CC BY-NC
14
N.N. Peich, D.S. Malovik
Development and features of natural circulation in a steam generating plant with a direct-flow steam generator
DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-177-178 УДК 621.181
Н.Н. Пейч, Д.С. Маловик
СПбГМТУ, Санкт-Петербург
РАЗВИТИЕ И ОСОБЕННОСТИ ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИИ В ПАРОПРОИЗВОДЯЩЕЙ УСТАНОВКЕ С ПРЯМОТОЧНЫМ ПАРОГЕНЕРАТОРОМ
Естественная циркуляция теплоносителя способствует надежности и безопасности морских реакторных установок особенно в аварийной ситуации с полным обесточиванием энергоустановки. В этой связи использование технических и конструктивных решений для возникновения естественной циркуляции (ЕЦ) является целесообразными. В статье рассматриваются свойства ЕЦ, варианты компоновки реакторной установки, необходимость ЕЦ, особенности прямоточного парогенератора на аварийных и штатных режимах.
Ключевые слова: естественная циркуляция теплоносителя, парогенератор, движущий напор, надежность, саморегулирование.
Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-177-178 UDC 621.181
N.N. Peich, D.S. Malovik
St. Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg
DEVELOPMENT AND FEATURES OF NATURAL CIRCULATION IN A STEAM GENERATING PLANT WITH A DIRECT-FLOW STEAM GENERATOR
The natural circulation of the coolant contributes to the reliability and safety of offshore reactor installations, especially in an emergency situation with a complete de energization of the power plant. In this regard, the use of technical and design solutions for the emergence of natural circulation (EC) is appropriate. The article discusses the properties of the EC, the options for the layout of the reactor plant, the need for the EC, the features of the ramjet steam generator in emergency and normal modes. Key words: natural circulation of the heat carrier, steam generator, driving head, reliability, self-regulation. Authors declare lack of the possible conflicts of interests.
Естественная циркуляция теплоносителя способствует надежности и безопасности морских реакторных установок особенно в аварийной ситуации с полным обесточиванием энергоустановки [1]. Поскольку при обесточивании исключается возможность работы всех циркуляционных насосов, обеспечивающих движение охлаждающих сред, то возникает проблема охлаждения активной зоны и отвода остаточных тепловыделений.
В ходе развития судовых энергоустановок были обеспечены их безопасность и надежность за счет внедрения естественной циркуляции теплоносителя.
В установках с однофазным теплоносителем естественная циркуляция теплоносителя происходит за счет изменения плотности теплоносителя по замкнутому циркуляционному контуру при наличии разности высот размещения источника тепла и теплообменника отвода тепла. Условием существования естественной циркуляции является расположение парогенератора выше активной зоны, в этом случае средняя плотность опускающегося теплоносителя всегда будет больше средней плотности в подъёмном участке. Режим естественной циркуляции теплоносителя является установив-
Для цитирования: Пейч Н.Н., Маловик Д.С. Развитие и особенности естественной циркуляции в паропроизводя-щей установке с прямоточным парогенератором. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 177-178.
For citations: Peich N.N., Malovik D.S. Development and features of natural circulation in a steam generating plant with a direct-flow steam generator. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 177-178 (in Russian).
ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
177
Н.Н. Пейч, Д.С. Маловик
Развитие и особенности естественной циркуляции в паропроизводящей установке с прямоточным парогенератором
шимся в случае, когда гидравлический напор полностью расходуется на преодоление гидравлических сопротивлений первого контура.
В замкнутом контуре с прямоточным парогенератором движущий напор зависит от режима работы парогенератора вследствие как изменения температур теплоносителя на подъёмном и опускном участках, так и от смещения по высоте парогенератора, экономайзерного и испарительного участков теплообмена [1]. На режиме малой мощности участки смещаются ко входу в парогенератор по питательной воде поэтому увеличение плотности происходит на малой площади этих участков. Балластный участок, на котором температура теплоносителя не снижается, и занимающий большую часть высоты контура циркуляции не дает никакого вклада в движущий напор циркуляции.
Применение естественной циркуляции тепло -носителя в морских объектах позволила обеспечить полную независимость реакторной установки от внешних источников энергии в режиме аварийного расхолаживания и создать систему безбатарейного расхолаживания [2]. При реализации естественной циркуляции возможно ее применение при пуске
и разогреве паропроизводящей установки, без работы циркуляционных насосов [2]. Уровень тепловой мощности при естественной циркуляции достаточный для обеспечения с помощью паропроизводящей установки ходовых режимов. Увеличение мощности возможно до уровня, при котором нагрев теплоносителя в активной зоне достигает значения нагрева при 100% мощности. Это позволяет плавучему объекту вернуться на базу без использования дополнительных источников энергии. На малошумных ходах применение естественной циркуляции исключает виброактивный центральный насос первого контура, но добавляет зависимость циркуляции теплоносителя от крена и дифферента.
Список использованной литературы
1. Благовещенский А.Я., Гусев Л.Б. Этапы реализации использования естественной циркуляции теплоносителя в корабельных ЯЭУ // Технологии обеспечения жизненного цикла ядерных энергетических установок. НИТИ им. А.П. Александрова, 2020. № 2(20).
2. Саркисов А.А., Пучков В.Н. Физические основы эксплуатации ядерных паропроизводящих установок // М.: Энергоатомиздат, 1989. 504 с.
Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Пейч Н.Н., Маловик Д.С., 2021
178
Труды Крыловского государственного научного центра. Специальный выпуск 1, 2021
