太阳城集团

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一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路.pdf

摘要
申请专利号:

CN201610809983.2

申请日:

2016.09.08

公开号:

CN106257264A

公开日:

2016.12.28

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01M 99/00申请日:20160908|||公开
IPC分类号: G01M99/00(2011.01)I 主分类号: G01M99/00
申请人: 中国核动力研究设计院
发明人: 黄军; 何灿阳; 刘少波; 王洪强; 顾嘉祺; 郎雪梅; 徐建军
地址: 610000 四川省成都市一环路南三段28号
优先权:
专利代理机构: 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 代理人: 唐邦英
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201610809983.2

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2018.09.11|||2017.01.25|||2016.12.28

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明公开了一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,包括热源流体回路和再循环水回路,所述热源流体回路为再循环水和给水提供热源,所述再循环水回路包括换热器、循环泵,换热器将湿蒸汽出口的湿蒸汽冷却成给定温度的饱和水后通过屏蔽泵分成冷回路和热回路,所述冷回路用于将温度较低的饱和水回流到U形管的冷端,所述热回路用于将温度较高的饱和水回流到U形管的热端。本发明所述试验回路不仅能够避免湿蒸汽在带轴向预热器蒸汽发生器内在直接冷凝回路影响加热效果,而且通过屏蔽泵将饱和水分成将温度较高的饱和水分给热回路,通过热回路回到带轴向预热器蒸汽发生器内U形管的热端继续加热蒸发,提高了U形管热端的加热效果。

权利要求书

1.一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,包括热源流体回路(110)和
再循环水回路(220),所述热源流体回路(110)为再循环水和给水提供热源,所述再循环水
回路(220)包括换热器(11)、循环泵(12),换热器(11)将湿蒸汽出口(1)的湿蒸汽冷却成给
定温度的饱和水后通过屏蔽泵分成冷回路(221)和热回路(222),所述冷回路(221)用于将
温度较低的饱和水回流到U形管(6)的冷端,所述热回路用于将温度较高的饱和水回流到U
形管(6)的热端。
2.根据权利要求1所述的一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,所述
热源流体回路包括与U形管(6)两端连通的一次侧入口(4)、一次侧出口(5),在一次侧入口
(4)、一次侧出口(5)之间形成循环管路,循环管路上设置有第一加热器(13)、第一调节阀
(14)和第一循环泵(23)。
3.根据权利要求1所述的一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,所述
循环水回路(220)、冷回路(221)和热回路(222)之间通过三通管(15)连通。
4.根据权利要求1所述的一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,所述
热回路(222)上设置有第二加热器(16)。
5.根据权利要求1所述的一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,所述
冷回路(221)上设置有冷凝器(17)。
6.根据权利要求1所述的一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,所述
冷回路(221)上设置有第二调节阀(18)、第一流量计(19)。
7.根据权利要求1所述的一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,所述
热回路上设置有第三调节阀(20)、第二流量计(21)。
8.根据权利要求1所述的一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,在带
轴向预热器蒸汽发生器上二次侧热端入口(2)下端设置泄压阀(22)。
9.根据权利要求1所述的一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,所述
冷回路(221)采用槽隼法兰与二次侧冷端入口(3)连接,所述热回路(222)采用槽隼法兰与
二次侧热端入口(2)连接;所述再循环水回路(220)采用槽隼法兰与湿蒸汽出口(1)连接。
10.根据权利要求1所述的一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,其特征在于,所
述热源流体回路(110)采用槽隼法兰一次侧入口(4)、一次侧出口(5)连接。

说明书

一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路

技术领域

本发明涉及强化传热技术领域,具体涉及一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回
路。

背景技术

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。

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

本发明的目的在于提供一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,该试验回路是
针对带轴向预热器蒸汽发生器的特殊性对现有回路进行改进,与带轴向预热器蒸汽发生器
配套使用,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。

本发明通过下述技术方案实现:

一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,包括热源流体回路和再循环水回路,所述
热源流体回路为再循环水和给水提供热源,所述再循环水回路包括换热器、循环泵,换热器
将湿蒸汽出口的湿蒸汽冷却成给定温度的饱和水后通过屏蔽泵分成冷回路和热回路,所述
冷回路用于将温度较低的饱和水回流到U形管的冷端,所述热回路用于将温度较高的饱和
水回流到U形管的热端。

