一种带轴向预热器的蒸汽发生器 |
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| 申请号 | CN201610810059.6 | 申请日 | 2016-09-08 | 公开(公告)号 | CN106257137A | 公开(公告)日 | 2016-12-28 |
| 申请人 | 中国核动力研究设计院; | 发明人 | 黄军; 郎雪梅; 徐建军; 彭兴建; 昝元锋; 白雪松; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种带轴向预热器的 蒸汽 发生器 ，包括壳体，壳体的下端设置有 管板 ，管板上设置有换 热管 ，换热管一端与一次侧入口连通，另一端与一次侧出口连通，管板上在换热管的外侧环设有一次围筒，管板上设置有隔离板，所述隔离板将一次围筒内部分隔成冷支路和热支路，管板上在冷支路的外侧设置有二次 围板 ，一次围筒的下部在隔离板的两侧均设置有通孔，壳体的顶部设置有湿蒸汽出口，壳体上设置有与湿蒸汽出口连接的二次侧热端入口和二次侧冷端入口，二次侧热端入口与热支路配合，二次侧冷端入口与冷支路配合，所述壳体上设置有与二次侧冷端入口配合的给 水 口。本发明解决了现有的标准 蒸汽发生器 导致压 力 壳内介质的预热效果差的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种带轴向预热器的蒸汽发生器，其特征在于，包括壳体（1），壳体（1）的下端设置有管板（4），管板（4）上设置有换热管（5），换热管（5）一端与一次侧入口（12）连通，另一端与一次侧出口（13）连通，所述管板（4）上在换热管（5）的外侧环设有一次围筒（2），所述管板（4）上设置有隔离板（6），所述隔离板（6）将一次围筒（2）内部分隔成冷支路（18）和热支路（17），所述管板（4）上在冷支路（18）的外侧设置有二次围板（3），所述一次围筒（2）的下部在隔离板（6）的两侧均设置有通孔，所述壳体（1）的顶部设置有湿蒸汽出口（11），所述壳体（1）上设置有与湿蒸汽出口（11）连接的二次侧热端入口（14）和二次侧冷端入口（15），所述二次侧热端入口（14）与热支路（17）配合，所述二次侧冷端入口（15）与冷支路（18）配合，所述壳体（1）上设置有与二次侧冷端入口（15）配合的给水口。 |
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| 说明书全文 | 一种带轴向预热器的蒸汽发生器技术领域背景技术[0002] 标准蒸汽发生器（SG）的原理是：进入SG的给水与位于给水环上面的分离器与干燥器的再循环水相混合，随后，混合水流入压力围板和管束围板之间，直到管板；然后这种混合水以360°角的扇形面同时流入热支路面和冷支路面的管束。 [0003] 现有的标准蒸汽发生器（SG）导致压力壳内介质的预热效果差。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种带轴向预热器的蒸汽发生器，解决现有的标准蒸汽发生器导致压力壳内介质的预热效果差的问题。 [0005] 本发明通过下述技术方案实现：一种带轴向预热器的蒸汽发生器，包括壳体，壳体的下端设置有管板，管板上设置有换热管，换热管一端与一次侧入口连通，另一端与一次侧出口连通，所述管板上在换热管的外侧环设有一次围筒，所述管板上设置有隔离板，所述隔离板将一次围筒内部分隔成冷支路和热支路，所述管板上在冷支路的外侧设置有二次围板，所述一次围筒的下部在隔离板的两侧均设置有通孔，所述壳体的顶部设置有湿蒸汽出口，所述壳体上设置有与湿蒸汽出口连接的二次侧热端入口和二次侧冷端入口，所述二次侧热端入口与热支路配合，所述二次侧冷端入口与冷支路配合，所述壳体上设置有与二次侧冷端入口配合的给水口。 [0006] 标准蒸汽发生器（SG）在产生可利用的蒸汽的同时，产生湿蒸汽，湿蒸冷凝后形成饱和水再回流利用形成再循环水，再循环水与给水混合后流入压力围板和管束围板之间，直到管板； 由于现有的标准蒸汽发生器（SG）内，没有根据换热管两侧温度的不同进行区分，进而在循环水和给水混合后全部与标准蒸汽发生器（SG）内部的水混合，这样一导致将原有温度较高的水介质的温度降低，进而导致预热效果差，蒸汽产生较为缓慢。 [0007] 本发明所述壳体具体是指一种压力容器罐，所述换热管具体是指一种热流体流通的管道，其与一次侧入口连通的一端通入热流体，热流体在壳体内将热量传递给壳体内的水介质后，由一次侧出口排出加热后由进入换热管，所述一次围筒具体是指将换热管与水介质隔开的结构，其上设置有通孔，所述通孔用于使一次围筒外侧的水介质进入到其内侧，次围筒的设置能够避免再循环水喝给回直接与换热管接触；所述隔离板的底部与管板连接相对称的2个侧壁与一次围筒的内侧连接，所述热支路具体是指换热管进入热流体的一端周围区域；所述冷支路具体是指换热管热流体流出的一端周围区域；所述二次围板具体是指一种半圆弧状的结构，其作用是与一侧围筒之间形成导入从二次侧冷端入口进入的再循环水和给水的通道，在壳体与一侧围筒之间形成导入从二次侧热端入口进入的再循环水通道，进而避免从二次侧冷端入口进入的再循环水和给水与从二次侧热端入口进入的再循环水在壳体内混合；所述一次侧入口具体是指热流体进入换热管的结构，所述一次侧出口具体是指热流体流出换热管的结构；所述二次侧冷端入口具体是指温度较低的在循环水流入壳体内的结构，所述二次侧热端入口具体是指温度较高的在循环水流入壳体内的结构；为使蒸汽发生器的效果最佳化，只用少量再循环水同给水相混合；其余再循环水直接流入返回热支路；所述二次侧冷端入口和二次侧热端入口优选设置在与换热管顶端配合的位置。 [0008] 本发明通过在壳体内设置相互配合的一次围筒、二次围板和隔离板，在一次围筒内形成热支路和冷支路，通过设置二次侧冷端入口和二次侧热端入口，将从湿蒸汽出口出来的再循环水分成温度较高的热部分和冷部分，热部分由二次侧热端入口进入到热支路，冷部分由二次侧冷端入口进入到冷支路，如此结构，能够充分利用再循环水的余热，温度较高的再循环水在热支路能够快速的蒸发产生蒸汽，提高预热效果。 [0009] 本发明主要应用在水介质、蒸汽介质和流体介质中，工作参数为一次侧压力为0.1～15.0MPa，温度为5～342℃；二次侧压力为0.1～10.0MPa，温度5～311℃；本发明无运动部件，具有结构简单、质量小、成本低、耐磨、耐腐蚀、结构部件易更换、适应参数范围广等特点。 [0010] 本发明的安装条件：整个带轴向预热器的蒸汽发生器安装在一个环形支架上，与回路连接方便，便于试验人员操作；带轴向预热器的蒸汽发生器的一次侧和二次侧都采用槽隼法兰连接，拆装方便。本发明具有拆装方便，使用灵活，能承受住较宽的压力和温度范围，并具有结构简单、坚固耐用的特点。 [0011] 应用对象：在带轴向预热器SG相关试验中可以应用，以及在常规的SG试验中也能应用。 [0012] 并且，本发明重新设计了一种带轴向的蒸汽发生器，省去了SG模拟体原有的汽水分离器和干燥器，这样就把SG模拟体的高度降低至少40%，体积缩小至少50%。 [0013] 本发明不仅结构简单、部件少、质量轻、性能可靠、检修维护方便，可以应用于带轴向预热器SG的各种试验，还能在经过简易改造后进行各种SG强化传热对比试验。 [0014] 进一步地，换热管的数量按照热负荷试验规模和换热面积缩小比例确定，至少设置有2个，相邻换热管之间通过隔板连接。 [0015] 这样可以确保蒸汽发生器试验模拟的有效性。 [0016] 进一步地，换热管为U形管。 [0017] 进一步地，一次围筒的高度高于换热管的高度。 [0018] 如此结构使冷热在循环水不会提前发生混合，从而进一步确保蒸汽发生器试验模拟的有效性。 [0019] 进一步地，二次侧热端入口为圆管，所述二次侧冷端入口由若干排水管组成，所述排水管穿过设置在给水口处的给水环。 [0020] 再循环水流经各个排水管，给水由给水环上通孔排出，由于排水管与水环上的通孔间隔设置，使得具有一定温度在再循环水与给水分配更加均匀。 [0021] 进一步地，排水管为J形管，所述J形管的弯曲部为再循环水的进端。 [0022] 所述J形管具体设置排水的形状似J形，在循环水由J形管的弯曲部流向直管部。 [0024] 具体是指在二次侧热端入口处上设置一个使用温度较高的湿蒸汽的屏蔽泵，在二次侧冷端入口设置一个使用温度较低的湿蒸汽的屏蔽泵。 [0025] 所述屏蔽泵为现有技术，是能够驱动不同温度的流体循环起来的循环泵。进一步地，管板的下端设置有与换热管配合的缓冲罐，缓冲罐内部通过挡板分成两部分，一部分与一次侧入口连通，另一部分与一次侧出口连通。 [0026] 热流体进入换热管之前，在进入到缓冲罐内进行缓冲，有利于保护换热管在巨大的压力冲击下受损。 [0027] 本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本发明通过在壳体内设置相互配合的一次围筒、二次围板和隔离板，在一次围筒内形成热支路和冷支路，通过设置二次侧冷端入口和二次侧热端入口，将从湿蒸汽出口出来的再循环水分成温度较高的热部分和冷部分，热部分由二次侧热端入口进入到热支路，冷部分由二次侧冷端入口进入到冷支路，如此结构，能够充分利用再循环水的余热，温度较高的再循环水在热支路能够快速的蒸发产生蒸汽，提高预热效果。 [0028] 2、本发明重新设计了一种带轴向的蒸汽发生器，省去了SG模拟体原有的汽水分离器和干燥器，这样就把SG模拟体的高度降低至少40%，体积缩小至少50%。 [0030] 此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：图1是带轴向预热器的蒸汽发生器的结构示意图一； 图2是带轴向预热器的蒸汽发生器内的蒸汽流向示意图； 图3是带轴向预热器的蒸汽发生器内热流体的流向示意图； 图4是带轴向预热器的蒸汽发生器在壳体径向上的剖视图； 图5是给水环与排水管的结构示意图； 图6是实施例6的结构示意图。 [0031] 附图中标记及对应的零部件名称：1-壳体，2-一次围筒，3-二次围板，4-管板，5-换热管，6-隔离板，7-缓冲罐，8-挡板，9-排水管，10-隔板，11-湿蒸汽出口，12-一次侧入口，13-一次侧出口，14-二次侧热端入口， 15-二次侧冷端入口，16-给水环，17-热支路，18-冷支路。 具体实施方式[0032] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。 [0033] 实施例1：如图1至图4所示，一种带轴向预热器的蒸汽发生器，包括壳体1，壳体1的下端设置有管板4，管板4上设置有换热管5，换热管5一端与一次侧入口12连通，另一端与一次侧出口13连通，所述管板4上在换热管5的外侧环设有一次围筒2，所述管板4上设置有隔离板6，所述隔离板6将一次围筒2内部分隔成冷支路18和热支路17，所述管板4上在冷支路18的外侧设置有二次围板3，所述一次围筒2的下部在隔离板6的两侧均设置有通孔，所述壳体1的顶部设置有湿蒸汽出口11，所述壳体1上设置有与湿蒸汽出口11连接的二次侧热端入口14和二次侧冷端入口15，所述二次侧热端入口14与热支路17配合，所述二次侧冷端入口15与冷支路 18配合，所述壳体1上设置有与二次侧冷端入口15配合的给水口；所述换热管5可拆卸式设置在管板4上，所述换热管5的数量按照热负荷试验规模和换热面积缩小比例确定，换热管5的数可以是1个，也可以是N个，N≥2，相邻换热管5之间通过隔板10连接；所述换热管5优选为U形管；所述湿蒸汽出口11的湿蒸汽通过屏蔽泵分成两部分，一部分进入二次侧热端入口 14，另一部分进入二次侧冷端入口15；在本实施例中，换热管5的个数设置为5个。 [0034] 在本实施例中，高温高压流体从一次侧入口12流入换热管5，从一次侧出口13流出换热管5，从而为壳体1内的水介质提供热源。当壳体1内的水介质被加热到预定工况时，从湿蒸汽出口11排出的湿蒸汽按照预定工况被分成两部分：一部分饱和水通过屏蔽泵驱动从二次侧热端入口14流入壳体1内，然后通过一次围筒2上通孔进入到热支路17内继续被加热蒸发，另一部分过冷水通过屏蔽泵驱动从二次侧冷端入口15与给水一起流入二次围板3与一次围筒2之间形成的环空内，然后通过一次围筒2上通孔进入到冷支路18内继续被加热蒸发；从而可以实现预定的二次侧流入壳体1内流体的不同温度和不同流量的分配功能，在此基础上可以开展带轴向预热器SG相关模拟试验。 [0035] 实施例2：如图1所示，本实施例基于实施例1，所述一次围筒2的高度高于换热管5的高度；在本实施例中，换热管5的个数设置为8个。 [0036] 实施例3：如图1、图5所示，本实施例基于实施例1，所述二次侧热端入口14为圆管，所述二次侧冷端入口15由若干排水管9组成，所述排水管9穿过设置在给水口处的给水环16；所述排水管9为J形管，所述J形管的弯曲部为再循环水的进端；在本实施例中，换热管5的个数设置为10个。 [0037] 实施例4：如图1所示，本实施例基于实施例1，所述管板4的下端设置有与换热管5配合的缓冲罐 7，缓冲罐7内部通过挡板8分成两部分，一部分与一次侧入口12连通，另一部分与一次侧出口13连通。 [0038] 实施例5：如图6所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述一次围筒2、隔离板6和二次围板3可拆卸式设置在管板4上。本实施例中，拆除次围筒2、隔离板6和二次围板3，即变成不带轴向预热器的试验模拟体，高温高压流体从一次侧入口12流入换热管5，从一次侧出口13流出换热管5，从而为壳体1内的水介质提供热源。当壳体1内的水介质被加热到预定工况时，从湿蒸汽出口11排出的湿蒸汽按照预定工况被分成两部分：一部分饱和水通过屏蔽泵驱动从二次侧热端入口14流入壳体1内，另一部分过冷水通过屏蔽泵驱动从二次侧冷端入口15与给水一起流入壳体1内，从而可以实现标准SG的给水功能，在此基础上可以开展不带轴向预热器SG相关模拟试验。 [0039] 以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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