一種流量分配均勻的緊湊型蒸汽發生器的製作方法

2023-10-11 15:46:19 2

本發明屬於換熱器技術領域，具體涉及一種流量分配均勻的緊湊型蒸汽發生器。

背景技術：

以朗肯循環為基礎的水蒸氣動力循環在核電、火電等領域廣泛應用。在這些領域中，首先需要熱源將給水加熱產生高溫高壓蒸汽，蒸汽在經過汽輪機組等將熱能轉換為動能。蒸汽發生器作為循環系統的關鍵設備，其熱工水力性能將影響整個循環系統的效率與可靠性。

基於核反應堆蒸汽發生器內部複雜的熱工水力工況，在其熱工水力性能優化中，為保證加熱介質和冷卻介質的流量分布均勻，使蒸汽發生器各傳熱管中的流量、功率平衡。在殼側通常設置流量分配部件，保證殼側介質的流量分布均勻；管側可採用巨大壓力腔室結構，並且在換熱管入設置節流部件，保證管側介質的流量分布均勻。管側節流部件，通常是在換熱管入口處焊接節流孔板，節流通孔的內徑很小，通過增加換熱器入口流阻以限制進入換熱管的介質流量，達到均勻管內介質流量的目的。

在某些高功率密度的小型反應堆設計中，反應堆整體空間尺寸限制，要求蒸汽發生器結構進行優化，使其結構更緊湊。

技術實現要素：

本發明解決的技術問題在於：提出一種流量分配均勻的緊湊型蒸汽發生器，採用在壓力腔室內布置湍流漩渦分解部件的方式，防止腔室內介質湍流形成大漩渦，避免湍流漩渦造成流阻和進入換熱管流量不均勻，節約壓力腔室空間尺寸。

本發明解決技術問題採用如下技術方案：

一種流量分配均勻的緊湊型蒸汽發生器，包括換熱單元、湍流漩渦分解部件、殼側導流部件、殼體、進口聯箱、出口聯箱和閥門；所述換熱單元的上端與所述殼體連接，所述換熱單元的下端穿過所述殼側導流部件，換熱單元的進、出口接管分別與所述進口聯箱和所述出口聯箱連接所述，殼側導流部件安裝在殼側入口下方；所述湍流漩渦分解部件設置在換熱單元的給水壓力腔室內。

本發明還存在以下特徵：

所述湍流漩渦分解部件由多個同心圓環、圓柱、球體或多邊形結構連接組成。

所述蒸汽發生器由多個換熱單元採用並聯或串聯的方式組成，所述進口聯箱、出口聯箱的接管上設置有閥門。

所述蒸汽發生器由一個換熱單元組成。

所述蒸汽發生器一次側採用液態金屬作為冷卻劑，二次側採用水或氦氣或二氧化碳作為工作介質。

與已有技術相比，本發明的有益效果體現在：

1)蒸汽發生器壓力腔室內設置漩渦分解裝置，防止湍流漩渦造成壓損和流量不均勻，減小壓力腔室為保證各傳熱管內流量和功率平衡所需的空間尺寸。

2)蒸汽發生器整體可以採用多個換熱單元結構，在進口聯箱、出口聯箱的接管上設置有閥門，在某個換熱單元破口後，關閉對應閥門將其屏蔽，其他單元可正常使用，提高了蒸汽發生器運行可靠性。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為流量分配均勻的緊湊型蒸汽發生器的主視圖；

圖2為流量分配均勻的緊湊型蒸汽發生器的俯視圖；

圖3為流量分配均勻的緊湊型蒸汽發生器的壓力腔室示意圖。

其中，1為換熱單元；2為湍流漩渦分解部件；3為殼側導流部件；3-1為防短路擋板；3-2為支撐隔板；4為殼體；5為進口聯箱；6為出口聯箱；7為閥門。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。

參照圖1至圖3，對本發明的結構特徵詳述如下：

一種流量分配均勻的緊湊型蒸汽發生器，包括換熱單元1、湍流漩渦分解部件2、殼側導流部件3、殼體4、進口聯箱5、出口聯箱6、和閥門7；所述換熱單元1的上端與所述殼體4連接，所述換熱單元1的下端穿過所述殼側導流部件3，換熱單元1的進、出口接管分別與所述進口聯箱5和所述出口聯箱6連接所述，殼側導流部件3安裝在殼側入口下方；所述湍流漩渦分解部件2設置在換熱單元1的給水壓力腔室內。

所述湍流漩渦分解部件2由多個同心圓環、圓柱、球體或多邊形結構連接組成。

所述蒸汽發生器由多個換熱單元採用並聯或串聯的方式組成，所述進口聯箱5、出口聯箱6的接管上設置有閥門。

所述蒸汽發生器由一個換熱單元1組成。

所述蒸汽發生器一次側採用液態金屬作為冷卻劑，二次側採用水或氦氣或二氧化碳作為工作介質。

如圖所示，湍流漩渦分解部件2採用同心圓環結構，根據設計分析獲得的湍流分布情況，將其布置在湍流漩渦形成區域，避免湍流漩渦造成壓力損失和流量分布不均勻。

蒸汽發生器由3個換熱單元1採用並聯的方式組成，在進口聯箱5、出口聯箱6的接管上設置有閥門，在某個換熱單元破口後，關閉對應閥門將其屏蔽，其他單元可正常使用；控制投入使用的換熱單元數量，擴大蒸汽發生器功率調節範圍。

本發明未詳細闡述部分屬於本領域公知技術。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。