现有的试验模拟体通常采用标准蒸汽发生器(SG),与标准蒸汽发生器(SG)配合使
用的试验回路只有热源流体回路,标准蒸汽发生器(SG)产生的湿蒸汽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U形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。

本发明针对现有技术的缺点对标准蒸汽发生器(SG)进行了改进,重新设计得到本
发明的带轴向预热器蒸汽发生器,并重新设计出与带轴向预热器蒸汽发生器相匹配的试验
回路。

所述带轴向预热器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U
形管,U形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U形管的外侧
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。

其中,所述壳体具体是指一种压力容器罐,所述U形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U形管,所述一次围筒具体是指将U形管与水介质
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和给水直接与U形管接触;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U形管进入热流体的一端周围区
域;所述冷支路具体是指U形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U形管的结构,所述一次侧出口具体是指热
流体流出U形管的结构;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U形管顶端配合的位置。

本发明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;
所述U形管的热端具体是指热流体进入的一端,所述U形管的冷端具体是指热流体在U形管
内换热后流出的一端。

优选地,在换热器和循环泵之间设置过滤器。

本发明通过设置再循环水回路,将带轴向预热器蒸汽发生器产生的湿蒸汽抽出带
轴向预热器蒸汽发生器,避免湿蒸汽在带轴向预热器蒸汽发生器内直接冷凝回流,湿蒸汽
通过换热器冷凝成设定温度的饱和水后通过屏蔽泵分别将温度较高的饱和水分给热回路,
通过热回路回到带轴向预热器蒸汽发生器内U形管的热端继续加热蒸发、将温度较低的饱
和水分给冷回路,与给水混合后回到带轴向预热器蒸汽发生器内。

进一步地,热源流体回路包括与U形管两端连通的一次侧入口、一次侧出口,在一
次侧入口、一次侧出口之间形成循环管路,循环管路上设置有第一加热器、第一调节阀和第
一循环泵。

所述第一加热器将热源流体加热到设定温度后在输送至U形管为带轴向预热器蒸
汽发生器内的水介质提供热源;所述第一调节阀用于调节热源流体的流速,上述热源流体
回路能够源源不断的为U形管提供热源。

进一步地,循环水回路、冷回路和热回路之间通过三通管连通。

进一步地,热回路上设置有第二加热器。

即第二加热器设置在三通管的下游,所述下游具体是指再循环水流向的后端,如
此设置能够避免能源的浪费。

进一步地,冷回路上设置有冷凝器。

进一步地,冷回路上设置有第二调节阀、第一流量计。

所述第一流量计优选文丘里流量计。

进一步地,热回路上设置有第三调节阀、第二流量计。

所述第二流量计优选文丘里流量计。

在冷回路、热回路上单独设置调节阀、流量计,便于实现对冷回路、热回路上参数
的单独控制。

进一步地,在带轴向预热器蒸汽发生器上二次侧热端入口下端设置泄压阀。

泄压阀的设置便于试验过程中对带轴向预热器蒸汽发生器内压力和水位的控制。

进一步地,冷回路采用槽隼法兰与二次侧冷端入口连接,所述热回路采用槽隼法
兰与二次侧热端入口连接;所述再循环水回路采用槽隼法兰与湿蒸汽出口连接。

如此设置便于冷回路、热回路和再循环水回路的拆卸与安装,提高操作的方便性。

进一步地,热源流体回路采用槽隼法兰一次侧入口、一次侧出口连接。

如此设置便于热源流体回路的拆卸与安装,提高操作的方便性。

本发明的的工作原理:

1)、当进行带轴向预热器试验时,试验回路流程如下。

试验回路一次侧的去离子水经过预热段和加热电源加热成13MPa、240℃以上的高
温水流过U型管,把带轴向预热器蒸汽发生器内的过冷水加热成饱和水,进一步产生饱和湿
蒸汽。

假定带轴向预热器蒸汽发生器本体冷端105℃给水量为G,带轴向预热器蒸汽发生
器本体内部循环倍率为r。在试验过程中,试验本体出口输出的湿蒸汽量为G×r,内部循环
水量为G×(r-1),给水量为G,从而实现质量平衡。

