一种流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器

摘要

本发明公开了一种流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器，包括换热单元、进口联箱、出口联箱、壳侧导流部件、壳体成。换热单元的压力腔内设置有湍流漩涡分解部件，打破腔室内给水湍流造成的大漩涡，在保证腔室内给水进入传热管内流量分配均匀的前提下，可减小压力腔室所需的空间尺寸减小。根据蒸汽发生器尺寸和工质参数要求，换热单元可灵活采用并联或串联的连接方式；每个换热单元可独立隔离，提高蒸汽发生器可运行性，并满足余热排出功能。

权利要求

1.一种流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器，其特征在于：包括换热单元(1)、湍流漩涡分解部件(2)、壳侧导流部件(3)、壳体(4)、进口联箱(5)、出口联箱(6)和阀门(7)；所述换热单元(1)的上端与所述壳体(4)连接，所述换热单元(1)的下端穿过所述壳侧导流部件(3)，换热单元(1)的进、出口接管分别与所述进口联箱(5)和所述出口联箱(6)连接，所述壳侧导流部件(3)安装在壳侧入口下方；所述湍流漩涡分解部件(2)设置在换热单元(1)的给水压力腔室内；

所述湍流漩涡分解部件(2)由多个同心圆环、圆柱、球体或多边形结构连接组成；

所述壳侧导流部件(3)上设置有支撑隔板(3-2)，相邻壳侧导流部件(3)之间设置有防短路挡板(3-1)。

2.根据权利要求1所述的流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器，其特征在于：所述蒸汽发生器由多个换热单元采用并联或串联的方式组成，所述进口联箱(5)、出口联箱(6)的接管上设置有阀门(7)。

3.根据权利要求1所述的流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器，其特征在于：所述蒸汽发生器一次侧采用液态金属作为冷却剂，二次侧采用水或氦气或二氧化碳作为工作介质。

说明书

一种流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器

技术领域

[0001] 本发明属于换热器技术领域，具体涉及一种流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器。

背景技术

[0002] 以朗肯循环为基础的水蒸气动力循环在核电、火电等领域广泛应用。在这些领域中，首先需要热源将给水加热产生高温高压蒸汽，蒸汽在经过汽轮机组等将热能转换为动能。蒸汽发生器作为循环系统的关键设备，其热工水力性能将影响整个循环系统的效率与可靠性。

[0003] 基于核反应堆蒸汽发生器内部复杂的热工水力工况，在其热工水力性能优化中，为保证加热介质和冷却介质的流量分布均匀，使蒸汽发生器各传热管中的流量、功率平衡。在壳侧通常设置流量分配部件，保证壳侧介质的流量分布均匀；管侧可采用巨大压力腔室结构，并且在换热管入设置节流部件，保证管侧介质的流量分布均匀。管侧节流部件，通常是在换热管入口处焊接节流孔板，节流通孔的内径很小，通过增加换热器入口流阻以限制进入换热管的介质流量，达到均匀管内介质流量的目的。

[0004] 在某些高功率密度的小型反应堆设计中，反应堆整体空间尺寸限制，要求蒸汽发生器结构进行优化，使其结构更紧凑。

发明内容

[0005] 本发明解决的技术问题在于：提出一种流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器，采用在压力腔室内布置湍流漩涡分解部件的方式，防止腔室内介质湍流形成大漩涡，避免湍流漩涡造成流阻和进入换热管流量不均匀，节约压力腔室空间尺寸。

[0006] 本发明解决技术问题采用如下技术方案：

[0007] 一种流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器，包括换热单元、湍流漩涡分解部件、壳侧导流部件、壳体、进口联箱、出口联箱和阀门；所述换热单元的上端与所述壳体连接，所述换热单元的下端穿过所述壳侧导流部件，换热单元的进、出口接管分别与所述进口联箱和所述出口联箱连接所述，壳侧导流部件安装在壳侧入口下方；所述湍流漩涡分解部件设置在换热单元的给水压力腔室内。

[0008] 本发明还存在以下特征：

[0009] 所述湍流漩涡分解部件由多个同心圆环、圆柱、球体或多边形结构连接组成。

[0010] 所述蒸汽发生器由多个换热单元采用并联或串联的方式组成，所述进口联箱、出口联箱的接管上设置有阀门。

[0011] 所述蒸汽发生器一次侧采用液态金属作为冷却剂，二次侧采用水或氦气或二氧化碳作为工作介质。

[0012] 与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

[0013] 1)蒸汽发生器压力腔室内设置漩涡分解装置，防止湍流漩涡造成压损和流量不均匀，减小压力腔室为保证各传热管内流量和功率平衡所需的空间尺寸。

[0014] 2)蒸汽发生器整体可以采用多个换热单元结构，在进口联箱、出口联箱的接管上设置有阀门，在某个换热单元破口后，关闭对应阀门将其屏蔽，其他单元可正常使用，提高了蒸汽发生器运行可靠性。

附图说明

[0015] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0016] 图1为流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器的主视图；

[0017] 图2为流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器的俯视图；

[0018] 图3为流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器的压力腔室示意图。

[0019] 其中，1为换热单元；2为湍流漩涡分解部件；3为壳侧导流部件；3-1为防短路挡板；3-2为支撑隔板；4为壳体；5为进口联箱；6为出口联箱；7为阀门。

具体实施方式

[0020] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0021] 参照图1至图3，对本发明的结构特征详述如下：

[0022] 一种流量分配均匀的紧凑型蒸汽发生器，包括换热单元1、湍流漩涡分解部件2、壳侧导流部件3、壳体4、进口联箱5、出口联箱6、和阀门7；所述换热单元1的上端与所述壳体4连接，所述换热单元1的下端穿过所述壳侧导流部件3，换热单元1的进、出口接管分别与所述进口联箱5和所述出口联箱6连接所述，壳侧导流部件3安装在壳侧入口下方；所述湍流漩涡分解部件2设置在换热单元1的给水压力腔室内。

[0023] 所述湍流漩涡分解部件2由多个同心圆环、圆柱、球体或多边形结构连接组成。所述蒸汽发生器由多个换热单元采用并联或串联的方式组成，所述进口联箱5、出口联箱6的接管上设置有阀门7。

[0024] 所述蒸汽发生器一次侧采用液态金属作为冷却剂，二次侧采用水或氦气或二氧化碳作为工作介质。

[0025] 如图所示，湍流漩涡分解部件2采用同心圆环结构，根据设计分析获得的湍流分布情况，将其布置在湍流漩涡形成区域，避免湍流漩涡造成压力损失和流量分布不均匀。

[0026] 蒸汽发生器由3个换热单元1采用并联的方式组成，在进口联箱5、出口联箱6的接管上设置有阀门，在某个换热单元破口后，关闭对应阀门将其屏蔽，其他单元可正常使用；控制投入使用的换热单元数量，扩大蒸汽发生器功率调节范围。

[0027] 本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

[0028] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0029] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。