доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Энергетическое машиностроение»
Dr. Sci. (Eng.), Professor
доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Проектирование сложных технических систем»
AuthorID: 510320
Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor
Рассмотрены конструкции теплообменных кассет сепараторов-пароперегревателей повышенной эффективности в составе оборудования АЭС с ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200. Одной из основных проблем в турбинах АЭС, работающих на насыщенном паре, является уменьшение влагосодержания в проточной части турбины и дефицит температуры греющего пара, что приводит к необходимости модернизации существующих конструкций сепараторов-пароперегревателей и увеличения их теплоотдачи. Некоторые предложенные технические решения и технологические методы повышения эффективности теплообменных аппаратов заключаются в увеличении поверхностей теплоотдачи с применением более разветвленной поверхности теплообменных труб. Такими конструкциями являются теплообменные кассеты пароперегревателей, состоящие из большого числа теплообменных труб с шестью и восемью П-образными продольными ребрами, проекты СПП-1000 и СПП-1200 соответственно. Отмечено, что кассеты с шестью П-образными продольными ребрами не обеспечивают дефицит температуры греющего пара в 6°С для более мощных установок энергоблоков АЭС с ВВЭР-1200. Вполне приемлемым техническим решением в выполнении такого требования является применение в кассетах теплообменных труб с восемью П-образными продольными ребрами. Приведены достоинства и недостатки рассматриваемой конструкции продольно оребренных труб. Основными недостатками труб с восемью П-образными ребрами являются повышенная металлоемкость теплообменных кассет и отсутствие условий массового производства труб такого класса. Рассмотрено техническое решение, заключающееся в применении теплообменных кассет пароперегревателя с низкопрофильными монометаллическими трубами и позволяющего сохранить модульный принцип построения всех блоков в существующих ранее конструкциях. Изложены подходы к выбору заготовок теплообменных труб с учетом выпускаемого сортамента мировых и отечественных фирм-производителей. Приведены некоторые результаты исследований структуры и физико-механических свойств теплообменных труб с целью оптимального выбора теплообменных труб для СПП повышенной эффективности, что целесообразность предлагаемых технических решений по модернизации СПП должна быть обоснована результатами тепло-гидравлических расчетов, а также сравнением технических характеристик конструкций до и после модернизации.
The article considers the designs of heat-exchanging cartridges of moisture separator-reheaters (MSRs) of increased efficiency being a part of the equipment of NPPs with VVER-1000 and VVER-1200. One of the main problems of NPP saturated steam turbines is the reduced moisture content in the turbine flow part and the deficiency in the heating steam temperature resulting in the need to modify the existing designs of moisture separator-reheaters and increase their heat transfer. Some proposed engineering solutions and process methods for improving the efficiency of heat-exchangers lie in increasing the heat transfer surfaces using a more branched surface of heat-exchanging tubes. Such designs are heat-exchanging cartridges of reheaters, consisting of a large number of heat-exchanging tubes with six and eight longitudinal U-fins, MSR designs SPP-1000 and SPP-1200, respectively. It is noted that cartridges with six longitudinal U-fins do not provide the heating steam temperature deficiency of 6 °C for more powerful facilities of NPP Power Units with VVER-1200. An appropriate engineering solution for meeting this requirement is the application of heat-exchanging tubes with eight longitudinal U-fins in the cartridges. The article contains advantages and disadvantages of the considered design of longitudinally finned tubes. The main disadvantages of tubes with eight U-fins are the increased metal consumption per heat-exchanging cartridges and the lack of conditions for large-scale production of tubes of such class. We considered the engineering solution to apply the reheater heat-exchanging cartridges with low-profile monometallic tubes, allowing keeping the modular principle of construction of all units in previously existing designs. The article states approaches to the selection of heat-exchanging tube blanks subject to the range of products manufactured by global and domestic manufacturers. Some results of studies of the structure and physical and mechanical properties of the heat-exchanging tubes are shown for optimal selection of heat-exchanging tubes for MSR SPP-1200. It is noted that the feasibility of the proposed engineering solutions for modification of MSRs should be supported by the results of thermal and hydraulic calculations as well as a comparison of the technical characteristics of the designs before and after the modification.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.