Недостатки:
неравномерная нагрузка зеркала испарения, что заставляет иметь сложную систему раздачи питательной воды и отказаться от выделенного экономайзерного участка, что ведёт к росту поверхности нагрева;
трубы пучка имеют разную длину, при этом в длинных трубах вода раньше охлаждается и концевая часть труб не работает, как поверхность нагрева, а значит, увеличивается общая необходимая поверхность;
пучок сложен в изготовлении, т.к. все трубы разные по размерам, собирать пучок приходится по одной трубе, т.к. тонкие трубы не удаётся сваривать встык, то при разных трубах остаётся много отходов металла;
слабая циркуляция рабочего тела из-за малой высоты контура, что требует увеличения шагов между трубами, а значит, и размеров пучка;
малая высота парового пространства, что вынуждает поддерживать уровень с точностью ± 50 мм, что достаточно сложно, иначе при повышении уровня будет ухудшаться сепарация, а при понижении – будут обнажаться верхние ряды труб, что усиливает их коррозию.
Вертикальные парогенераторы зарубежных фирм с естественной циркуляцией и водным теплоносителем Преимущества:
существенно лучшая циркуляция за счёт большой высоты контура, что позволяет уменьшить шаги между трубами (размеры пучка) и опасность застоя пара;
допустимость больших колебаний уровня воды, что облегчит его поддержание;
более компактная компоновка АЭС в целом, т.е. меньше площадь в плане, которую занимает оборудование первого контура;
использование выделенного экономайзерного участка, что позволяет уменьшить поверхность нагрева.
Недостатки:
использование U-образных труб пучка, а значит разная длина труб, трудности изготовления, неравномерная нагрузка зеркала испарения, недоиспользование длинных труб, т.е. те же проблемы, что и в горизонтальных ПГ;
большая (~ 600 мм) толщина трубной доски, что затрудняет её изготовление и вызывает перерасход труб, уходящих в заделку;
сильные вибрации труб и их износ о системы крепления (фреттинг-коррозия) в связи с высокими скоростями циркуляции;
большая нагрузка зеркала испарения в связи с его малой площадью, а значит сложная система сепарации влаги. Из-за сепарационных проблем пришлось даже увеличивать диаметр (а значит и площадь Fзи) верхней части корпуса;
застой циркуляции над трубной доской, где откладывается шлам и интенсифицируется коррозия.
Советские проекты вертикальных парогенераторов с естественной циркуляцией
О
ни
проектировались в нескольких вариантах
к реактору ВВЭР
1000 (4ПГ на реактор) под названием ВПГ
250, однако после аварии в Чернобыле эти
работы были свёрнуты. Рассмотрим вариант
с ширмовой поверхностью нагрева
(рис.122).По центру цилиндрического корпуса
(диаметром 4 м и высотой h
= 14 м) располагается вертикальный
цилиндрический коллектор, через который
входит и выходит теплоноситель. Диаметр
коллектора 1,5 м, внутри него находится
труба для разделения потоков теплоносителя.
В коллектор заделаны трубы поверхности
нагрева, выполненные в виде плоских
ширм (330 шт), радиально расположенных
вокруг коллектора. Циркуляция и сепарация
организованы аналогично зарубежным
конструкциям (кожух, циклонный и
жалюзийный сепараторы). Питательная
вода подаётся через кольцевой коллектор
в чехлы выделенного экономайзерного
участка.
Предполагалось, что такие ПГ сохранят достоинства зарубежных вертикальных ПГ и ликвидируют ряд их недостатков, в том числе следующие:
трубы в ширмах сделаны одинаковой длины, а ширмы (все одинаковые) можно изготавливать на потоке и вести сборку целыми ширмами, а не по одной трубе;
существенно более равномерная нагрузка зеркала испарения, что облегчает работу сепарационных устройств;
ликвидация плоской доски, а значит уменьшение толщины стенок и ухода труб в заделку, упрощение изготовления, исключение застоя пара и коррозии в местах заделки труб;
облегчение контроля и глушения труб в коллекторе большого диаметра, куда можно попасть, сняв крышку и убрав трубу для разделения потоков.