应用于pwr和bwr反应堆、包括降低高度的用于产生蒸汽的设备的发电设备的制造方法_3

文档序号:9422318阅读:来源:国知局
体通过穿过核反应堆的芯C来加热并直接地转化成蒸汽。该分离器13的组和该干燥器14的组允许在反应堆出口处获得干燥蒸汽V3。
[0071]通常,根据现有技术的这种锅炉蒸汽发生器I的总高度H的一半基本上对应管束11的高度H1,高度H的四分之一基本上对应布置旋风分离器13所必需的高度H2,以及高度H的最后的四分之一基本上对应布置干燥器14所必需的高度H3。
[0072]根据现有技术的这种锅炉蒸汽发生器I从其操作的观点来看是令人满意的,但是由于其基本的总高度H,其具有占据巨大的几何空间的主要的缺点。
[0073]该蒸汽发生器I的基本的高度H可能在期望尽可能地紧凑的反应堆中是不利的,特别是如在专利EP1464058B1中所描述的已经被设计成锅炉型蒸汽发生器作为压水反应堆(PWR)的容器的盖子的那些反应堆。
[0074]事实上,该基本的高度H对于期望最小高度的、静止且以陆地为基础的核设施可能是不利的,或者对于能够用船运输的核设施可能是不利的。
[0075]因此,为了减小这种蒸汽发生器I的总高度H,本发明的发明人考虑在将工作流体回路的基本的部件在物理上分成两个分开的部分,同时在蒸汽加热元件与工作流体之间保持自然循环。
[0076]根据本发明,如图4和图5中所示,提出了将干燥器14的组布置在蒸汽发生器I的封闭件10的外面,其中,干燥器的组的入口 14a在上游连接分离器13的组,第一出口 14b在下游连接蒸汽涡轮机2的高压本体20的入口,以及第二出口 14c在下游连接过热器23的组。
[0077]换句话说,如在现有技术中,旋风分离器13的组保持在蒸汽发生器I的封闭件10内部的管束11的上面,但根据本发明,干燥器14的组置于发生器I的封闭件10的外面。由于由该干燥器14的组所收集的次生水的液相不再如在现有技术中在重力下朝向供给水返回,而根据本发明,它被直接送到涡轮机的过热器23的组。
[0078]又换句话说,由于本发明,相较于根据现有技术的锅炉型蒸汽发生器,根据本发明的蒸汽发生器不仅仅总高度减小,而且与如出版物[I]中所描述的现有技术的PWR反应堆相比,有利的是,保持了工作流体在发生器I的封闭件10内部所具有的自然循环。
[0079]图3示出了在根据现有技术的PWR反应堆的二次回路中通常所发现的兰金循环的简化图,其中,如图1中所描述的蒸汽发生器I容纳在封闭件10的内部,次生水回路包括具有两个膨胀本体20、21的蒸汽涡轮机2。
[0080]从蒸汽发生器I的上游到下游,二次回路包括蒸汽涡轮机2,其自身包括HP高压本体20和低压本体21。与过热器23的组串联的干燥器22的组首先连接到HP本体20的出口,其次连接到BP本体21的入口。该过热器23的组优选位于来自该干燥器22的组的出口处。
[0081]该干燥器22的组和过热器23的组具有提高蒸汽涡轮机2的效率并防止BP本体21的叶片的腐蚀的功能。事实上,在来自HP本体20的出口处,次生蒸汽非常潮湿,具有10%大小的热力学滴定率(thermodynamic titer)。因此,该干燥器22的组允许热力学滴定率回到等于单位的值,以防止涡轮机2的BP本体21的叶片的腐蚀。该过热器23的组允许在离开HP本体20的次生蒸汽进入BP本体21之前将其重新加热,这提高了涡轮机的效率。通常,在PWR反应堆的二次回路中,在来自HP本体20的出口处的蒸汽压力为大约1bar的程度。
[0082]蒸汽由二次回路部分通过恰好在HP本体20的入口处对蒸汽的抽取来过热,所述二次回路部分将蒸汽直接引导到该过热器23的组。通常,在蒸汽进入HP本体之前,转移大约10%的蒸汽,以进行蒸汽过热。
