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一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗回路.pdf

摘要
申請專利號:

CN201610809983.2

申請日:

2016.09.08

公開號:

CN106257264A

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; 何燦陽; 劉少波; 王洪強; 顧嘉祺; 郎雪梅; 徐建軍
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:

CN201610809983.2

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、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。本發明所述試驗回路不僅能夠避免濕蒸汽在帶軸向預熱器蒸汽發生器內在直接冷凝回路影響加熱效果,而且通過屏蔽泵將飽和水分成將溫度較高的飽和水分給熱回路,通過熱回路回到帶軸向預熱器蒸汽發生器內U形管的熱端繼續加熱蒸發,提高了U形管熱端的加熱效果。

權利要求書

1.一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗回路,其特征在于,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(11)、循環泵(12),換熱器(11)將濕蒸汽出口(1)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(6)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(6)的熱端。
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回路,其特征在于,所述
熱源流體回路包括與U形管(6)兩端連通的一次側入口(4)、一次側出口(5),在一次側入口
(4)、一次側出口(5)之間形成循環管路,循環管路上設置有第一加熱器(13)、第一調節閥
(14)和第一循環泵(23)。
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回路,其特征在于,所述
循環水回路(220)、冷回路(221)和熱回路(222)之間通過三通管(15)連通。
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回路,其特征在于,所述
熱回路(222)上設置有第二加熱器(16)。
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回路,其特征在于,所述
冷回路(221)上設置有冷凝器(17)。
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回路,其特征在于,所述
冷回路(221)上設置有第二調節閥(18)、第一流量計(19)。
7.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回路,其特征在于,所述
熱回路上設置有第三調節閥(20)、第二流量計(21)。
8.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回路,其特征在于,在帶
軸向預熱器蒸汽發生器上二次側熱端入口(2)下端設置泄壓閥(22)。
9.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回路,其特征在于,所述
冷回路(221)采用槽隼法蘭與二次側冷端入口(3)連接,所述熱回路(222)采用槽隼法蘭與
二次側熱端入口(2)連接;所述再循環水回路(220)采用槽隼法蘭與濕蒸汽出口(1)連接。
10.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回路,其特征在于,所
述熱源流體回路(110)采用槽隼法蘭一次側入口(4)、一次側出口(5)連接。

說明書

一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗回路

技術領域

本發明涉及強化傳熱技術領域,具體涉及一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗回
路。

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。

現有的標準蒸汽發生器(SG)導致壓力殼內介質的預熱效果差。

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回路,該試驗回路是
針對帶軸向預熱器蒸汽發生器的特殊性對現有回路進行改進,與帶軸向預熱器蒸汽發生器
配套使用,解決現有的標準蒸汽發生器導致壓力殼內介質的預熱效果差的問題。

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、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。

現有的試驗模擬體通常采用標準蒸汽發生器(SG),與標準蒸汽發生器(SG)配合使
用的試驗回路只有熱源流體回路,標準蒸汽發生器(SG)產生的濕蒸汽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U形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。

本發明針對現有技術的缺點對標準蒸汽發生器(SG)進行了改進,重新設計得到本
發明的帶軸向預熱器蒸汽發生器,并重新設計出與帶軸向預熱器蒸汽發生器相匹配的試驗
回路。

所述帶軸向預熱器蒸汽發生器包括殼體,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,所述殼體上設置有與二次側冷端入口配合的給水口。

其中,所述殼體具體是指一種壓力容器罐,所述U形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U形管,所述一次圍筒具體是指將U形管與水介質
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U形管接觸;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U形管進入熱流體的一端周圍區
域;所述冷支路具體是指U形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U形管的結構,所述一次側出口具體是指熱
流體流出U形管的結構;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U形管頂端配合的位置。

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。

優選地,在換熱器和循環泵之間設置過濾器。

本發明通過設置再循環水回路,將帶軸向預熱器蒸汽發生器產生的濕蒸汽抽出帶
軸向預熱器蒸汽發生器,避免濕蒸汽在帶軸向預熱器蒸汽發生器內直接冷凝回流,濕蒸汽
通過換熱器冷凝成設定溫度的飽和水后通過屏蔽泵分別將溫度較高的飽和水分給熱回路,
通過熱回路回到帶軸向預熱器蒸汽發生器內U形管的熱端繼續加熱蒸發、將溫度較低的飽
和水分給冷回路,與給水混合后回到帶軸向預熱器蒸汽發生器內。

進一步地,熱源流體回路包括與U形管兩端連通的一次側入口、一次側出口,在一
次側入口、一次側出口之間形成循環管路,循環管路上設置有第一加熱器、第一調節閥和第
一循環泵。

所述第一加熱器將熱源流體加熱到設定溫度后在輸送至U形管為帶軸向預熱器蒸
汽發生器內的水介質提供熱源;所述第一調節閥用于調節熱源流體的流速,上述熱源流體
回路能夠源源不斷的為U形管提供熱源。

