除溼裝置和蒸汽發生器的製作方法
2023-04-24 15:04:56 2
專利名稱：除溼裝置和蒸汽發生器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用在壓水式核反應工廠中的蒸汽發生器內的蒸汽發生器。
背景技術：
在壓水式核反應發電廠中，位於核反應堆容器內的反應堆活性區由一次冷卻水進行冷卻。由從反應堆活性區發出的核能加熱後的一次冷卻水，被導入一蒸汽發生器中。在該蒸汽發生器中，熱量被傳遞至二次冷卻水，用以使得二次冷卻水沸騰。由此產生的蒸汽驅動蒸汽渦輪機產生出電能。在蒸汽發生器中產生的蒸汽被導入一個蒸汽分離設備中，用於去除包含在蒸汽流中的水，其中所述蒸汽分離設備位於蒸汽發生器內側的上部。蒸汽分離設備通常包括相對於蒸汽流被設置在上遊側的離心式蒸汽分離器，和設置於離心式蒸汽分離器下遊的框板型除溼裝置(a frame plate typemoisture)。
圖5示出了常規框板型除溼裝置的一個示例。
在圖5中，除溼裝置10由多個框板12組成。在框板12之間限定出多個Z形通道11。各個用於限定通道11的框板12均包括有多個液滴捕集凹穴14，這些液滴捕集凹穴14位於從根部16朝向頂點18延伸的側壁部分12a上，其中根部16相對於Z形通道11向外隆起，頂點18相對於通道11向內隆起。在圖4中，包括有液滴W的蒸汽通過左端被送入通道11內，並且在液滴W被俘獲和轉移至凹穴14內之後，通過右端排出。
最近，有減少在蒸汽發生器出口處的水分的需求。但是，存在的問題在於，常規的除溼裝置10無法充分地降低溼度。也就是說，常規的除溼裝置10具有一個問題，即位於通道11上遊側的液滴捕集凹穴可以捕集相對較大的液滴W，但是，會發生所謂的「攜帶」現象(carry over)，從而使得那些曾經被凹穴14俘獲的液滴從凹穴中飛出來進入通道11中的蒸汽流內，或者相對較小的液滴W無法充分地被位於通道11中下遊側的凹穴14所俘獲。
發明內容
本發明旨在解決現有技術中的前述問題，並且旨在提供一種經過改進的除溼裝置，以提高液滴捕集性能。
還有，本發明的目的在於提供一種降低了其生產成本的除溼裝置。
還有，本發明的目的在於提供一種可以捕集相對較小的液滴的除溼裝置。
根據本發明，在這裡提供了一種除溼裝置，這種除溼裝置包括多個相互平行設置的平整框板，用以在這些框板之間限定出多個Z形通道，面對著通道上遊側的側壁限定出了液滴捕集凹穴的入口。
通過使用平整的框板，與根據現有技術的除溼裝置相比，生產成本明顯降低。
根據本發明，在這裡提供了一種除溼裝置，這種除溼裝置帶有多個相互平行的框板，用以限定出多個Z形通道，其中所述框板包括平整的板狀部件；所述除溼裝置包括液滴捕集凹穴，從通道的上遊側進行觀察，這些液滴捕集凹穴的入口被設置在根部與頂點之間的Z形通道的側壁部分上，其中所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起；並且所述液滴捕集凹穴包括位於通道上遊側、用於捕集相對較大的液滴的第一液滴捕集凹穴，和位於通道下遊側、用於捕集相對較小的液滴的第二液滴捕集凹穴。
當蒸汽流過Z形通道時，包含在蒸汽中的液滴會撞擊通道的側壁。此時，一部分液滴會進入液滴捕集凹穴，並且被俘獲在凹穴中。在通道的上遊側，由於大的液滴易於被俘獲，所以相對較大的液滴被捕集起來。因此，用於捕集相對較大的液滴的第一液滴捕集凹穴被設置在通道的上遊區段。另一方面，在通道的下遊區段，相對較小的液滴在大的液滴被俘獲起來之後仍舊滯留在蒸汽流中。因此，用於捕集相對較小的液滴的第二液滴捕集凹穴被設置在通道的下遊區段。因此，利用第一液滴捕集凹穴和第二液滴捕集凹穴的這種排布方式，即用於捕集相對較大液滴的第一液滴捕集凹穴被設置在通道的上遊區段，而用於捕集相對較小液滴的第二液滴捕集凹穴被設置在其下遊區段，液滴捕集效率、尤其是對較小液滴的捕集效率可以顯著提高。
第一液滴捕集凹穴的入口最好被設置成遠離根部與頂點之間側壁部分上的頂點，而第二液滴捕集凹穴的入口最好被設置成鄰近根部與頂點之間側壁部分上的頂點，其中所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起。
