Dampgenerator - en varmeveksler til produktion af vanddamp med et tryk over atmosfærisk på grund af varmen fra det primære kølemiddel , der kommer fra en atomreaktor [1] [2] .
Tidligere blev udtrykket "dampgenerator" også brugt til at navngive dampkedler [3] [4] , men efter fremkomsten af atomkraftværker begyndte den moderne betydning at erstatte den oprindelige. Det er ikke tilladt at kalde dampkedler for dampgeneratorer efter moderne standarder [5] . Også inden for nogle vidensområder kan begrebet forstås som el -kedler og spildvarmekedler [6] .
Dampgeneratorer bruges i to- og tre-sløjfe atomkraftværker. På enkeltkredsløb spilles deres rolle af selve atomreaktoren . Dampgeneratorer sammen med turbinekondensatorer og mellemvarmevekslere (med en tre-kredsløbsordning) er de vigtigste varmevekslere i atomkraftværker, hvis egenskaber væsentligt påvirker anlæggets effektivitet og økonomiske egenskaber.
De fleste atomkraftværker bruger et typisk skema til at omdanne atomenergi til elektricitet: Nukleare reaktioner opvarmer kølevæsken (oftest vand). Varmt vand fra reaktoren pumpes gennem dampgeneratoren, hvor det afgiver en del af varmen, og vender tilbage til reaktoren igen. Da dette vand er under højt tryk, forbliver det i flydende tilstand (i moderne reaktorer af VVER -typen, ca. 160 atmosfærer ved en temperatur på ~330 °C [7] ). I dampgeneratoren overføres denne varme til det sekundære kredsløbsvand, som er under meget lavere tryk (halvdelen af det primære kredsløbs tryk eller mindre), og derfor koger. Den resulterende damp kommer ind i dampturbinen, der roterer den elektriske generator, og derefter til kondensatoren, hvor dampen afkøles, kondenserer den og kommer ind i dampgeneratoren igen. Kondensatoren afkøles med vand fra en ekstern åben vandkilde (f.eks. køledam).
Både det første og det andet kredsløb er lukket, hvilket reducerer sandsynligheden for strålingslækage. Dimensionerne af de primære kredsløbsstrukturer er minimeret, hvilket også reducerer strålingsrisici. Dampturbinen og kondensatoren interagerer ikke med det primære kredsløbsvand, hvilket letter reparationer og reducerer mængden af radioaktivt affald under demontering af anlægget.
En typisk dampgenerator består af tusindvis af rør, som den primære kølevæske pumpes igennem. Rørene er nedsænket i den sekundære kølevæske. Det er klart, at der under stationens lange (tivis af år) service kan udvikle sig defekter i rørene. Dette kan føre til lækage af den primære kølevæske ind i den anden. Derfor overvåges tilstanden af varmevekslerrørene under planlagte nedlukninger af reaktoren, og de defekte er blokeret (fastklemt). I sjældne tilfælde er det nødvendigt at udskifte hele dampgeneratoren, men normalt er dampgeneratorens levetid lig med reaktorens levetid.
Dampgeneratoren er en rekuperativ varmeveksler, hvor termisk energi overføres fra kølevæsken i det primære kredsløb til arbejdsvæsken i det sekundære kredsløb gennem varmeveksleroverfladen, og derved genereres damp, der føder turbinen . Med en tre-kredsløbsordning ( hurtig neutronreaktor ) er der også mellemvarmevekslere. Varme overføres gennem dem fra det første kredsløb til det andet (begge er flydende metal), og i dampgeneratorer overføres varme fra det andet kredsløb til det tredje, vandkredsløb [2] [8] .
Sammensætningen af dampgeneratoren kan omfatte forskellige elementer: economizer , fordamper , overheder , mellemoverhedning (genopvarmning kan også udføres i specielle varmevekslere, der ikke er en del af dampgeneratoren).
Dampgeneratorer er klassificeret [8] :
Opgaven for dampgeneratorens automatiske kontrolsystem er at give den nødvendige belastning, konstanten af de overophedede dampparametre og den mest økonomiske brændstofforbrænding. Problemet med regulering er afhængigheden af forskellige parametre af hinanden. En ændring i fødevandsflowet påvirker således enhedens ydeevne, tryk og temperatur af dampen. Den vigtigste kontrolparameter er den overophedede damptemperatur, da det påvirkes af at ændre de fleste parametre. Så dampgeneratoren er et komplekst kontrolobjekt med mange indbyrdes forbundne parametre, så automatisk kontrol indtager et vigtigt sted for den normale drift af dampgeneratoren.
I tilfælde af overtrædelse af dampgeneratorens normale funktionsmåde afviger den kontrollerede værdi fra de angivne værdier. For at undgå nødsituationer i driften af dampgeneratoren er det nødvendigt at have en værdi, ved hvilken beskyttelsen vil fungere. Disse værdier kaldes trip-indstillingen. Beskyttelsessignaler er normalt hørbare og/eller visuelle, vist på kontrolpanelet.
Sikkerhedsanordningerne, der anvendes i dampgeneratorbeskyttelsessystemer, er som følger: