CN102000460B - 汽水分离器 - Google Patents

Abstract

汽水分离器。汽水分离器是第四代核电技术高温气冷堆中最重要的设备之一，它的设计、制造水平对于核电厂的运行安全性及经济性具有重大影响。一种汽水分离器，其组成包括：筒身(2)，所述的筒身上端连接上封头(3)，所述的筒身下端连接下封头(4)，所述的上封头连接蒸汽出口接管(5)，所述的下封头连接疏水出口接管(6)，所述的筒身两侧各连接偏心切向斜插管作为介质入口接管(7)，所述的筒身内下部通过支板(1)装有扰流装置(8)。本发明用于汽水分离器。

Description

汽水分离器

技术领域：

本发明涉及一种核电技术高温气冷堆的汽水分离器。

背景技术：

汽水分离器是第四代核电技术高温气冷堆中最重要的设备之一，它的设计、制造水平对于核电厂的运行安全性及经济性具有重大影响。目前核电技术水平已进入第四代高温气冷堆的开发和应用过程中，清华大学设计出模块式高温气冷堆，它运用了外置式汽水分离器作为核岛反应堆的启停堆系统。

高温气冷堆对于汽水分离器的设计条件和要求是前所未有的，汽水分离器是连接核电厂一回路和二回路的中枢设备，需经过冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动四种工况安全运行后解列。

汽水分离器最高工作压力为13.9MPa，需要从105℃～571℃逐渐升温以及从571℃～105℃逐渐降温运行。汽水分离器的性能直接影响到第四代核电技术常规岛汽轮机能否正常冲转和安全投运。如果汽水分离器不能正常工作，将导致二回路循环汽、水不能有效分离，直接影响二回路汽、水循环系统安全运行，势必影响核岛反应堆产生热量的有效释放，即无法将一回路的热能传递到二回路，致使核岛反应堆亦不能正常启动和停堆运行，因此，汽水分离器对于整个第四代核电技术高温气冷堆系统至关重要。

发明内容：

本发明的目的是提供一种汽水分离器的内部结构，本装置在高温高压状态下能够提供较好的气液分离效果、并抗高温蠕变。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种核电技术高温气冷堆的汽水分离器，其组成包括：筒身，所述的筒身上端连接上封头，所述的筒身下端连接下封头，所述的上封头连接蒸汽出口接管，所述的下封头连接疏水出口接管，所述的筒身两侧各连接偏心切向斜插管作为介质入口接管，所述的筒身内下部通过支板装有扰流装置，所述的支板十字布置装在所述的筒身内，所述的支板连接的扰流装置通过所述的支板焊接到所述的筒身上，本分离器的本体采用SA-336F91材质；所述的扰流装置上设置有圆板；

所述的介质入口接管采用切向斜插管式结构，所述的切向斜插管式结构是介质通过离心式旋转及自身重力加速合成一个向下的合速度，此速度大于蒸汽上升速度，完成汽液分离，通过蒸汽接管将分离后的蒸汽排进汽轮机，疏水出口将分离后的水排进扩容器中；

所述的支板与扰流装置一起作用防止水旋转形成漩涡，使液面平稳。

有益效果：

1.本发明是发展第四代核电产品高温气冷堆的自主知识产权的产品，又可保证我国的第四代核电技术的领先优势，有很高的政治价值更有很高的经济价值。

本发明采用离心、沉降、吸附等汽水分离措施，有效实现第四代核电技术高温气冷堆汽水分离功效，有效将核岛反应堆的热能传递。

本发明结构紧凑、布置合理，采用多处扰流装置等有效措施，有利于汽水分离器水位的控制，防止水位波动作用。

本发明应用有限元ANSYS计算蠕变损耗，模拟蠕变实际情况，防止设备在使用年限中发生蠕变的作用。

本发明的汽水分离器，介质入口接管采用切向斜插管式结构，介质通过离心式旋转及自身重力加速合成一个向下的合速度，此速度大于蒸汽上升速度，完成汽液分离。通过蒸汽接管将分离后的蒸汽排进汽轮机，疏水出口将分离后的水排进扩容器中。

本发明的汽水分离器的支板成十字布置与扰流装置一起作用防止水旋转形成漩涡，使液面平稳。

附图说明：

附图1本产品的结构图。

附图2是附图1的A-A向视图。

附图3是附图1的B-B向视图。

具体实施方式：

实施例1：

一种汽水分离器，其组成包括：筒身2，所述的筒身上端连接上封头3，所述的筒身下端连接下封头4，所述的上封头连接蒸汽出口接管5，所述的下封头连接疏水出口接管6，所述的筒身两侧各连接偏心切向斜插管作为介质入口接管7，所述的筒身内下部通过支板1装有扰流装置8。

所述的汽水分离器，所述的支板装在所述的筒身内，所述的支板连接扰流装置。分离方式采用偏心切向斜插管，将汽水介质按旋转离心分离、沉降、吸附等方式。

所述的汽水分离器，汽水分离器设计压力15.7MPa，设计温度为575℃，设备本体采用SA-336F91材料。由于此工作压力、温度高，材料易产生蠕变现象。本产品采取ANSYS对蠕变进行模拟，主要采用金属单轴及多轴蠕变实验，模拟金属蠕变的全过程，对金属高温蠕变过程进行数值研究，利用损伤-硬化蠕变模型在ANSYS中进行数值计算。通过对骨点应力的分析、研究，为预测金属高温蠕变损耗情况。得出一个合理的使用年限，确保汽水分离器安全使用。

Claims (1)

1.一种核电技术高温气冷堆的汽水分离器，其组成包括：筒身，其特征是：所述的筒身上端连接上封头，所述的筒身下端连接下封头，所述的上封头连接蒸汽出口接管，所述的下封头连接疏水出口接管，所述的筒身两侧各连接偏心切向斜插管作为介质入口接管，所述的筒身内下部通过支板装有扰流装置，所述的支板十字布置装在所述的筒身内，所述的支板连接的扰流装置通过所述的支板焊接到所述的筒身上，本分离器的本体采用SA-336F91材质；所述的扰流装置上设置有圆板；

所述的介质入口接管采用切向斜插管式结构，所述的切向斜插管式结构是介质通过离心式旋转及自身重力加速合成一个向下的合速度，此速度大于蒸汽上升速度，完成汽液分离，通过蒸汽接管将分离后的蒸汽排进汽轮机，疏水出口将分离后的水排进扩容器中；

所述的支板与扰流装置一起作用防止水旋转形成漩涡，使液面平稳。