CN102192586B

CN102192586B - 蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱

Info

Publication number: CN102192586B
Application number: CN 201010130493
Authority: CN
Inventors: 黄伟; 唐辉; 钟发杰; 邓丰; 郑剑
Original assignee: Nuclear Power Institute of China
Current assignee: Nuclear Power Institute of China
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2030-03-11
Also published as: CN102192586A

Abstract

本发明属于一种电加热水箱，具体涉及一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，它包括筒体、电加热器、进水管和出水管，电加热器的加热端位于筒体内，筒体底部一端设有进水管，筒体底部另一端设有出水管。本发明的水箱体积较小、加热功率大、热效率高、能够实现蒸汽发生器二次侧壳体的快速升温。

Description

蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱

技术领域

本发明属于一种电加热水箱，具体涉及一种应用于压水堆核电厂（站）蒸汽发生器二次侧水压试验前使蒸汽发生器二次侧壳体升温的高功率密度电加热水。

背景技术

蒸汽发生器二次侧役前水压试验是压水堆核电厂核岛设备安装进程中的一个重要节点和里程碑。根据该试验的试验规程，在升压试验之前必须将蒸汽发生器二次侧壳体升至一定温度，并保证在蒸汽发生器二次侧升压、卸压试验过程中的温度不低于壳体材料脆变的温度。

以往核电站的蒸汽发生器二次侧役前水压试验的壳体的升温是考虑通过直接充注热水的方式实现。由于蒸汽发生器二次侧用水量很大，其升温所需热水无法一次性连续注满，只能通过大型加热水箱槽车分段加热注水等方式实现，设备占用空间较大、且加热效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，该水箱体积较小、加热功率大、热效率高、能够实现蒸汽发生器二次侧壳体的快速升温。

实现本发明目的的技术方案：一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，它包括筒体、电加热器、进水管和出水管，电加热器的加热端位于筒体内，筒体底部一端设有进水管，筒体底部另一端设有出水管；所述的电加热器包括第一电加热器组、第二电加热器组，第一电加热器组、第二电加热器组分别布置在筒体的两端；所述的筒体内设有稳流支撑板，电加热器的加热端支撑在稳流支撑板内，所述的稳流支撑板的两侧为弧形。

所述的稳流支撑板包括第一稳流支撑板和第二稳流支撑板，第一稳流支撑板、第二稳流支撑板分别布置在筒体内两端部，第一稳流支撑板上设有若干个第一防震支撑孔，第二稳流支撑板上设有若干个第二防震支撑孔，第一电加热器组中的每一个电加热器的加热端分别支撑在一个第一防震支撑孔内，第二电加热器组中的每一个电加热器的加热端分别支撑在一个第二防震支撑孔内。

所述的筒体顶部设有能够测量筒体内部流体温度的温度计。

所述的筒体底部设有支撑组件。

所述的筒体顶部还设有集气罐，水位计上部与集气罐顶部连通，水位计下部与水箱筒体底部连通。

所述的筒体底部还设有水箱排水管。

所述的筒体底部还设有补水管。

本发明的有益技术效果：该加热水箱加热功率大，可满足试验快速升温要求；热效率高，热流密度分布均匀，不会在持续运行期间出现局部过热沸腾现象；体积小、结构紧凑，可实现蒸汽发生器二次侧介质的快速升温、从而实现蒸汽发生器二次侧壳体的快速升温。该加热水箱整体为卧式结构。水箱顶部设置集气罐、排气管，进口管、出口管及补水接管均设置在水箱底部，分组设置的高强度棒形电加热元件对称布置在加热水箱两端。顶部设置一定高度的集气罐，能够提高水箱的水位敏感性；大功率电加热器分组对称布置在水箱两端；水箱进水管、出水管均设置在水箱筒体下部，在一定流量下，可有效减小流动死区，以避免加热死区及局部过热现象的出现；水箱内部设置有稳流支撑板，在充分均匀流场、展平水箱内部热流密度的同时可有效起到对电加热元件的防震支撑作用。该加热水箱在充分提高大功率加热效率的同时，可有效平衡水箱内的热流密度，防止加热过程中出现局部过热等不利现象。

