Технические решения и технологические методы повышения эффективности сепараторов-пароперегревателей в составе оборудования АЭС с ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200
https://doi.org/10.26583/gns-2025-04-04
EDN: DDYEFW
Аннотация
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.
Об авторах
В. М. Терехов
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Россия
Россия
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Энергетическое машиностроение»
Л. И. Миронова
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Россия
Россия
доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Проектирование сложных технических систем»
AuthorID: 510320
М. Ю. Хижов
АО Опытное конструкторское бюро «ГИДРОПРЕСС»
Россия
Россия
Список литературы
1. Егоров М.Ю., Готовский М.А., Федорович Е.Д. Повышение эффективности систем сепарации и перегрева пара в турбинах АЭС. Надежность и безопасность энергетики. 2011;3(14):57–64. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?edn=oigxdf&ysclid=mcvdbzv4x632112608 (дата обращения: 09.07.2025).
2. Мухачев В.Л., Пикус В.Ю., Назаров О.И. и др.. Исследование работы сепаратора-пароперегревателя СПП-1000 на блоке № 1 Запорожской АЭС. Теплоэнергетика. 1991;4:43–46. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=46559990&ysclid=mck5p7vnke437766966 (дата обращения: 09.07.2025).
3. Трифонов Н.Н., Коваленко Е.В., Николаенкова Е.К., Тренькин В.Б. Разработка технических решений по обеспечению устойчивой работы системы промежуточной сепарации и перегрева пара для турбоустановки К-1000-60/3000. Теплоэнергетика. 2012;9:17–21. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?edn=panjtn (дата об-ращения: 09.07.2025).
4. Легкоступова В.В., Судаков А.В. Модернизация сепараторов-пароперегревателей энергоблоков АЭС с реакторами ВВЭР-440 и ВВЭР-1000. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Естественные и инженерные науки. 2017;3(23):61–73. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30561962 (дата обращения: 09.07.2025).
5. Кулаков Е.Н., Гаев В.Д., Казаров Г.И., Сухоруков Ю.Г., Попов А.В. Повышение эффективности использо-вания тепла конденсата пароперегревателей турбоустановок новых и действующих АЭС. Теплоэнергетика. 2023;1:30–39. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50182955 (дата обращения: 09.07.2025).
6. Хижов М.Ю. Методика теплогидравлических испытаний продольно-оребренных труб сепараторов – па-роперегревателей для АЭС с водо-водяными энергетическими реакторами. Глобальная ядерная безопасность. 2019;2(31):59–66. Режим доступа: http://gns.mephi.ru/ru/issues/2019-2-31?art=535 (дата обращения: 09.07.2025).
7. Смирнов А.М., Хижов М.Ю., Лексиков В.И. Оценка качества оребренных теплообменных труб сепарато-ра-пароперегревателя. Проблемы машиностроения и автоматизации. 2018;4:135–141. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=36533250&ysclid=mcvf23ly9z138166090 (дата обращения: 09.07.2025).
8. Terekhov V., Khizhov M., Mironova L. Quality assessment of pressed joints of heat-exchanger tube-tube sheets. Materials Today: Proceedings. 2021;38:1348–1350. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.08.099
9. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод). Под ред. Н.В. Кузнецова и др.. Москва: Энергия, 1973. 299 с. Режим доступа: https://djvu.online/file/nZxw1DRXovtW4?ysclid=mgymdkxcsd703029079 (дата обращения: 09.07.2025).
10. Судаков А.В., Легкоступова В.В. Сепараторы-пароперегреватели зарубежных фирм. Санкт-Петербург: Издательство Политехнического университета, 2015. 103 с. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25714324&ysclid=mcvftsonju370378339 (дата обращения: 09.07.2025).
11. Судаков А.В, Силин В.В., Маринич А.М. и др. Сепаратор-пароперегреватель для перспективных блоков АЭС с ВВЭР. Надежность и безопасность энергетики. 2011;1(11);66–70. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=16044069&ysclid=mcvg9pvo3y257792206 (дата обращения: 09.07.2025).
Дополнительные файлы
Рецензия
Раесмотрена статья «Технические решения и технологические методы повышения эффективности сепараторов-пароперегревателей в составе оборудования АЭС с ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200».
Статья посвящена актуальной для атомной энергетики теме: Технические решения и технологические методы повышения эффективности сепараторов- пароперегревателей в составе оборудования АЭС с ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200.