在第一與第二液滴捕集凹穴之間，可以設置用於凝聚液滴的裝置。用於凝聚液滴的裝置可以包括被設置成橫跨在通道上的卷繞部件。
還有，根據本發明的另外一個特徵，在這裡提供了一種除溼裝置，這種除溼裝置帶有多個相互平行設置的框板，用以限定出多個Z形通道，其中所述框板包括平整的板狀部件；所述除溼裝置包括多個液滴捕集凹穴，從通道的上遊側進行觀察，這些液滴捕集凹穴的入口被設置在根部與頂點之間的Z形通道的側壁部分上，其中所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起；並且所有液滴捕集凹穴的入口均被設置成鄰近根部與頂點之間側壁部分上的頂點，其中所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起。
還有，根據本發明的再一個特徵，在這裡提供了一種除溼裝置，這種除溼裝置帶有多個相互平行設置的框板，並且多個弧形區段被固附在這些框板上，用以限定出多個蜿蜒通道，其中所述框板包括平整的板狀部件；並且所述除溼裝置包括多個液滴捕集凹穴，從通道的上遊側進行觀察，這些液滴捕集凹穴的入口被設置在根部與頂點之間的蜿蜒通道的側壁部分上，其中所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起。
還有，根據本發明的又一個特徵，一種蒸汽發生器包括有一種前述的除溼裝置、倒置的U形管束以及多個蒸汽分離器，其中所述倒置的U形管束利用來自於核反應堆的一次冷卻水作為加熱介質。利用一種帶有前述除溼裝置的蒸汽發生器，可以產生出含有很少水分的蒸汽，以便有效地防止在渦輪發電機中渦輪裝置處發生腐蝕現象。
圖1是一個簡圖，示出了一個根據本發明第一實施例的除溼裝置中的一條通道。
圖2是一個類似於圖1的簡圖，示出了本發明的一個第二實施例。
圖3是一個除溼裝置的局部剖開透視圖。
圖4是一個用於壓水式核反應發電廠的蒸汽發生器中的示意性剖面。
圖5是一個類似於圖1的簡圖，示出了一個根據現有技術的除溼裝置。
具體實施例方式
參照附圖，下面將對本發明的優選實施例進行描述。
參照圖3，示出了一種蒸汽發生器的示例，該蒸汽發生器使用了根據本發明的除溼裝置。蒸汽發生器50包括管束54，該管束54被設置在壓力容器52內側的下部，並且被浸沒在二次冷卻水中。管束54被製成倒置的U形，其一個端部以流體連通方式連接在一次冷卻水進入腔室53上，而另外一個端部以流體連通方式連接在一次冷卻水輸出腔室55上。多個離心式蒸汽分離器56被設置在壓力容器52內側的上部，位於管束54的上方，尤其是位於盛裝在壓力容器52中的二次冷卻水的表面上方。一個除溼裝置60被設置在離心式分離器56的上方，在該除溼裝置60上應用了本發明。
高溫的一次冷卻水被供送至一次冷卻水進入腔室53中，該一次冷卻水已經在核反應堆中對反應堆活性區進行了冷卻。一次冷卻水通過管束54從一次冷卻水進入腔室53流向一次冷卻水輸出腔室55。相反，二次冷卻水通過二次冷卻水入口52b和給水環58被導入壓力容器52內管束54的四周，其中，二次冷卻水入口52b被設置在壓力容器52上。在一次冷卻水流過管束54的過程中，通過與一次冷卻水進行熱交換，盛裝在壓力容器52中的二次冷卻水被加熱。由此，由二次冷卻水產生出蒸汽。
參照圖4，示出了除溼裝置60的局部剖面，在除溼裝置60上應用了本發明。本發明中的除溼裝置60(100-1500)具有被設置在殼體62中的Z形通道68。如前所述，通過與一次冷卻水進行熱交換而產生出的蒸汽S，從罩板64的下側流過多個穿孔66a以及通道68，並且從相對側流出，其中穿孔66a成形於一個穿孔板66上。在蒸汽S流過通道68的過程中，包含於蒸汽S中的液滴被分離出來，並且通過洩流管70返回到壓力容器52內側的下部，在這裡盛裝有二次冷卻水。
參照圖1和2，下面將對除溼裝置60中的通道68進行詳細描述。就此而言，通道68在各附圖中由新的附圖標記加以標識。還有，儘管在圖1或圖2中僅示出了一條通道，但是除溼裝置60中包括有多個通道，如圖3中所示，這些通道並排設置並且由多個框板限定而成。