附图说明

图1为本发明所提供的蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱的三维正视结构示意图；

图2为本发明所提供的蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱的三维后视结构示意图；

图3为本发明所提供的蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱的二维正视结构示意图；

图4为本发明所提供的第一稳流支撑板的结构图；

图5为本发明所提供的第二稳流支撑板的结构图。

图中：1.筒体；2.第一稳流支撑板；3.集气罐；4.补水管；5.温度计；6.第二稳流支撑板；7.第一电加热器组；8.出水管；9.支撑组件；10.排水阀；11.水箱排水管；12.补水阀；13.进水管；14.第一均流孔；15.第二均流孔；16.第一防震支撑孔；17.弧形凹槽；18.第三均流孔；19.第四均流孔；20.第五均流孔；21.第二防震支撑孔；22.耳片；23.方形凹槽；24.第二电加热器组；25.水位计，；26.水位计上接管；27.水位计下接管；28.下游排水管；29.第一截止阀；30.第二截止阀；31.排气管；32.放气阀；33.L形支撑板；34.筋板；35.底板；36.弧形托板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，它包括筒体1、第一稳流支撑板2、集气罐3、补水管4、温度计5、第二稳流支撑板6、第一电加热器组7、出水管8、支撑组件9、排水阀10、水箱排水管11、补水阀12、进水管13、第二电加热器组24、水位计25、水位计上接管26、水位计下接管27、下游排水管28、第一截止阀29、第二截止阀30、排气管31、放气阀32、底板35。

如图1、图2和图3所示，筒体1为圆柱体，筒体1的两端分别对称设有第一电加热器组7和第二电加热器组24，第一电加热器组7和第二电加热器组24均为高强度棒形电加热元件。第一电加热器组7和第二电加热器组24的加热端位于筒体1内。第一电加热器组7和第二电加热器组24中的电加热器数量相同、且为多个，数量优选8～12个。例如第一电加热器组7中的电加热器数量为10个，第二电加热器组24中的电加热器数量为10个。

如图3所示，筒体1内设有第一稳流支撑板2和第二稳流支撑板6，第一稳流支撑板2、第二稳流支撑板6分别布置在筒体1内两端部，第一稳流支撑板2上设有若干个第一防震支撑孔16，第二稳流支撑板6上设有若干个第二防震支撑孔21，第一电加热器组7中的每一个电加热器的加热端分别支撑在一个第一防震支撑孔16内，第二电加热器组24中的每一个电加热器的加热端分别支撑在一个第二防震支撑孔21内。

如图4所示，第一稳流支撑板2两侧为弧形的板，其两侧的弧形与筒体1的内壁形状相吻合，第一稳流支撑板2与筒体1的内壁之间焊接连接。第一稳流支撑板2上设有两个第一均流孔14、四个第二均流孔15、十个第一防震支撑孔16、两个弧形凹槽17。第一稳流支撑板2中部以其中心轴线为对称轴对称设有两个扇形第一均流孔14。两个第一均流孔14外侧分别设有两个椭圆形第二均流孔15。第一稳流支撑板2中心上部和下部分别设有一个弧形凹槽17。第一稳流支撑板2中心轴线上、两个扇形第一均流孔14之间设有两个第一防震支撑孔16，沿扇形第一均流孔15的周向均匀设有八个第一防震支撑孔16。

如图5所示，第二稳流支撑板6两侧为弧形的板，其两侧的弧形与筒体1的内壁形状相吻合，第二稳流支撑板6与筒体1的内壁之间焊接连接。第二稳流支撑板6上设有一个第三均流孔18、两个第四均流孔19、两个第五均流孔20、十个第二防震支撑孔21、一个耳片22、两个方形凹槽23。第二稳流支撑板6中部设有一个椭圆形第三均流孔18。第三均流孔18两侧外、以第二稳流支撑板6中心轴为轴线均对称设有一个第四均流孔19和一个第五均流孔20，第四均流孔19位于第五均流孔20上方。

十个第二防震支撑孔21从上至下分为四排，第一排为3个、第二排为4排、第三排为2个、第四排为1个，第一排、第二排、第三排的第二防震支撑孔21均以第三均流孔18的轴线为对称轴对称分布。第三均流孔18的轴线下部设有耳片22，第四排的第二防震支撑孔21位于耳片22中心。

如图1、图2和图3所示，筒体1顶部设有能够测量筒体1内部温度的温度计5。温度计5与焊接在筒体1上的管座螺纹连接，以方便拆装。

如图1、图2和图3所示，筒体1底部固定在支撑组件9上。支撑组件9为两组，每一组支撑组件9均包括一个L形支撑板33、两个筋板34、一个底板35和一个弧形托板36。弧形托板36与位于其顶部的筒体1之间焊接。弧形托板36底部与L形支撑板33顶部焊接，L形支撑板33内侧设有与其垂直的两块筋板34，筋板34间隔设置。筋板34顶部与弧形托板36底部焊接，筋板34底部与L形支撑板33底部焊接，L形支撑板33底部与底板35通过螺栓固定连接。底板35可以为矩形板。

如图1、图2和图3所示，筒体1底部一端焊接有与其内部连通的进水管13，筒体1底部另一端焊接有与其内部连通的出水管8。进水管13、出水管8分别位于支撑组件9的外侧。

