[发明专利]一种含铅冷却剂的快中子反应堆反向式蒸汽发生器

说明书

本发明涉及核工程，特别是涉及具有液态金属冷却剂的蒸汽发生器。提出了一种用于具有铅冷却剂的快中子反应堆的逆向蒸汽发生器，所述蒸汽发生器包括一个圆筒体，其内部有热交换管的束，所述束的两端固定在带有中间支撑格栅的管栅中，用于供应液态金属冷却剂的球形入口腔和球形出口腔，用于水的下入口管和用于蒸汽的上出口管。圆筒体水平布置并弯曲成高度减小的Z形，其中热交换管的束也呈Z形，顺应圆筒体的弯曲，使结构自补偿。减少蒸汽发生器结构的质量，并降低运行成本。

本发明涉及核电，即涉及具有液态金属冷却剂的蒸汽发生器。

已知的设计模块的直接流动蒸汽发生器与液态金属冷却剂的反应堆安装的BN-600和BN-800型，其中垂直部分被分成独立的部分的蒸发器和过热器(热和核指南。根据V.A.Grigoriev和V.M.Zorin的一般编辑。莫斯科，Energoizdat，1982年，第245-248页)。该模块在一个模块中具有壳体内部的管束、给水供应室和弱过热蒸汽出口室以及弱过热蒸汽供应室和过热蒸汽排出室。在这些模块中，给水穿过管道空间，并且钠位于壳体内部的管道间空间中。在这些模块中，通过机械轧制将热交换管道密封在管板中，将管道焊接到管板上并使用液压传递方法。这种结构具有较高的金属消耗，因为省煤器，蒸发器和过热器的区域位于不同的外壳中。

在技术实质和所取得的结果方面最接近的是带有铅冷却剂的反向蒸汽发生器，其在壳体内部也具有管束。铅熔体流过管道，给水和过热蒸汽位于模块主体内部的管间空间(专利RU2545098，发布于27.03.2015，G21D1/00)。

已知蒸汽发生器的缺点是蒸发器和过热器的单独模块的金属消耗增加，以及解决与高压下的外壳和管束的各种温度伸长相关的问题的复杂性。另一个缺点是缺乏自补偿，以及由主循环泵将铅熔体泵送到蒸汽发生器的垂直模块的大高度的结构的高运行成本。

本发明的目的是改善蒸汽发生器的技术和经济特性。

本发明的技术结果是减少了结构的金属消耗和增加了热交换管道和壳体的自补偿，以及通过降低用于泵送铅熔体的运行成本来降低能耗。指定的技术结果是通过这样的事实来实现的，即蒸汽发生器的圆柱形主体水平地位于具有高度差的弯曲Z形，并且热交换管束也制成Z形，重复圆柱形所提出的管束和蒸汽发生器主体的几何特征关系使我们能够最佳地将省煤器区和蒸发区与蒸汽过热区分开。

要求保护的本发明的实质通过附图来解释，其中附图示出了蒸汽发生器模块的纵向截面。

蒸汽发生器1包含一个Z形壳体2，其内部有一个Z形管束13，其中热交换管11的边缘固定在管板3的腔室4中，用于在一侧供给热引线，在另一侧在管在壳体内部，管束由中间支撑格栅12支撑。球形底部15与来自熔体反应堆堆芯的铅冷却剂的入口管8和管栅3形成入口室4，而球形底部6与冷铅冷却剂的出口管9和管栅5形成出口室16。

蒸汽发生器位于NPP的密封壳的蒸汽发生器的单独封闭箱中。该铅冷却剂熔体离开反应堆堆芯，通过管道流经支管8进入腔室4，然后，沿着管板3的镜面传播，进入热交换管11的管束13。冷却后的铅熔体从管道11流入腔室6，然后通过支管9通过管道返回到反应堆堆芯。与此同时，工作流体(进料水在入口处，过热蒸汽在出口处)通过进料水管道从支管10流到蒸汽发生器模块的壳体2和管束13。在壳体2和管束13的下部水平段中，给水达到饱和温度，在垂直段中它蒸发，变成蒸汽。然后，在上部水平段中，形成的蒸汽被过热到所需的温度并且通过上部支管7通过管道将过热蒸汽排出到该站的涡轮。

所要求保护的技术方案允许蒸汽发生器结构元件的温度膨胀的自补偿，以及减少它们的质量。与蒸汽发生器模块的垂直设计相比，通过减少高度差异，减少了对泵送铅冷却剂的主循环泵的要求，并降低了运行成本。