ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ R E P U B L I K A POPIS K VYŇAL EZU MPT F 28 d 7/10 C 21 d 5/10 Přihlášeno 31. X. 1973 (PV 7460-73) Zveřejněno 25. XI. 1U74 PT 17 f 5/02 21 g 21/22 ÚRAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY Vydáno 15. VII. 1976 MDT 621.5U5.94 Autor vynálezu Ing. VLADIMÍR KŘÍŽEK, CSc., a doe. ing. FRANTIŠEK DUBŠEK, CSc., 13 R ; N O Tepelný výměník pro jaderné elektrárny 1 Předmětem vynálezu je tepelný výměník pro jaderné elektrárny. Při stavbě tepelných výměníků pro jaderné elektrárny se používá tělesového, článkového čí integrálního řešení. Pro vyšší 3 tlaky teplonositele a vyšší výkony se ukázalo řešení tělesové, ekonomicky, prov:>zně i bezpečnostně nevhodné. Integrální řešení se používá u plynného teplonositele, kde tepelný výměník je umístěn společně s re-, aktoroin v betonové nádobě. Článkové vy moníky jsou vhodné pro nejvyšši tlaky teplonositele (plyn, tlakov:'> voda, tekuté kovy) i pracovní látky (voda, pára] a pro nejvyšší jednotky výkonů. Používá se různých typů článku, napr. přímých, kruhových i různě ohnutých. Jednotlivá řešení maji specifické nevýhody, jako napr. nerovnoměrnost proudění teplonositele, obtížnost technologie výroby i montáže, velký počet 2I) svarů, kde mohou vznikat netěsnosti apocl. Uvedené nevýhody odstraňuje tepelný výměník pro jaderné elektrárny podle vynálezu, jehož podstata záleží v tom, že jeho teplosmenná plocha jo tvořena výměníko- a5 vými články tvaru U s vnitřními celistvými trubkami, na které je navlečena plášťová trubka celistvá v ohybu. Tato teplosmenná plocha je symetricky či bočně uspořádána vzhledem k ose bubnů či separátom.páry.., 2 pokud se netýká průtlačných systémů bez bubnů. Výměníkové články s bubnem jsou uspoiádány uvnitř montážní a izolační krabice, přičemž buben je kyvně přichycen závěsy. Výměníkově články mohou tedy vykyvovai. společně se zavěšeným bubnem, resp. posouvat se ve směru tepelné dilatace primárního potrubí. Tímto řešením je zajištěno rovnoměrné rozdelení proudu teplonositele a tím t předpoklad správné tepelné funkce. Články tvaru U umožňují individuální tepelnou dilatai:i vnitřního svazku trubek, dilataci vlastních pružných článků i celé jejich soustavy se spojovacím potrubím. Vnitřní trubky vo výměníkových článcích jsou bez svarových spojů a na tyto trubky je navlečena vnější plášťová trubka bez svarového spoje v ohybu. Minimální počot svarových spojů dává předpoklad i minimálních netěsností teplonositele. Články tvaru U je možno sériově vyrábět a vkládal do snadno přepravitelných montážních bloků, opatřených vnější plechovou krabicí s tepelnou izolací. Skládáním těchto bloků je tvořena výměníková jednotka jaderné elektrárny. Plechové krabice umožňují měření těsnosti teplonositele za provozu i vnější desaktivaci článků. Jednotlivé typy výměníkových článků tvaru U je možno snadno odzkoušet 1 G 3 6 5 6
3 a ověřit jejich parametry s neaktivním teplonositelem přeci zahájením sériové výroby, takže na jadernou elektrárnu jde funkčně ověřené zařízení. Příklad provedení vynálezu je schematicky znázorněn na přiložených výkresech, kde obr. 1 představuje schéma jednotlakého symetrického výměníku podle vynálezu v nárysu a obr. 2 v půdorysu, obr. 3 schéma odparovaeího symetrického výměníku podle vynálezu, obr. 4 schéma prútlačného výměníku podle vynálezu a obr. 5 schéma jednoho výměníkového článku tvaru U. Na obr. 1, 2 je znázorněno provedeni jednotlakového symetrického tepelného výměníku podle vynálezu, který je zejména vhodný pro plynné teplonositele s vysokým tlakem. Horký teplonositel přitéká přívodním potrubím 1 a vystupuje z výměníku odvodním potrubím 2. Protéká jednotlivými výměníkovými články