如图1、图2和图3所示，筒体1顶部还设有集气罐3，水位计25顶部与集气罐3之间通过水位计上接管26连通，水位计25底部通过水位计下接管27与筒体1底部连通，水位计上接管26与水位计25之间设有第一截止阀29，水位计下接管27与水位计25之间设有第二截止阀30。水位计上接管26还与排气管31之间连通。排气管31中部设有放气阀32。

如图1、图2和图4所示，水位计下接管27、排气管31位于两个支撑组件9之间。筒体1底部还焊接有与其内部连通的水箱排水管11，排水管11底部依次设有排水阀10、下游排水管28，下游排水管28包括三段直管段，与排水阀10连通的直管段与排水管11同轴，其余两段直管段组成的平面与该段直管段垂直，且其余两段直管段之间互相垂直，相邻的两个直管段之间通过弯管连通，且所有相邻的直管段、弯管之间焊接。水箱排水管11位于支撑组件9与水位计下接管27之间。筒体1底部还焊接有与其内部连通的补水管4，补水管4底部设有补水阀12。补水管4位于进水管11与支撑组件9之间。

进水管13、出水管8、补水管4、下游排水管28、排气管31均为L形管路。

下面结合图1、图2和图3说明本发明所提供的蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱的工作原理：蒸汽发生器二次侧高位临时接口与进水管13连通，蒸汽发生器二次侧壳体升温工艺回路的循环泵入口与加热水箱出水管8连通。在循环加热过程中，蒸汽发生器二次侧的除盐水经过循环换热通过进水管13后进入高功率密度电加热水箱筒体1内，进入筒体1内的除盐水经过第一电加热器组7、第二电加热器组24进行再次加热，加热后的除盐水从出水管8流出后，通过循环泵注入蒸汽发生器二次侧，热水在蒸汽发生器内经混合后，再由蒸汽发生器高位临时接口流回加热水箱筒体1内进行循环加热。

在加热循环过程中，随着温度的升高，被加热介质（除盐水）中将产生一定量的气体，这部分气体汇集在加热水箱顶部的集气罐3中，从而导致加热水箱筒体1内的水位有所下降。此时应开启水箱筒体1内顶部的排气管31进行放气。该过程也可作为蒸汽发生器二次侧水压试验前的动排气操作。

本发明所提供的蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱的主要参数如下：水箱体积：0.5m³～2m³；加热功率范围：10kW～800kW；加热温度范围：30℃～70℃；循环流量范围：10m³/h～100m³/h。

本发明所提供的蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱已成功应用于岭澳二期核电工程蒸汽发生器二次侧役前水压试验蒸汽发生器壳体升温工艺。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术，例如温度计5、第一电加热器组7、支撑组件9、第二电加热器组24、水位计25、排水阀10、补水阀12、第一截止阀29、第二截止阀30、放气阀32等均可以采用现有技术中任何型号的产品。

Claims

1.一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，其特征在于：它包括筒体（1）、电加热器、进水管（13）和出水管（8），电加热器的加热端位于筒体（1）内，筒体（1）底部一端设有进水管（13），筒体（1）底部另一端设有出水管（8）；所述的电加热器包括第一电加热器组（7）、第二电加热器组（24），第一电加热器组（7）、第二电加热器组（24）分别布置在筒体（1）的两端；所述的筒体（1）内设有稳流支撑板，电加热器的加热端支撑在稳流支撑板内，所述的稳流支撑板的两侧为弧形；所述的稳流支撑板包括第一稳流支撑板（2）和第二稳流支撑板（6），第一稳流支撑板（2）、第二稳流支撑板（6）分别布置在筒体（1）内两端部，第一稳流支撑板（2）上设有若干个第一防震支撑孔（16），第二稳流支撑板（6）上设有若干个第二防震支撑孔（21），第一电加热器组（7）中的每一个电加热器的加热端分别支撑在一个第一防震支撑孔（16）内，第二电加热器组（24）中的每一个电加热器的加热端分别支撑在一个第二防震支撑孔（21）内。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，其特征在于：所述的筒体（1）顶部设有能够测量筒体（1）内部流体温度的温度计（5）。

3.根据权利要求2所述的一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，其特征在于：所述的筒体（1）底部设有支撑组件（9）。

4.根据权利要求3所述的一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，其特征在于：所述的筒体（1）顶部还设有集气罐（3），水位计（25）上部与集气罐（3）顶部连通，水位计（25）下部与水箱筒体（1）底部连通。

5.根据权利要求4所述的一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，其特征在于：所述的筒体（1）底部还设有排水管（11）。

6.根据权利要求5所述的一种蒸汽发生器二次侧役前水压试验用高功率密度电加热水箱，其特征在于：所述的筒体（1）底部还设有补水管（4）。