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CN115371469A - 一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统和方法 - Google Patents

一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统和方法,属于蒸汽发生器技术领域,包括壳体、内套筒、传热管束和初级分离器,所述内套筒、传热管束和初级分离器均位于壳体内部;所述壳体和内套筒之间形成下降通道,所述下降通道的入口出设置有阻力元器件。通过对蒸汽发生器二次侧结构进行优化改进,服了蒸汽发生器传热管束由于流场不均或流速过快导致传热管束发生流致振动磨损,在不影响换热效率的基础上,有效避免了传热管束破裂事故的发生。

Description

一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统和方法
技术领域
本公开属于蒸汽发生器技术领域,具体涉及一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统和方法。
背景技术
蒸汽发生器是核电站的主要设备之一,其功能是将反应堆产生的热量通过蒸汽发生器的传热管传递给二回路,将二回路给水加热成蒸汽,推动汽轮发电机发电。
蒸汽发生器在运行过程中,由于传热管束流场不均匀或流速过大,导致传热管束经常发生流致振动现象,从而造成传热管与支撑板或传热管与抗振条出现一定程度的磨损,最终导致传热管破裂,严重影响核电站的运行安全。
目前,当发生传热管磨损深度超过限制以后,一般采用堵管的方式进行处理,发明人发现,大量堵管会影响到蒸汽发生器的换热效率。
发明内容
针对现有技术中的缺陷或不足,本公开提供了一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统和方法,通过对蒸汽发生器二次侧结构进行优化改进,克服了蒸汽发生器传热管束由于流场不均或流速过快导致传热管束发生流致振动磨损,在不影响换热效率的基础上,有效避免了传热管束破裂事故的发生。
为实现上述目的,本公开采用如下技术方案:
第一方面,本公开的实施例提供了一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,包括壳体、内套筒、传热管束和初级分离器,所述内套筒、传热管束和初级分离器均位于壳体内部;
所述壳体和内套筒之间形成下降通道,所述下降通道的入口出设置有阻力元器件。
进一步地,所述壳体包括上壳体、锥形壳体和下壳体,所述上壳体的直径大于下壳体的直径,所述锥形壳体的一端连接上壳体,另一端连接下壳体,上壳体、锥形壳体和下壳体的轴线重合。
进一步地,所述传热管束设置在下壳体中,所述内套筒套设置传热管束外部。
进一步地,所述初级分离器位于传热管束与内套筒的正上方,并通过支撑板固定在上壳体内部。
进一步地,所述阻力元器件为金属材质,是由多块弧形环板组合成的圆形环板。
进一步的,所述阻力元器件通过焊接的方式固定在初级分离器底部的支撑板上。
进一步地,所述阻力元器件的表面设置有多个流水孔,所述流水孔的总流通面积为0.1~2m2
进一步地,在蒸汽发生器的顶部支承板上设置有均流元器件,所述均流元器件为金属材质,是由多个长条多孔板拼接而成。
进一步地,所述均流元器件上设置有多个流水孔,所述流水孔的总流通面积为0.01~0.3m2
第二方面,本公开的实施例提供了一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的方法,利用如上所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,包括以下步骤:
在蒸汽发生器下降通道的入口处安装阻力元器件,安装阻力元器件时,多块弧形环板通过蒸发器二次侧给水入口进入蒸汽发生器内部,通过初级分离器上部支撑处的入孔送入到内套筒和外套筒之间,通过焊接的方式固定在初级分离器的支撑架上;
在蒸汽发生器顶部支承板上方安装均流元器件,安装均流元器件时,多块环形多孔板通过蒸汽发生器检查孔进入蒸汽发生器内部,并插入顶部支撑板上方的传热管束之间,通过铆接的方式固定在顶部支撑板的上表面。
与现有技术相比,本公开的有益效果在于:
1、通过对蒸汽发生器二次侧结构进行优化改进,克服了蒸汽发生器传热管束由于流场不均或流速过快导致传热管束发生流致振动磨损,在不影响换热效率的基础上,有效避免了传热管束破裂事故的发生。
2、通过在蒸汽发生器下降通道的入口处设置阻力元器件,减小了蒸汽发生器下降通道的流通面积,增加了下降通道的流动阻力,改善了蒸汽发生器二次侧流体循环。
3、通过在蒸汽发生器顶部支承板上方设置均流元器件,减小了蒸汽发生器传热管束顶部区域的流通面积,使得该区域的流体流通不畅,缓解了该区域的局部流体流速。
附图说明
图1为本公开实施例中蒸汽发生器整体结构示意图;
图2为图1中A处放大图;
图3为图1中B处放大图;
其中,1、内套筒;2、传热管束;3、初级分离器;4、上壳体;5、锥形壳体;6、下壳体;7、下降通道;8、支撑板;9、给水入口;10、弧形环板;11、顶部支承板;12、长条多孔板;13、铆螺母。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明,本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非本公开另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合;
为了方便叙述,本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样,仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致,并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本公开和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开的限制。
术语解释部分:本公开中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或为一体;可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部连接,或者两个元件的相互作用关系,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开的具体含义。
实施例1
