По всему периметру закраины – листы шириной 700 мм – для организации циркуляции воды в ПГ
После модернизации - закраина со стороны горячего коллектора ликвидирована, проход закрыт листом
Конструкция ПГВ-1000М – сепарационные устройства

Конструкция ПГВ-1000М
а) Схема циркуляции в средней части ПГ (до перекрытия зазора у ГК)
б) Циркуляция воды в продольном сечении ПГ до и после реконструкции системы раздачи п.в. и установки перегородки над ПДЛ

продувка – отбор части п/г воды для удаления продуктов коррозии, солей и щлама для поддержания норм ВХР
постоянная продувка – из солевого отсека и периодическая (снизу ПГ и из карманов коллекторов)
Конструкция ПГВ-1000М – система продувки

Конструкция ПГВ-1000МКП
Увеличена тепловая мощность ПГ до 800 МВт.
Параметры пара: 7МПа, 285.8°С, параметры теплоносителя: 16.2 МПа, 330/299°С
Поверхность теплообмена не увеличена (6100 м2)
Применена коридорная компоновка, увеличен шаг
Проектный срок службы 60 лет

Преимущества разреженной коридорной компоновки труб:
увеличена скорость циркуляции в трубном пучке;
снижена возможность забивания межтрубного пространства отслоившимся шламом;
облегчен доступ в межтрубное пространство для инспекции;
увеличен запас воды в парогенераторе;
увеличено пространство под трубным пучком для облегчения удаления шлама;
улучшено напряженное состояние коллектора теплоносителя первого контура.
Конструкция ПГВ-1000МКП

Конструкция ПГВ-1000МКП