Selected design and construction aspects of supercritical steam generators for high temperature reactors

Article presents design and construction considerations on supercritical (once-through) steam generator using high and very high temperature reactor cores as heat source. Helical-coil steam generators are preferred over other types of design thanks to their increased heat transfer rate and compactness. Applicable modernised Rankine cycle and changes in thermophysical parameters of water in the neighbourhood of critical and pseudocritical points are examined. Correlations determining heat transfer coefficient are analysed in order to select the most applicable among them. Critical design aspects of such a supercritical nuclear steam supply system are discussed.

Omówiono wybrane zagadnienia konstrukcji i projektowania przepływowych wytwornic pary współpracujących z rektorami wysoko i bardzo wysoko temperaturowymi. Wytwornice pary o powierzchni wymiany ciepła w formie koncentrycznych spiral wielozwojowych są preferowanym typem dzięki intensyfikacji wymiany ciepła, której towarzyszy redukcja wymiarów zewnętrznych. Przedstawiony został stosowny obieg Rankine’a oraz przeanalizowane zmiany parametrów termofizycznych wody w otoczeniu punktu krytycznego i pseudokrytycznych. Artykuł zawiera analizę i uzasadnienie doboru korelacji określających intensywność procesu przejmowania ciepła przez wodę w stanie nadkrytycznym oraz stosowne poprawki umożliwiające stosowanie jej w przypadku omawianego typu konstrukcyjnego wytwornicy pary.