本公开的一种典型的实施方式,如图1-图3所示,一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,包括壳体、内套筒1、传热管束2和初级分离器3,所述内套筒1、传热管束2和初级分离器3均位于壳体内部,所述壳体包括上壳体4、锥形壳体5和下壳体6,所述上壳体4的直径大于下壳体6的直径,所述锥形壳体5的一端连接上壳体4,另一端连接下壳体6,上壳体4、锥形壳体5和下壳体6的轴线重合。所述传热管束2设置在下壳体6中,所述内套筒1套设在传热管束2外部,所述内套筒1和壳体之间形成下降通道7。所述初级分离器3位于传热管束2与内套筒1的正上方,并通过支撑板8固定在上壳体4内部。
给水通过上壳体4上设置的给水入口9进入蒸汽发生器,给水经下降通道7流到下壳体6底部,从下壳体6底部进入内套筒1,并与内套筒1中的传热管束2进行换热形成饱和水蒸气,饱和水蒸气沿内套筒1上升,最后进入内套筒1顶部的初级分离器3进行水汽分离,完成蒸汽发生器的二次侧循环。
如图2所示,所述壳体与内套筒1形成的下降通道7的入口处设置有阻力元器件,所述阻力元器件为金属材质,是由多块弧形环板10组合成的圆形环板,所述圆形环板通过焊接的方式固定在初级分离器3底部的支撑板8上,使所述阻力元器件位于下降通道7的正上方,所述阻力元器件的表面设置有多个流水孔,所述流水孔的总流通面积为0.1~2m2。在下降通道7的入口处设置阻力元器件,当给水流过阻力元器件时,能够改变给水在下降通道7中的流通面积,进而增加蒸汽发生器二次侧整体流动阻力,从而改善了蒸汽发生器二次侧流体循环。
如图3所示,在蒸汽发生器的顶部支承板11上设置有均流元器件,所述均流元器件为金属材质,是由多个长条多孔板12拼接而成,多个长条多孔板12通过铆螺母13固定在顶部支承板11的上表面,所述均流元器件上设置有多个流水孔,所述流水孔的总流通面积为0.01~0.3m2。通过在蒸汽发生器的顶部支承板11上方设置多个长条多孔板12能够改变蒸汽发生器传热管束2顶部区域的局部流场,使得该区域的流体流通不畅,缓解了该区域的局部流体流速,从而缓解蒸汽发生器传热管的磨损。
实施例2
本实施例提供了一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的方法,利用如上所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,包括以下步骤:
在蒸汽发生器下降通道的入口处安装阻力元器件,安装阻力元器件时,多块弧形环板通过蒸发器二次侧给水入口进入蒸汽发生器内部,通过初级分离器上部支撑处的入孔送入到内套筒和外套筒之间,通过焊接的方式固定在初级分离器的支撑架上;
在蒸汽发生器顶部支承板上方安装均流元器件,安装均流元器件时,多块长条多孔板通过蒸汽发生器检查孔进入蒸汽发生器内部,并插入顶部支撑板上方的传热管束之间,通过铆接的方式固定在顶部支撑板的上表面。
本公开所述的蒸汽发生器二次侧结构是在原有蒸汽发生器的基础上,对蒸汽发生器二次侧结构进行改进,并不需要改变蒸汽发生器的内部结构,提高了所述蒸汽发生器二次侧结构的通用性。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已,并不用于限制本公开,对于本领域的技术人员来说,本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,包括壳体、内套筒、传热管束和初级分离器,所述内套筒、传热管束和初级分离器均位于壳体内部;
所述壳体和内套筒之间形成下降通道,所述下降通道的入口出设置有阻力元器件。
2.如权利要求1所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,所述壳体包括上壳体、锥形壳体和下壳体,所述上壳体的直径大于下壳体的直径,所述锥形壳体的一端连接上壳体,另一端连接下壳体,上壳体、锥形壳体和下壳体的轴线重合。
3.如权利要求2所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,所述传热管束设置在下壳体中,所述内套筒套设置传热管束外部。
4.如权利要求2所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,所述初级分离器位于传热管束与内套筒的正上方,并通过支撑板固定在上壳体内部。
5.如权利要求1所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,所述阻力元器件为金属材质,是由多块弧形环板组合成的圆形环板。
6.如权利要求4所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,所述阻力元器件通过焊接的方式固定在初级分离器底部的支撑板上。
7.如权利要求1所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,所述阻力元器件的表面设置有多个流水孔,所述流水孔的总流通面积为0.1~2m2
8.如权利要求1所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,在蒸汽发生器的顶部支撑承板上设置有均流元器件,所述均流元器件为金属材质,是由多个长条多孔板拼接而成。
9.如权利要求8所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,所述均流元器件上设置有多个流水孔,所述流水孔的总流通面积为0.01~0.3m2
10.一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的方法,利用如权利要求1-9任一项所述的一种缓解蒸汽发生器传热管磨损的系统,其特征在于,包括以下步骤:
在蒸汽发生器下降通道的入口处安装阻力元器件,安装阻力元器件时,多块弧形环板通过蒸发器二次侧给水入口进入蒸汽发生器内部,通过初级分离器上部支撑处的入孔送入到内套筒和外套筒之间,通过焊接的方式固定在初级分离器的支撑架上;
在蒸汽发生器顶部支承板上方安装均流元器件,安装均流元器件时,多块长条多孔板通过蒸汽发生器检查孔进入蒸汽发生器内部,并插入顶部支撑板上方的传热管束之间,通过铆接的方式固定在顶部支撑板的上表面。
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Address after: No. 29 Hong Cao Road, Xuhui District, Shanghai

Applicant after: Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co.,Ltd.

Address before: No. 29 Hong Cao Road, Xuhui District, Shanghai

Applicant before: SHANGHAI NUCLEAR ENGINEERING RESEARCH & DESIGN INSTITUTE Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
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