从湿蒸汽出口排出的质量为G×r的湿蒸汽,经过换热器冷却成饱和水后,其中质
量为G×(r-1)×B(B为一个百分数,按试验参数进行调节)的饱和水注入U型管热端,剩下的
质量为G[(r-1)×(1-B)+1]的饱和水进一步冷却到给定温度注入U型管冷端。

2)、当进行不带轴向预热器试验时(将本发明所述带轴向预热器蒸汽发生器中的
一次围筒、二次围板和隔离板拆卸即可),试验回路流程如下:

试验回路一次侧的去离子水经过预热段和加热电源加热成13MPa、240℃以上的高温水
流过U型管,把带轴向预热器蒸汽发生器内的过冷水加热成饱和水,进一步产生饱和湿蒸
汽。

假定带轴向预热器蒸汽发生器本体冷端105℃给水量为G,带轴向预热器蒸汽发生
器本体内部循环倍率为r。在试验过程中,试验湿蒸汽出口排出输出的湿蒸汽量为G×r,内
部循环水量为G×(r-1),给水量为G,从而实现质量平衡。

从湿蒸汽出口排出排出的质量为G×r的湿蒸汽,经过换热器冷却到给定温度(质
量为G×(r-1)的饱和水与质量为G的105℃过冷水混合后得到)后,其中质量为G×r/2的过
冷水注入U型管热端,剩下的质量为G×r/2的过冷水注入U型管冷端。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

1、本发明所述试验回路不仅能够避免湿蒸汽在带轴向预热器蒸汽发生器内在直接冷
凝回路影响加热效果,而且通过屏蔽泵将饱和水分成分别将温度较高的饱和水分给热回
路,通过热回路回到带轴向预热器蒸汽发生器内U形管的热端继续加热蒸发、将温度较低的
饱和水分给冷回路,与给水混合后回到带轴向预热器蒸汽发生器内,提高了U形管热端的加
热效果。

2、本发明所述试验回路不仅结构简单、控制方便,可以应用于带轴向预热器蒸汽
发生器试验,也能开展不带轴向预热器蒸汽发生器的对比试验,还能进行与SG相关的试验。

附图说明

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是试验回路的路程图;

图2是种带轴向预热器蒸汽发生器的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称:

1-湿蒸汽出口,2-二次侧热端入口,3-二次侧冷端入口,4-一次侧入口,5-一次侧出口,
6-U形管,11-换热器,12-一循环泵,13-第一加热器,14-第一调节阀,15-三通管,16-第二加
热器,17-冷凝器,18-第二调节阀,19-第一流量计,20-第三调节阀,21-第二流量计,22-泄
压阀,110-热源流体回路,220-再循环水回路,221-冷回路,222-热回路。

具体实施方式

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。

实施例1:

如图1、图2所示,一种带轴向预热器蒸汽发生器的试验回路,包括热源流体回路110和
再循环水回路220,所述热源流体回路110为再循环水和给水提供热源,所述再循环水回路
220包括换热器11、循环泵12,换热器11将湿蒸汽出口1的湿蒸汽冷却成给定温度的饱和水
后通过屏蔽泵分成冷回路221和热回路222,所述冷回路221用于将温度较低的饱和水回流
到U形管6的冷端,所述热回路用于将温度较高的饱和水回流到U形管6的热端;所述热源流
体回路包括与U形管6两端连通的一次侧入口4、一次侧出口5,在一次侧入口4、一次侧出口5
之间形成循环管路,循环管路上设置有第一加热器13、第一调节阀14和第一循环泵23;所述
循环水回路220、冷回路221和热回路222之间通过三通管15连通。

实施例2:

如图1、图2所示,本实施例基于实施例1,所述热回路222上设置有第二加热器16;所述
冷回路221上设置有冷凝器17;所述冷回路221上设置有第二调节阀18、第一流量计19;所述
热回路上设置有第三调节阀20、第二流量计21;在带轴向预热器蒸汽发生器上二次侧热端
入口2下端设置泄压阀22。

实施例3:

如图1、图2所示,本实施例基于实施例1,所述冷回路221采用槽隼法兰与二次侧冷端入
口3连接,所述热回路222采用槽隼法兰与二次侧热端入口2连接;所述再循环水回路220采
用槽隼法兰与湿蒸汽出口1连接;所述热源流体回路110采用槽隼法兰一次侧入口4、一次侧
出口5连接。

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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一种 轴向 预热器 蒸汽 发生器 试验 回路
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