р (1067700), страница 44
Текст из файла (страница 44)
По выбранной скорости определяются число трубок и площадь их суммарного проходного сечения. Ввод попа а трубок в основной водяной объем должен исключить возмож о д ния в них пара, барботирующего сквозь воду (образующен сть гося в поверхности нагрева). При конструкционном оформлении промывочного устройства необходимо обеспечить проход через промывочное устройство всего пара, вырабатываемого ПГ. Диаметр отверстий в щите для прохода пара около 6 мм, а степень перфорации должна обеспечивать целесообразное гидравлическое сопротивление щита.
Оно будет обеспечено при выборе скоростей по данным рис. 13.6. Промывка пара питательной воды может быть осуществлена при использовании также вертикальных жалюзийных сепараторов. Схема такого устройства представлена на рис. 13.10. Промывка пара на АЭС с водо-водяными или «кипящими» реакторами практически не требуется, так как в настоящее время давление насыщенного пара не превышает 7 МПа, а следовательно, растворимость каких-либо примесей, переходящих из воды в пар (в том числе и кремниевой кислоты), не имеет места. Следует иметь также в виду, что в условиях 100%-ной коиденсатоочистки нет реальных путей загрязнения питательной воды естественными примесями воды даже и при высоких давлениях.
В этом случае следует только считаться с возможными «проскоками» загрязнений в системах конденсатоочистки и подготовки добавочной воды, а также с некоторым количеством оксидов железа, образующихся в испа- аза рителе. Если в горизонтальных однокорпусных кспарнтелях выполнение специального промывочного устройства нецелесообразно, то для вертикальных следует всегда рассматривать возможность сочетания промывочного устройства с вертикальным жалюзийным сепаратором (рнс. 13.10).
ГЛАВА 14 КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И РАСЧЕТ ДЕТАЛЕЙ ПГ НА ПРОЧНОСТЬ 5 14.1. ВЫБОР МАТЕРИАЛА Основными конструкционными материалами в парогенераторостроении являются стали различных марок. В зависимости от сочетания возникающих в деталях элементов ПГ механических напряжений, температур теплоносителя и рабочего тела, коррозионноэрозионного взаимодействия среды н металла и других факторов могут быть использованы стали, относящиеся к разным классам: углеродистые, низколегированные и высоколегированные перлитного класса, нержавеющие аустенитные. Обоснованный выбор марки стали играет решающую роль в обеспечении надежности ПГ и его оптимальных технико-экономических показателей. Все условия работы металла элементов ПГ становится известными после завершения всех видов конструкторского расчета.
Однако материал поверхности теплообмена должен быть выбран еще на стадии теплового расчета при построении принципиальной тепловой схемы ПГ. Для этого достаточно знать вид н параметры теплоносителя и рабочего тела во всех элементах ПГ. При этом некоторые факторы должны оцениваться оряентировочно. К ним относятся механические напряжения, характер и интенсивность коррозионио-эрозионных процессов. Выбранные марки стали помимо удовлетворения требованиям надежной эксплуатации должны быть оценены и с позиций технологии изготовления деталей н узлов — оня должны обладать высокой пластичностью, хорошей свариваемостью и т. п. В зависимости от типа и параметров теплоносителя в качестве определяющих критериев выбора марки стали могут в первую очередь проявляться некоторые из перечисленных выше.
Так, для условий работы ПГ с газовыми и органическими теплоносителями, коррозиониая активность которых мала, основными критериями будут температура и давление теплоносителя, температуры и давление рабочего тела. Для этих ПГ при решении данной проблемы в значительной мере может быть использован опыт котлостроения 1501. В поверхностях теплообмена при температуре стенки ни- 309 же 350'С могут использоваться углеродистые стали марок ст. 10 и ст.20. Прн работе металла в диапазоне г, =350 —:420'С следует ориентироваться на низколегированные стали, например марки 12МХ [0,12% углерода, меньше 1 % молибдена и хрома!. Если („ лежит в пределах 520 — 530'С, необходимо применение сталей с более высоким содержанием хрома, который повышает стойкость металла к окалинообразованию, например стали 12Х1МФ [хрома 1%, молибдена и ванадия меньше 1%1, !5Х1М1Ф и др.
