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一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法及應用.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610809982.8

申請日:

2016.09.08

公開號:

CN106257263A

公開日:

2016.12.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01M 99/00申請日:20160908|||公開
IPC分類號: G01M99/00(2011.01)I 主分類號: G01M99/00
申請人: 中國核動力研究設計院
發明人: 黃軍; 杜代全; 孫都成; 徐建軍; 郎雪梅; 李勇
地址: 610000 四川省成都市一環路南三段28號
優先權:
專利代理機構: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220 代理人: 唐邦英
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201610809982.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.09.11|||2017.01.25|||2016.12.28

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法及應用,本發明通過合理安排帶軸向預熱器SG模擬體一次側和二次側的循環泵啟動順序,在升溫過程中,對二次側多次進行泄壓的方式實現了無穩壓器的SG模擬體試驗。在試驗過程中,確定了SG試驗中一次側和二次側的起泵壓力,可以有效防止循環泵氣蝕;明確了SG試驗中一次側和二次側的起泵順序,可以有效防止出現局部升溫過快;明確了二次側建立初始液位的具體步驟,確保試驗可以按照預定工況進行。本發明通過重新設計試驗流程和步驟,在不能使用穩壓器的帶軸向預熱器SG模擬試驗中能夠確保試驗的正常開展,在SG相關模擬試驗中也具有良好的應用前景。

權利要求書

1.一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法,其特征在于,包括以下步驟:
1)、試驗前,分別對一次側(330)和二次側(440)進行充水排氣,并開展打壓試驗;
2)、打壓試驗完成后,一次側(330)和二次側(440)保持滿水狀態,然后先啟動二次側
(440)的第二循環泵(16),再啟動一次側(330)的第一循環泵(17),此時二次側(440)保持穩
壓器(18)始終為隔離狀態;
3)、對一次側(330)啟動加熱電源,逐步提升功率至一次側(330)所需的壓力和入口溫
度;
4)、通過排水閥(14)對二次側(440)多次進行排水,直至建立殼體(1)內的初始水位;
5)、依據預定試驗工況,測量相關的熱工參數,開展正式試驗;
6)、完成一組試驗工況后,通過調節二次側冷端入口(11)和二次側熱端入口(10)的流
量和溫度,重復步驟1)至步驟5),開展下一組工況試驗,直至完成全部試驗工況;
7)、切斷一次側(330)加熱電源,并保持二次側(440)入口流量一定時間,等帶軸向預熱
器蒸汽發生器開始逐步冷卻后,再切斷二次側(440)進水。
2.根據權利要求1所述的一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法,其特征在于,步驟
3)中升溫速度小于30℃/h。
3.根據權利要求1所述的一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法,其特征在于,一次
側(330)的起泵壓力為0.1~5.0MPa,溫度為5~264℃;二次側(440)的起泵壓力為0.1~
2.0MPa,溫度5~212℃。
4.根據權利要求1所述的一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法,其特征在于,一次
側(330)的工作壓力為0.1~15.0MPa,溫度為5~342℃;二次側(440)的工作壓力為0.1~
10.0MPa,溫度5~311℃。
5.根據權利要求1所述的一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法,其特征在于,帶軸
向預熱器蒸汽發生器包括包括殼體(1),殼體(1)的下端設置有管板(4),管板(4)上設置有U
形管(5),U形管(5)一端與一次側入口(8)連通,另一端與一次側出口(9)連通,所述管板(4)
上在U形管(5)的外側環設有一次圍筒(2),所述管板(4)上設置有隔離板(6),所述隔離板
(6)將一次圍筒(2)內部分隔成冷支路(13)和熱支路(12),所述管板(4)上在冷支路(13)的
外側設置有二次圍板(3),所述一次圍筒(2)的下部在隔離板(6)的兩側均設置有通孔,所述
殼體(1)的頂部設置有濕蒸汽出口(7),所述殼體(1)上設置有與濕蒸汽出口(7)連接的二次
側熱端入口(10)和二次側冷端入口(11),所述二次側熱端入口(10)與熱支路(12)配合,所
述二次側冷端入口(11)與冷支路(13)配合。
6.根據權利要求1所述的一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法,其特征在于,帶軸
向預熱器蒸汽發生器還涉及試驗回路,所述試驗回路包括熱源流體回路(110)和再循環水
回路(220),所述熱源流體回路(110)為再循環水和給水提供熱源,所述再循環水回路(220)
包括換熱器(15)、第二循環泵(16),換熱器(15)將濕蒸汽出口(7)的濕蒸汽冷卻成給定溫度
的飽和水后通過屏蔽泵分成冷回路(221)和熱回路(222),所述冷回路(221)用于將溫度較
低的飽和水回流到U形管(5)的冷端,所述熱回路用于將溫度較高的飽和水回流到U形管(5)
的熱端。
7.如權利要求1-6所述的一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法的應用,其特征在
于,該試驗方法應用于水介質、蒸汽介質或流體介質。