進一步地,循環水回路、冷回路和熱回路之間通過三通管連通。

進一步地,熱回路上設置有第二加熱器。

即第二加熱器設置在三通管的下游,所述下游具體是指再循環水流向的后端,如
此設置能夠避免能源的浪費。

進一步地,冷回路上設置有冷凝器。

進一步地,冷回路上設置有第二調節閥、第一流量計。

所述第一流量計優選文丘里流量計。

進一步地,熱回路上設置有第三調節閥、第二流量計。

所述第二流量計優選文丘里流量計。

在冷回路、熱回路上單獨設置調節閥、流量計,便于實現對冷回路、熱回路上參數
的單獨控制。

進一步地,在帶軸向預熱器蒸汽發生器上二次側熱端入口下端設置泄壓閥。

泄壓閥的設置便于試驗過程中對帶軸向預熱器蒸汽發生器內壓力和水位的控制。

進一步地,冷回路采用槽隼法蘭與二次側冷端入口連接,所述熱回路采用槽隼法
蘭與二次側熱端入口連接;所述再循環水回路采用槽隼法蘭與濕蒸汽出口連接。

如此設置便于冷回路、熱回路和再循環水回路的拆卸與安裝,提高操作的方便性。

進一步地,熱源流體回路采用槽隼法蘭一次側入口、一次側出口連接。

如此設置便于熱源流體回路的拆卸與安裝,提高操作的方便性。

本發明的的工作原理:

1)、當進行帶軸向預熱器試驗時,試驗回路流程如下。

試驗回路一次側的去離子水經過預熱段和加熱電源加熱成13MPa、240℃以上的高
溫水流過U型管,把帶軸向預熱器蒸汽發生器內的過冷水加熱成飽和水,進一步產生飽和濕
蒸汽。

假定帶軸向預熱器蒸汽發生器本體冷端105℃給水量為G,帶軸向預熱器蒸汽發生
器本體內部循環倍率為r。在試驗過程中,試驗本體出口輸出的濕蒸汽量為G×r,內部循環
水量為G×(r-1),給水量為G,從而實現質量平衡。

從濕蒸汽出口排出的質量為G×r的濕蒸汽,經過換熱器冷卻成飽和水后,其中質
量為G×(r-1)×B(B為一個百分數,按試驗參數進行調節)的飽和水注入U型管熱端,剩下的
質量為G[(r-1)×(1-B)+1]的飽和水進一步冷卻到給定溫度注入U型管冷端。

2)、當進行不帶軸向預熱器試驗時(將本發明所述帶軸向預熱器蒸汽發生器中的
一次圍筒、二次圍板和隔離板拆卸即可),試驗回路流程如下:

試驗回路一次側的去離子水經過預熱段和加熱電源加熱成13MPa、240℃以上的高溫水
流過U型管,把帶軸向預熱器蒸汽發生器內的過冷水加熱成飽和水,進一步產生飽和濕蒸
汽。

假定帶軸向預熱器蒸汽發生器本體冷端105℃給水量為G,帶軸向預熱器蒸汽發生
器本體內部循環倍率為r。在試驗過程中,試驗濕蒸汽出口排出輸出的濕蒸汽量為G×r,內
部循環水量為G×(r-1),給水量為G,從而實現質量平衡。

從濕蒸汽出口排出排出的質量為G×r的濕蒸汽,經過換熱器冷卻到給定溫度(質
量為G×(r-1)的飽和水與質量為G的105℃過冷水混合后得到)后,其中質量為G×r/2的過
冷水注入U型管熱端,剩下的質量為G×r/2的過冷水注入U型管冷端。

本發明與現有技術相比,具有如下的優點和有益效果:

1、本發明所述試驗回路不僅能夠避免濕蒸汽在帶軸向預熱器蒸汽發生器內在直接冷
凝回路影響加熱效果,而且通過屏蔽泵將飽和水分成分別將溫度較高的飽和水分給熱回
路,通過熱回路回到帶軸向預熱器蒸汽發生器內U形管的熱端繼續加熱蒸發、將溫度較低的
飽和水分給冷回路,與給水混合后回到帶軸向預熱器蒸汽發生器內,提高了U形管熱端的加
熱效果。

2、本發明所述試驗回路不僅結構簡單、控制方便,可以應用于帶軸向預熱器蒸汽
發生器試驗,也能開展不帶軸向預熱器蒸汽發生器的對比試驗,還能進行與SG相關的試驗。

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是試驗回路的路程圖;

圖2是種帶軸向預熱器蒸汽發生器的結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱:

1-濕蒸汽出口,2-二次側熱端入口,3-二次側冷端入口,4-一次側入口,5-一次側出口,
6-U形管,11-換熱器,12-一循環泵,13-第一加熱器,14-第一調節閥,15-三通管,16-第二加
熱器,17-冷凝器,18-第二調節閥,19-第一流量計,20-第三調節閥,21-第二流量計,22-泄
壓閥,110-熱源流體回路,220-再循環水回路,221-冷回路,222-熱回路。

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、圖2所示,一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的試驗回路,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11、循環泵12,換熱器11將濕蒸汽出口1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6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6的熱端;所述熱源流
體回路包括與U形管6兩端連通的一次側入口4、一次側出口5,在一次側入口4、一次側出口5
之間形成循環管路,循環管路上設置有第一加熱器13、第一調節閥14和第一循環泵23;所述
循環水回路220、冷回路221和熱回路222之間通過三通管15連通。

實施例2:

如圖1、圖2所示,本實施例基于實施例1,所述熱回路222上設置有第二加熱器16;所述
冷回路221上設置有冷凝器17;所述冷回路221上設置有第二調節閥18、第一流量計19;所述
熱回路上設置有第三調節閥20、第二流量計21;在帶軸向預熱器蒸汽發生器上二次側熱端
入口2下端設置泄壓閥22。

實施例3:

如圖1、圖2所示,本實施例基于實施例1,所述冷回路221采用槽隼法蘭與二次側冷端入
口3連接,所述熱回路222采用槽隼法蘭與二次側熱端入口2連接;所述再循環水回路220采
用槽隼法蘭與濕蒸汽出口1連接;所述熱源流體回路110采用槽隼法蘭一次側入口4、一次側
出口5連接。

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。

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一種 軸向 預熱器 蒸汽 發生器 試驗 回路
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