Добавка в сталь ванадия н молибдена повышает при высоких температурах предел ползучестн. На действующих АЭС с реакторами, охлаждаемыми газовыми теплоносителями (Великобритания), для поверхностей теплообмена ПГ, работающих в интервале температур от 420 до 520'С, применена сталь, в которую входит 9% хрома н 1% молибдена, Для более высоких рабочих температур рекомендована нержавеющая аустеиитная сталь, содержащая 18 % хрома и 8 % никеля.
Для поверхностей теялообмена ПГ, обогреваемых коррозионно-агрессивными теплоносителями (вода, насыщенный пар, жидкие металлы), правильный выбор марки стали более затруднителен. Здесь на первое место при оценке работоспособности элемента ставится его коррозионная устойчивость в теплоносителе. Так, по условиям механической прочности для ПГ, обогреваемых водой под давлением, выбор материала можно было бы ограничить рассмотрением углеродистых и низколегированных сталей. Но такие марки стали из-за низкой устойчивости против общей коррозии не удовлетворяют исключительно высоким требованиям к чистоте теплоносителя. Именно в связи с этим поверхности теплообмена в ПГ АЭС с реакторами, охлаждаемыми водой под давлением, типа ВВЭР выполняются из нержавеющей аустенитной стали марки 12Х18Н10Т, а в ПГ АЭС с РЪЧК вЂ” из сплавов типа инконель (14— 17% хрома, около 9% железа, около 0,5% меди, остальное никель).
Ранее указывалось на высокую стоимость нержавеющей стали, невысокие технологические свойства ее, а главное, на склонность к коррозии под напряжением. Поэтому изыскание путей замены аустенитной стали перлитной является очень актуальной проблемой. Решение этой проблемы должно быть комплексяым: разработка новых марок коррозионно-стойких сталей перлнтного класса н применение специальных методов водного режима.
Высокие требования к конструкционным материалам характерны и для жидких металлов. В частности, щелочным металлам свойственно так называемое явление переноса массы. Оно связано со способностью жидкого металла растворять при высоких температурах некоторые компоненты стали; прн снижении температуры последние выпадают из раствора.
Следовательно, в контуре существует реальная возможность обогащения теплоносителя некоторыми веществами, перенос их в зону с более низкими температурами, где унесенные вещества могут выпасть нз раствора и отло- 3!о житься на поверхности теплообмена. 1Целочные металлы способны переносить по коятуру углерод, никель, железо, хром..Явление «переноса массы» может сопровождаться развитием межкристаллитной коррозии.
В зависимости от марки стали коррозия проявляется при разных температурах, усиливаясь при их повышении. Явление переноса массы необходимо проверять для конкретных условий работы ПГ. Применительно к жидкометаллическим теплоноснтелям при 1„ до 350'С по условиям допустимой скорости коррозии и достаточной механической прочности в качестве конструкцнонного материала может рассматриваться углеродистая сталь. Прн более высоких значениях 1„ (до 450'С) удовлетворительные коррознонные свойства и прочностные характеристики имеют хромомолибденовые стали (содержание хрома около 2 — 2,5, молибдена †1 %, в качестве добавки входит и ванадий).
При проектировании высокотемпературных ПГ с температурой теплоносителя 580 †6'С следует ориентироваться на хромомолибденовые стали с повышенным содержанием хрома (до 5%). С ними могут конкурировать ферритные хромомолнбденовые стали с еще более высоким содержанием хрома (до 9 %) и с добавкой ниобия. Эти стали дешевле; кроме того, они не подвержены коррозии под напряжением. При температурах свыше 600'С следует ориентироваться на применение аустенитных сталей типа 10Х18Н10Т или рассмотреть возможность использования жаропрочных сплавов на основе И! (60 — 75% М). Для изготовления корпусов, коллекторов, трубных досок используются углеродистые стали марок 15К„20К, 22К (К означает котельная листовая сталь), низколегированные марганцовистые [например, 16ГНМ вЂ” 0,16% углерода, до 1% марганца (Г), никеля, молибдена или с повышенным (до 2%) содержанием никеля — 10ГН2МФА1, хромомолибденовые (18Х2М и др.), аустенитные нержавеющие.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