根據圖1中所示第一實施例的除溼裝置100包括有多個框板102，這些框板102被設置成相互平行，並且由間隔件126相互間隔開。在框板102之間，限定出多個Z形通道101。尤其是，用於限定通道101的側壁的多個翼板或者葉片104、106、108、110、112和114，被固附在框板102上。翼板104、106、108、110、112和114形成了根部116和頂點118，其中根部116相對於通道101向外隆起，而頂點118相對於通道101向內隆起。就此而言，在圖1所示的實施例中，含有液滴的蒸汽通過各條通道101的左端部被供入，並且通過右端部流出除溼裝置100。在下文中使用的詞語「上遊」、「下遊」和「流動方向」均與這種流過通道101的蒸汽流有關。
翼板104被設置在最上遊區域，並且具有一個主體部104a，用於限定出一個蒸汽導引區段，和一個尾部104b，該尾部104b朝向頂點118進行延伸。各個翼板106均具有一個固附於框板102上的平整主體部106a，一個從主體部106a朝向頂點118進行延伸的前部106b，一個從前部106b開始相對於通道101向外彎曲的彎曲部106c，以及一個從主體部106a朝向下遊頂點118進行延伸的尾部106d。各個翼板108均具有一個主體部108a，一個前部108b，一個彎曲部108c，以及一個尾部108d。翼板108被製成類似於翼板106，但是，尾部108d的長度大於翼板106的尾部106d。各個翼板110均具有一個主體部110a，一個前部110b，以及一個尾部110c，但是沒有彎曲部。翼板112和114分別具有平整的主體部112a和114a，用於限定出一個蒸汽排放區段，和延伸至上遊頂點118的前部112b和114b。主體部104a、106a、108a、110a、112a和114a均被設置成平行於框板112，並且被固附在框板112上。這種構造能夠使得，即使框板102是平整的，也能夠在框板102之間限定出Z形通道101。
從通道101的上遊側進行觀察，由翼板104、106、108、110、112和114限定出的側壁，尤其是從根部116延伸至頂點118的側壁部分，限定出了多個開口120a和112a，它們形成了液滴捕集凹穴120和122的入口。在本實施例中，液滴捕集凹穴包括用於捕集相對較大液滴的第一液滴捕集凹穴120，和用於捕集相對較小液滴的第二液滴捕集凹穴122，該第二液滴捕集凹穴122在通道101中被設置在第一液滴捕集凹穴120的下遊。
在本實施例中，第一液滴捕集凹穴120的入口120a被設置在翼板104的尾部104b與一個翼板106的彎曲部106c之間，以及尾部106d與翼板108的彎曲部108c之間。另一方面，第二液滴捕集凹穴122的入口122a被設置在翼板108的尾部108d與翼板110的前部110a之間，以及翼板110的尾部110c與翼板112和114的前部112a和114a之間。
如圖1中所示，第一液滴捕集凹穴120的入口120a被設置成以一定的距離朝向根部116遠離頂點118，所述距離對應於翼板106和108的彎曲部106c和108c的長度。另一方面，第二液滴捕集凹穴122的入口112a被設置成鄰近頂點118，因為翼板110、112和114上均沒有從頂點118朝向上遊側根部116延伸的部分。
下面將對本實施例的工作過程和功用進行描述。
在圖1中，含有液滴的蒸汽通過通道的左端部流入通道101內。當蒸汽流過Z形通道101時，包含在蒸汽中的液滴會撞擊通道101的側壁。與此同時，一部分液滴會進入第一液滴捕集凹穴120和第二液滴捕集凹穴122內，從而被俘獲在凹穴120和122中。被俘獲在凹穴120和122中的液滴被匯集到一個洩流回收裝置(未示出)內，並且混合入盛裝在蒸汽發生器中的二次冷卻水內。