tvaru U, v tomto případě např. přehřívákem 5 páry převáděcím potrubím 9 odpařovákem B a ohřívákem 7. Vnitřními trubkami 8, které jsou calistvé, protéká v protiproudu voda a pára. Napájecí voda přichází vstupem 3 a pára odchází výstupem 4. Buben 10 či bubny u vícellaku jsou umístěny v rovině symetrie celého výměníku. Montážní krabice tvoří vnější opláštění 11 s tepelnou izolací. Obr. 3 představuje příklad dopařovacího symetrického výměníku podle vynálezu, který je zvláště vhodný pro tlakovou vodu, jakožto primárního teplonositele jaderného reaktoru. Teplonositel vstupuje přívodním potrubím 1 a vystupuje odvodním potrubím 2. Napájecí voda jde napájecím potrubím 3 do bubnu 10. Výstup páry jde z kolektoru 4. Výměníkové články tvoří odpařovák B. Vnitřními trubkami 8 protéká teplonositel. Recirkulační voda se zavádí z bubnu 10 do článku recirkulačním potrubím 12 a parovodní směs prochází stoupacím potrubím 13 do bubnu 10. Celý systém výměníkových článků s bubnem 10 i spojovacím potrubím je opět uvnitř montážní a izolační krabice 11. Buben 10 je kyvně přichycen závěsy 14 1 B 3 B 5 6 a celá soustava výměníků muže volně dilatovaí ve směru přívodního a odvodního potrubí teplonositele. Mimoto může být lato soustava zespodu nadlehčována posuv- 5 nou podpěrou 15. Obr. 4 představuje příklad prútlačného výměníku podle vynálezu, který je zvlášť vhodný pro sodík, jakožto teplonositele rychlých reaktorů. Teplonositel vstupuje potrubím 1, vystupuje potrubím 2. Voda vstupuje potrubím 3, přehřátá pára vystupuje potrubím 4. Ve výměníkových článcích tvaru U, tvořených přehřívákem 5 páry. odpařovákem B a ohřívákem 7 se vyvíjí s a přehřívá nejčastěji uvnitř trubek 8 vodní pára. Z jednotlivých článků se přivádí parovodní směs trubkami 16. Celý výměníkový systém je v montážní a izolační krabici li. V případě, že výměníky nejsou průtlač- 20 né, je buben umístěn bočně vzhledem k výměníkovým článkům. Obr. 5 představuje příklad provedení jednoho výměníkového článku tvaru U. Teplonositel přichází přívodním potrubím " 1 a odchází výstupním potrubím 2. Druhé teplonosné médium, např. voda či pára, prochází vstupním hrdlem 22 a odchází výstupním hrdlem 23. Vnitřní trubky 8 ve svazku jsou celistvé, bez svarů a jsou za- 3U kotveny v trubkovnicích 17. Ohnuty jsou na príslušný poloměr a jejich vzájemná vzdálenost může být zajišťována distančními mřížkami 18. Pres tento svazek trubek se 35 navlékne ohnutím koleno 19 vnější trubky, l;e kterému v místě 20 se přiván zbývající obé rovné části 21 plášťové trubky. Tím je provedeno celistvé koleno bez svarovýcli spojů, jestliže jedna rovná část 21 plášťo- 4o vé trubky je před ohybem společná s délkou plášťové trubky, ze které po.ohybu vznikne koleno 13, pak stačí provést jediný připojovací svar 20 pro privarení druhé rovné části 21. Vnitřní trubky 8 volně dilatují v koleně 19. Celý výměníkový článek může dobře pružit a dilatovat v koleně 19. Články lze vzájemně propojovat a sestavovat do bloků. 4 PREDMET VYNALEZU 1. Tepelný výměník pro jaderné elektrárny, vyznačený tím, že jeho teplosměnná plocha je tvořena výměníkovými články tvaru U s vnitřními celistvými trubkami (8), na které je navlečena plášťová trubka celistvá v ohybu. 2. Tepelný výměník podle bodu 1 vyznačený tím, že teplosměnná plocha je symetricky či bočně uspořádána vzhledem k ose 50 bubnů [10] páry či separátorů páry. 3. Tepelný výměník podle bodu 1, vyznačený tím, že výměníkové články s bubnem (10) jsou uspořádány uvnitř montážní a i- zolační krabice (1)), přičemž buben (10) a,-, je kyvně přichycen závěsy (14). 3 listy výkresů Síjvurigrafia, n. p,, provozovna 32, Most
1 D 3 6 5 6 OBU. / Ů&Ř. 2
1 D 3 G 5 (i OBR. 3 OBň.b Y "M
OSfi.S 1 B 3 B 5 B