[0083]离开蒸汽发生器并穿过HP本体20的该蒸汽然后通过冷凝将其热传递给二次回路的主要部分,该二次回路的主要部分将干燥器22连接到BP本体21。
[0084]在二次回路的返回部分(即,将供给水返回到蒸汽发生器I的入口的部分)中,蒸汽然后在涡轮机2的BP 21的出口处通过非常低压类型的冷凝器3来完全冷凝,然后通过第一栗(称为提升栗40)返回到水收集器5 (通常称为供水罐)。第二栗41 (称为供水栗)允许向蒸汽发生器I供给高压供给水。蒸汽的离开涡轮机2的HP本体20的部分允许通过供水栗41的下游的回热器6的组将供给水预热。用来经由回热器6将供给水预热的蒸汽可以向上游返回到供水罐5。用来通过在HP本体20中抽取两个膨胀阶段之间的蒸汽而将供给水重新加热的蒸汽也可以返回到供水罐5。上述情况适用于来自干燥器22的冷凝物。
[0085]图4不出了根据图1的PWR反应堆的兰金循环的相同的简图,但是具有根据本发明干燥器14的组的布置。
[0086]此处,该干燥器14的组置于发生器I的封闭件10的外面,其中,其入口 14a在上游连接分离器13的组,第一出口 14b在下游连接涡轮机2的高压本体20的入口,以及第二出口 14c在下游连接过热器23的组。
[0087]该干燥器14的组容置于漏斗141形式的封闭件140中,封闭件140的开口 14c在上游连接该干燥器14的组的第二出口和在下游连接该过热器23的组。
[0088]因此根据本发明,在包括环形空间、管束11和旋风分离器13的液压回路中,在蒸汽发生器I中的工作流体的循环自然地通过封闭件10的内部的自然对流来确保,即没有强制对流。事实上,由该干燥器14的组所收集的冷凝物、以及过热所必需的蒸汽流经由漏斗141被送到涡轮机2的HP本体20与BP本体21之间的过热器23的组。如图所示,根据本发明的图4的二次回路的所有其它部分相对于根据现有技术的图3的二次回路中的那些部分保持不变。
[0089]离开蒸汽发生器的封闭件10的蒸汽质量差并且由于它包含水滴而不能被引入到涡轮机2中,但是液态水的量是低的并且该混合物的流动不会引起对稳定性有害的冲击型(slug-type)流动的风险。在这些情况下,包含干燥器14的封闭件140可以紧挨蒸汽发生器I的封闭件10放置,而没有高度约束。合适的位置是将该封闭件140放置成略低于蒸汽发生器I的封闭件10的上部,其目的是减小反应堆的总高度,即容器和包括蒸汽发生器封闭件10和干燥封闭件140的蒸汽生成设备的总成的总高度。
[0090]图5不出了根据图2的BWR反应堆的兰金循环的相同的简图,但是具有根据本发明的如图4所示出并描述的干燥器14的组的布置。
[0091]由于本发明,对于具有150兆瓦(Mffe)功率的PWR反应堆,结合管束11的交换长度的增长并根据本发明的通过重新定位干燥器部分,可以实现蒸汽发生器封闭件10的大约5米的总高度H’。没有根据本发明重新定位干燥器14的部分,根据现有技术的蒸汽发生器封闭件10的总高度H将会大约在I米多。
[0092]除参考PWR反应堆刚刚所描述的应用之外的其它应用可被视为在本发明的范围内。
[0093]因此,如参照图2和图5所描述的,很有可能将该干燥器14的组重新定位在已知的沸水型反应堆(例如,经济简化沸水堆(“Economic Simplified Boiling WaterReactor”,ESBWR))的反应堆容器的外面,至今在ESBWR中,分离器的组和干燥器的组已经必要地集成在反应堆容器的上部中(图2)。
[0094]本发明还可以应用于具有核反应堆和单体涡轮机2的电能发生设备,单体涡轮机2即包括单个蒸汽膨胀本体20的涡轮机。这种应用参照根据现有技术的图6和根据本发明的图7来说明。
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