在通道101的上遊側，大部分相對較大的液滴均被俘獲。因此，所述液滴捕集凹穴對於水達到飽和狀態，並且易於發生所謂的「攜帶」現象，使得液滴再次飛入通道101中的蒸汽流內。尤其是，鄰近根部116處會產生滯流現象，從而使得通道101中的幹流流過滯流部分。因此，在第一液滴捕集凹穴120的內部，被俘獲的水通常會以不穩定狀態留置在從頂點118開始的下遊側。因此，翼板106和108的彎曲部106c和108c被設置在第一液滴捕集凹穴120的入口120a處，其中第一液滴捕集凹穴120位於通道101的上遊側，來減少以不穩定狀態留置的水，並且防止發生「攜帶」現象。還有，第一液滴捕集凹穴120的入口120a最好被設置成遠離滯流部分鄰近頂點118。
另一方面，在通道101的下遊側，在蒸汽流中包含有多個相對較小液滴。液滴越小，它們就越易於滯留在蒸汽流中，並且不會撞擊側壁。因此，第二液滴捕集凹穴122的入口122a鄰近頂點118，在這裡流速很高並且流動方向突然改變，促進了對細小液滴的捕集。
參照圖2，下面將對本發明的第二實施例進行描述。
在圖2中，根據第二實施例的除溼裝置200包括有多個框板202，這些框板202被設置成相互平行，並且由間隔件224相互間隔開。在框板202之間，限定出了多個Z形通道201。尤其是，在所述框板202上固附有多個用於限定通道201側壁的翼板或者葉片204、206、208、210、212和214。翼板204、206、208、210、212和214形成了根部216和頂點218，其中根部216相對於通道201向外隆起，而頂點218相對於通道201向內隆起。就此而言，在圖2所示的實施例中，含有液滴的蒸汽也通過各條通道201的左端部被供入，並且通過右端部流出除溼裝置200。在下文中使用的詞語「上遊」、「下遊」和「流動方向」均與所述流過通道201的蒸汽流有關。
翼板204被設置在最上遊區域，並且具有一個主體部204a，用於限定出一個蒸汽導引區段，和一個尾部204b，該尾部204b朝向頂點218進行延伸。各個翼板206均具有一個固附於框板202上的平整主體部206a，一個從主體部206b朝向頂點218進行延伸的前部206b，一個從前部206b開始平行於框板202進行延伸的中間部206c，一個從中間部206c開始相對於通道201向外彎曲的彎曲部206d，以及一個從主體部206a朝向下遊頂點218進行延伸的尾部206e。各個翼板208均具有一個主體部208a，一個前部208b，一個中間部208c，一個彎曲部208d，以及一個尾部208e。翼板208被製成類似於翼板206，但是，尾部208e的長度大於翼板206的尾部206d。各個翼板210均具有一個主體部210a，一個前部210b以及一個尾部210c，但是沒有中間部和彎曲部。翼板212和214分別具有平整的主體部212a和214a，用於限定出蒸汽排放區段，以及延伸至上遊頂點218的前部212b和214b。主體部204a、206a、208a、210a、212a和214a均被設置成平行於框板202，並且被固附在框板202上。這種構造能夠使得，即使框板202是平整的，也能夠在框板202之間限定出Z形通道201。
從通道201的上遊側進行觀察，由翼板204、206、208、210、212和214限定出的側壁，尤其是從根部216延伸至頂點218的側壁部分，限定出了多個開口220a和212a，它們形成了液滴捕集凹穴220和222的入口。在本實施例中，液滴捕集凹穴包括用於捕集相對較大液滴的第一液滴捕集凹穴220，和用於捕集相對較小液滴的第二液滴捕集凹穴222，該第二液滴捕集凹穴222在通道201中被設置在第一液滴捕集凹穴220的下遊。
在本實施例中，第一液滴捕集凹穴220的入口220a被設置在翼板204的尾部204b與一個翼板206的彎曲部206d之間，以及尾部206e與翼板208的彎曲部208d之間。另一方面，第二液滴捕集凹穴222的入口222a被設置在翼板208的尾部208e與翼板210的前部210a之間，以及翼板210的尾部210c與翼板212和214的主體部212a和214a之間。
正如前面所描述過的那樣，除了翼板206和208具有中間部206c和208c之外，第二實施例基本上與第一實施例相同。因此，第二實施例的工作過程和效果基本上類似於第一實施例。但是，根據第二實施例，通過設置中間部206c和208c，減小了蒸汽穿過通道201的壓力損失。