說明書

一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法及應用

技術領域

本發明涉及蒸汽發生器試驗技術領域,具體涉及一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的
試驗方法及應用。

背景技術

標準蒸汽發生器(SG)的原理是:進入SG的給水與位于給水環上面的分離器與干燥
器的再循環水相混合,隨后,混合水流入壓力圍板和管束圍板之間,直到管板;然后這種混
合水以360°角的扇形面同時流入熱支路面和冷支路面的管束。

在標準蒸汽發生器(SG)的模擬試驗過程中,對于SG模擬體的二次側一般都是都是
采用氮氣或者蒸汽進行穩壓。但對于帶軸向預熱器的SG模擬體而言,試驗過程中需要依靠
試驗模擬體自身的換熱能力實現對二次側水介質的升溫升壓過程,因此,帶軸向預熱器SG
模擬體的二次側穩壓器在試驗過程中必須進行隔離。這樣,就存在一個在試驗過程中如何
建立帶軸向預熱器SG模擬體初始液位的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法,該試驗方法是
針對帶軸向預熱器蒸汽發生器的特殊性對現有試驗方法進行的改進,本發明在不使用穩壓
器的情況下,能夠保持帶軸向預熱器蒸汽發生器的二次側壓力穩定在合理范圍內,該試驗
方法也可以經過簡易調整后推廣到其他不能使用穩壓器的試驗工況中去。

此外,本發明還提供一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法的應用

本發明通過下述技術方案實現:

一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法,包括以下步驟:

1)、試驗前,分別對一次側和二次側進行充水排氣,并開展打壓試驗;

上述操作能夠確保試驗回路的壓力設備以及管路的良好密封性,檢查并確認各子系統
處于正常狀態;

2)、打壓試驗完成后,一次側和二次側保持滿水狀態,然后先啟動二次側的第二循環
泵,再啟動一次側的第一循環泵,此時二次側保持穩壓器始終為隔離狀態;

3)、對一次側啟動加熱電源,逐步提升功率至一次側所需的壓力和入口溫度;

4)、通過排水閥對二次側多次進行排水,直至建立殼體內的初始水位;

5)、依據預定試驗工況,測量相關的熱工參數,開展正式試驗;

6)、完成一組試驗工況后,通過調節二次側冷端入口和二次側熱端入口的流量和溫度,
重復步驟1)至步驟5),開展下一組工況試驗,直至完成全部試驗工況;

7)、切斷一次側加熱電源,并保持二次側入口流量一定時間,等帶軸向預熱器蒸汽發生
器開始逐步冷卻后,再切斷二次側進水。

以往對于SG的模擬試驗的二次側都是采用氮氣或者蒸汽穩壓器進行穩壓,在帶軸
向預熱器SG模擬試驗中,對于二次側不能使用穩壓器的工況下,如何開展相關試驗,沒有成
熟的經驗。

因此,本發明的目的是設計一種在帶軸向預熱器SG試驗中不使用穩壓器的情況
下,能夠保持SG模擬體二次側壓力穩定在合理范圍內的試驗方法。該試驗方法也可以經過
簡易調整后推廣到其他不能使用穩壓器的試驗工況中去。

在帶軸向預熱器SG的模擬試驗中,二次側壓力變化過程如圖4所示。從附圖4中可
見,在“泄壓點”左側,二次側壓力不斷上升。由于二次側是在滿水的情況下啟動,隨著一次
側對二次側不斷加熱,如果不對二次側進行泄壓,二次側介質必然不斷升溫升壓。因此,在
二次側壓力達到一定值時,必須對二次側進行泄壓操作。在二次側進行泄壓操作后,二次側
的壓力會達到一個“壓力平衡點”,此時,二次側壓力的上升速率會比較平緩。試驗過程中對
二次側需要多次進行泄壓操作,直至建立二次側初始的試驗液位。

通過設計一次側和二次側起泵的順序和壓力,對二次側多次進行泄壓操作的方
式,使二次側穩壓器在隔離的情況下,也能夠正常開展SG相關的試驗。

在不能使用穩壓器的帶軸向預熱器SG相關試驗中,都可以應用本發明所述試驗方
法。

進一步地,步驟3)中升溫速度小于30℃/h。

進一步地,一次側的起泵壓力為0.1~5.0MPa,溫度為5~264℃;二次側的起泵壓
力為0.1~2.0MPa,溫度5~212℃。

進一步地,一次側的工作壓力為0.1~15.0MPa,溫度為5~342℃;二次側的工作壓
力為0.1~10.0MPa,溫度5~311℃。

進一步地,帶軸向預熱器蒸汽發生器包括包括殼體,殼體的下端設置有管板,管板
上設置有U形管,U形管一端與一次側入口連通,另一端與一次側出口連通,所述管板上在U
形管的外側環設有一次圍筒,所述管板上設置有隔離板,所述隔離板將一次圍筒內部分隔
成冷支路和熱支路,所述管板上在冷支路的外側設置有二次圍板,所述一次圍筒的下部在
隔離板的兩側均設置有通孔,所述殼體的頂部設置有濕蒸汽出口,所述殼體上設置有與濕
蒸汽出口連接的二次側熱端入口和二次側冷端入口,所述二次側熱端入口與熱支路配合,
所述二次側冷端入口與冷支路配合。

標準蒸汽發生器(SG)在產生可利用的蒸汽的同時,產生濕蒸汽,濕蒸冷凝后形成
飽和水再回流利用形成再循環水,再循環水與給水混合后流入壓力圍板和管束圍板之間,
直到管板; 由于現有的標準蒸汽發生器(SG)內,沒有根據換熱管兩側溫度的不同進行區
分,進而在循環水和給水混合后全部與標準蒸汽發生器(SG)內部的水混合,這樣一導致將
原有溫度較高的水介質的溫度降低,進而導致預熱效果差,蒸汽產生較為緩慢。

本發明所述殼體具體是指一種壓力容器罐,所述換熱管具體是指一種熱流體流通
的管道,其與一次側入口連通的一端通入熱流體,熱流體在殼體內將熱量傳遞給殼體內的
水介質后,由一次側出口排出加熱后由進入換熱管,所述一次圍筒具體是指將換熱管與水
介質隔開的結構,其上設置有通孔,所述通孔用于使一次圍筒外側的水介質進入到其內側,
次圍筒的設置能夠避免再循環水和給水直接與換熱管接觸;所述隔離板的底部與管板連接
相對稱的2個側壁與一次圍筒的內側連接,所述熱支路具體是指換熱管進入熱流體的一端
周圍區域;所述冷支路具體是指換熱管熱流體流出的一端周圍區域;所述二次圍板具體是
指一種半圓弧狀的結構,其作用是與一側圍筒之間形成導入從二次側冷端入口進入的再循
環水和給水的通道,在殼體與一側圍筒之間形成導入從二次側熱端入口進入的再循環水通
道,進而避免從二次側冷端入口進入的再循環水和給水與從二次側熱端入口進入的再循環
水在殼體內混合;所述一次側入口具體是指熱流體進入換熱管的結構,所述一次側出口具
體是指熱流體流出換熱管的結構;所述二次側冷端入口具體是指溫度較低的在循環水流入
殼體內的結構,所述二次側熱端入口具體是指溫度較高的在循環水流入殼體內的結構;為
使蒸汽發生器的效果最佳化,只用少量再循環水同給水相混合;其余再循環水直接流入返
回熱支路;所述二次側冷端入口和二次側熱端入口優選設置在與換熱管頂端配合的位置。

本發明通過在殼體內設置相互配合的一次圍筒、二次圍板和隔離板,在一次圍筒
內形成熱支路和冷支路,通過設置二次側冷端入口和二次側熱端入口,將從濕蒸汽出口出
來的再循環水分成溫度較高的熱部分和冷部分,熱部分由二次側熱端入口進入到熱支路,
冷部分由二次側冷端入口進入到冷支路,如此結構,能夠充分利用再循環水的余熱,溫度較
高的再循環水在熱支路能夠快速的蒸發產生蒸汽,提高預熱效果。

進一步地,帶軸向預熱器蒸汽發生器還涉及試驗回路,所述試驗回路包括熱源流
體回路和再循環水回路,所述熱源流體回路為再循環水和給水提供熱源,所述再循環水回
路包括換熱器、第二循環泵,換熱器將濕蒸汽出口的濕蒸汽冷卻成給定溫度的飽和水后通
過屏蔽泵分成冷回路和熱回路,所述冷回路用于將溫度較低的飽和水回流到U形管的冷端,
所述熱回路用于將溫度較高的飽和水回流到U形管的熱端。

本發明所述屏蔽泵為現有技術,是能夠驅動不同溫度的流體循環起來的循環泵;
所述U形管的熱端具體是指熱流體進入的一端,所述U形管的冷端具體是指熱流體在U形管
內換熱后流出的一端。

一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法的應用,該試驗方法應用于水介質、蒸
汽介質或流體介質。

本發明與現有技術相比,具有如下的優點和有益效果:

1、本發明確定了SG試驗中一次側和二次側的起泵壓力,可以有效防止循環泵氣蝕。

2、本發明明確了SG試驗中一次側和二次側的起泵順序,可以有效防止出現局部升
溫過快。

3、本發明明確了二次側建立初始液位的具體步驟,確保試驗可以按照預定工況進
行。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解,構成本申請的一部
分,并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中:

圖1是帶軸向預熱器蒸汽發生器的結構示意圖;

圖2是帶軸向預熱器蒸汽發生器在徑向上的截面圖;

圖3是試驗回路的流程圖;

圖4是二次側試驗泄壓過程的壓力變化圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱:

1-殼體,2-一次圍筒,3-二次圍板,4-管板,5-U形管,6-隔離板,7-濕蒸汽出口,8-一次
側入口,9-一次側出口,10-二次側熱端入口,11-二次側冷端入口,12-熱支路,13-冷支路,
14-排水閥,15-換熱器,16-第二循環泵,17-第一循環泵, 110-熱源流體回路,220-再循環
水回路,221-冷回路,222-熱回路,330-一次側,440-二次側。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白,下面結合實施例和附圖,對本
發明作進一步的詳細說明,本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明,并不作
為對本發明的限定。

實施例1:

如圖1至圖3所示,一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗方法,包括以下步驟:

1)、試驗前,分別對一次側330和二次側440進行充水排氣,并開展打壓試驗;

2)、打壓試驗完成后,一次側330和二次側440保持滿水狀態,然后先啟動二次側440的
第二循環泵16,再啟動一次側330的第一循環泵17,此時二次側440保持穩壓器18始終為隔
離狀態;

一次側330的起泵壓力為0.1MPa,溫度為5℃;二次側440的起泵壓力為0.1MPa,溫度為5
℃;

3)、對一次側330啟動加熱電源,逐步提升功率至一次側330所需的壓力和入口溫度;升
溫速度小于25℃/h;

一次側330的工作壓力為0.1MPa,溫度為5℃;二次側440的工作力為0.1MPa,溫度為5
℃;

4)、通過排水閥14對二次側440多次進行排水,直至建立殼體1內的初始水位;

5)、依據預定試驗工況,測量相關的熱工參數,開展正式試驗;

6)、完成一組試驗工況后,通過調節二次側冷端入口11和二次側熱端入口10的流量和
溫度,重復步驟1)至步驟5),開展下一組工況試驗,直至完成全部試驗工況;

7)、切斷一次側330加熱電源,并保持二次側440入口流量一定時間,等帶軸向預熱器蒸
汽發生器開始逐步冷卻后,再切斷二次側440進水。

其中,帶軸向預熱器蒸汽發生器包括包括殼體1,殼體1的下端設置有管板4,管板4
上設置有U形管5,U形管5一端與一次側入口8連通,另一端與一次側出口9連通,所述管板4
上在U形管5的外側環設有一次圍筒2,所述管板4上設置有隔離板6,所述隔離板6將一次圍
筒2內部分隔成冷支路13和熱支路12,所述管板4上在冷支路13的外側設置有二次圍板3,所
述一次圍筒2的下部在隔離板6的兩側均設置有通孔,所述殼體1的頂部設置有濕蒸汽出口
7,所述殼體1上設置有與濕蒸汽出口7連接的二次側熱端入口10和二次側冷端入口11,所述
二次側熱端入口10與熱支路12配合,所述二次側冷端入口11與冷支路13配合。

其中,帶軸向預熱器蒸汽發生器還涉及試驗回路,所述試驗回路包括熱源流體回
路110和再循環水回路220,所述熱源流體回路110為再循環水和給水提供熱源,所述再循環
水回路220包括換熱器15、第二循環泵16,換熱器15將濕蒸汽出口7的濕蒸汽冷卻成給定溫
度的飽和水后通過屏蔽泵分成冷回路221和熱回路222,所述冷回路221用于將溫度較低的
飽和水回流到U形管5的冷端,所述熱回路用于將溫度較高的飽和水回流到U形管5的熱端。

實施例2:

如圖1至圖3所示,本實施例與實施例1相比,具有以下區別:

一次側330的起泵壓力為5.0MPa,溫度為264℃;二次側440的起泵壓力為2.0MPa,溫度
為212℃;

一次側330的工作壓力為15.0MPa,溫度為342℃;二次側440的工作壓力為10.0MPa,溫
度為311℃;

實施例1或實施例2所述該試驗方法應用于水介質、蒸汽介質或流體介質。

實施例1或實施例2所述該試驗方法能夠應用于開展帶軸向預熱器SG模擬試驗或
開展標準SG模擬試驗。

以上所述的具體實施方式,對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步
詳細說明,所應理解的是,以上所述僅為本發明的具體實施方式而已,并不用于限定本發明
的保護范圍,凡在本發明的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含
在本發明的保護范圍之內。

關 鍵 詞:
一種 軸向 預熱器 蒸汽 發生器 試驗 方法 應用
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