В статье рассмотрены:
- Конструкции теплообменных кассет сепараторов-пароперегревателей повышенной эффективности в составе оборудования АЭС с ВВЭР-1000 и BBUP-1200.
- Некоторые предложенные технические решения и технологические методы повышения эффективности теплообменных аппаратов, которые заключаются в увеличении поверхностей теплоотдачи с применением более разветвлённой поверхности теплообменных труб. Такими конструкциями являются теплообменные кассеты пароперегревателей, состоящие из большого числа теплообменных труб с шестью и восемью П — образными продольными ребрами, проекты CПП-1000 и CПП-1200 соответственно;
- Отмечено, что кассеты с шестью П — образными продольными ребрами не обеспечивают дефицит температуры греющего пapa в 6OC 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;
- Рассмотрено техническое решение, заключающееся в применении теплообменных кассет пароперегревателя с низкопрофильными монометаллическими трубами и позволяющего сохранить модульный принцип построение 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 исследовании структуры и физико- механических свойств теплообменных труб с целью оптимального выбора теплообменных труб для CПП повышенной эффективности;
- Указано, что целесообразность предлагаемых технических решении по модернизации СПП должна быть обоснована результатами тепло- гидравлических расчетов, а также сравнением технических характеристик конструкции до и после модернизации;
- Рассмотрены технические решения и технологические методы повышения эффективности сепараторов-пароперегревателей в составе o6oрудования АЭС с ВВЭР- 1000 и ВВЭР-1200;
- Даны сравнительные характеристики теплообменных поверхностей для кассет с трубами продольного и поперечного оребрения.
В статье сделаны следующие выводы:
- Изложены преимущества и недостатки применения теплообменных труб с б-тью и 8-тью П — образными продольными ребрами в конструкциях теплообменных кассет СПП-1000 и СПП-1200;
- Рассмотрено техническое решение в разработке и изготовлении кассетного блока с применением низкопрофильных монометаллических труб;
- Проанализированы некоторые проблемы, связанные с выбором заготовок теплообменных труб такого класса, фирм-изготовителей, а также технологии сборки и монтажа теплообменных кассет;
- Целесообразность предлагаемых технических решении по модернизации СПП должна быть обоснована результатами тепло- гидравлических расчетов, а также сравнением технических характеристик конструкций до и после модернизации.
Название статьи соответствует ее содержанию. Аннотация структурирована и отражает основные вопросы, затронутые в статье.
Авторы корректно ссылаются на нормативные документы в выбранной предметной области.
Приведенные факты в статье решают именно те проблемы, которые поставлены авторами в начале работы. Результаты исследования соответствуют вы водам, сделанным авторами.
Статья написана строгим технические языком, орфографические и пунктуационные ошибки отсутствуют. Строго и корректно употребляются термины, приводятся нормативные ссылки.
Тем не менее желательно, чтобы были приведены следующие данные:
- данные по эффективности CПП-1000 и CПП-1200 при эксплуатации на действующих блоках;
- о предполагаемом влиянии предлагаемых технических решений по конструкции теплообменных труб на влажность в последних ступенях турбины;
- о проведении приемочных испытаний для головных образцов с модернизированной конструкцией CПП- 1000 и СПГІ-1200 (каким образом будут получены экспериментальные данные, подтверждающие проведенные тепловых и гидравлических расчетов и эффективности?).
Тем не менее, в связи с важностью поднятого вопроса, считаю, что статья обладает научно-практической ценностью для атомной энергетики и может быть опубликована в журнале «Глобальная ядерная безопасность.
Рецензент:
К.т.н., доцент кафедры атомной энергетики
ВИТИ НИЯУ МИФИ С.А.Кузин
Для цитирования:
Терехов В.М., Миронова Л.И., Хижов М.Ю. Технические решения и технологические методы повышения эффективности сепараторов-пароперегревателей в составе оборудования АЭС с ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200. Глобальная ядерная безопасность. 2025;15(4):37-47. https://doi.org/10.26583/gns-2025-04-04. EDN: DDYEFW
For citation:
Terekhov V.M., Mironova L.I., Khizhov M.Yu. Engineering solutions and process methods to increase the efficiency of moisture separator-reheaters being an equipment part of NPPs with VVER-1000 and VVER-1200. Nuclear Safety. 2025;15(4):37-47. (In Russ.) https://doi.org/10.26583/gns-2025-04-04. EDN: DDYEFW
Просмотров:
29
Послать статью по эл. почте 