還有，在前述實施例中，翼板的剖面構造由相互連接在一起的直線組成。但是，翼板的剖面構造也可以由相互連接在一起的弧形區段組成。
還有，液滴捕集與部件，比如用於促進液滴發生凝聚的卷繞部件或者穿孔板，可以被設置在第一液滴捕集凹穴與第二液滴捕集凹穴之間。
權利要求
1.一種除溼裝置，包括多個相互平行設置的平整框板，用以在這些框板之間限定出多個Z形通道，面對著通道上遊側的側壁限定出了液滴捕集凹穴的入口。
2.一種除溼裝置，帶有多個相互平行設置的框板，用以限定出多個Z形通道，其特徵在於所述框板包括平整的板狀部件；所述除溼裝置包括液滴捕集凹穴，從通道的上遊側進行觀察，這些液滴捕集凹穴的入口被設置在根部與頂點之間的Z形通道的側壁部分上，所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起；並且所述液滴捕集凹穴包括位於通道上遊側、用於捕集相對較大的液滴的第一液滴捕集凹穴，和位於通道下遊側、用於捕集相對較小的液滴的第二液滴捕集凹穴。
3.根據權利要求2中所述的除溼裝置，其特徵在於所述第一液滴捕集凹穴的入口被設置成遠離根部與頂點之間側壁部分上的頂點，而所述第二液滴捕集凹穴的入口被設置成鄰近根部與頂點之間側壁部分上的頂點，其中所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起。
4.根據權利要求2或3中所述的除溼裝置，還包括被設置在第一與第二液滴捕集凹穴之間、用於凝聚液滴的裝置。
5.根據權利要求4中所述的除溼裝置，其特徵在於所述用於凝聚液滴的裝置包括被設置成橫跨所述通道的卷繞部件。
6.一種除溼裝置，帶有多個相互平行設置的框板，用以限定出多個Z形通道，其特徵在於所述框板包括平整的板狀部件；所述除溼裝置包括多個液滴捕集凹穴，從所述通道的上遊側進行觀察，這些液滴捕集凹穴的入口被設置在根部與頂點之間的Z形通道的側壁部分上，所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起；並且所有液滴捕集凹穴的入口均被設置成鄰近根部與頂點之間側壁部分上的頂點，所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起。
7.根據權利要求6中所述的除溼裝置，其特徵在於所述Z形通道由多個被固定在框板上的翼板限定而成，所述多個翼板中的最上遊翼板均具有凸起部，這些凸起部均在相對於流過所述通道的蒸汽流的上遊方向、沿著中心軸線朝向蒸汽導引區段延伸。
8.一種除溼裝置，帶有多個相互平行設置的框板和多個被固附在所述框板上的弧形區段，用以限定出多個蜿蜒通道，其特徵在於所述框板包括平整的板狀部件；所述除溼裝置包括多個液滴捕集凹穴，從所述通道的上遊側進行觀察，這些液滴捕集凹穴的入口被設置在根部與頂點之間的蜿蜒通道的側壁部分上，所述根部相對於通道向外隆起，而所述頂點相對於通道向內隆起。
9.根據權利要求8中所述的除溼裝置，其特徵在於所述蜿蜒通道由多個固定在框板上的翼板限定而成，所述多個翼板包括設置在至少其任一端部處的弧形彎曲部分。
10.一種蒸汽發生器，包括一種根據前述任一權利要求中所述的除溼裝置、倒置的U形管束以及多個蒸汽發生器，其中所述倒置的U形管束利用來自於核反應堆的一次冷卻水作為加熱介質。
全文摘要
一種除溼裝置(100)，包括多個相互平行設置的框板(102)，用以在這些框板(102)之間限定出多個Z形通道(101)，面對著通道(101)的上遊側的側壁限定出了液滴捕集凹穴(120和122)的入口(120a和122a)。
文檔編號B01D53/26GK1481269SQ02803341
公開日2004年3月10日 申請日期2002年11月5日 優先權日2001年11月6日
發明者石黑達男, 近藤喜之, 平尾康彥, 平野廣, 水谷敏行, 井上智之, 泉薰, 兒玉淳一郎, 一郎, 之, 彥, 行 申請人:三菱重工業株式會社