CN102208218B - 一种高温气冷堆主氦风机进气联箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反应堆工程冷却循环系统部件，具体涉及一种用于高温气冷堆主氦风机与蒸汽发生器连接的主氦风机进气联箱。该进气联箱主要包括箱体(5)、进气孔(8)、导流锥(4)、支承架(13)。所述的箱体壁上开有若干个进气孔(8)，这些进气孔(8)连接蒸汽发生器(17)与进气联箱(11)之间的输气管；所述的导流锥(4)为流线形，安装在支承架(13)上，所述支承架(13)置于箱体(5)底板，所述导流锥(4)底部与进气孔下沿(9)位于相同高度处。本发明易于实施，可以有效地减少主氦风机的流动损失，既满足高温气冷堆设计的要求，又提高了主氦风机效率。

Description

一种高温气冷堆主氦风机进气联箱

技术领域

本发明涉及一种反应堆工程冷却循环系统部件，具体涉及一种用于高温气冷堆主氦风机与蒸汽发生器连接的主氦风机进气联箱。

背景技术

高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的高温反应堆，是一种具有固有安全性、发电效率高、用途极为广泛的先进核反应堆。2006年1月，国务院正式发布的《(国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中“大型先进压水堆及高温气冷堆核电站”被列入国家重大专项。在该专项的支持下，目前正在建设一座电功率为20万千瓦级的高温气冷堆核电站示范工程。

高温气冷堆核电站一回路总体结构如图1所示，反应堆16与蒸汽发生器17分别设置在两个压力容器内，其间用热气导管19相连接，构成“肩并肩”的布置方式。反应堆堆芯由氦气冷却。氦气冷却剂额定压力7MPa，依靠主氦风机18驱动，在反应堆一回路内部进行强迫循环，从堆芯带走热量而升温，流经蒸汽发生器17，将热量传给二回路的水而降温，形成闭式循环。主氦风机18立式布置，安装在蒸汽发生器17正上方，主氦风机18与蒸汽发生器17安装在蒸汽发生器壳体20内。

如上所述的高温气冷堆设计中，主氦风机18与蒸汽发生器17通过进气联箱11连接，使得从反应堆堆芯出来的高温氦气经过蒸汽发生器17冷却后，进入进气联箱11，然后经过主氦风机叶轮升压后返回反应堆堆芯，实现反应堆一回路氦气冷却剂的循环。主氦风机18的气动性能直接关系到反应堆一回路氦气冷却剂的循环性能，而进气联箱11的设计对主氦风机气动性能的影响是不能忽略的。对于高温气冷堆来说，合理的进气联箱结构应既能考虑蒸汽发生器出口的结构，又能减小主氦风机流动损失，提高主氦风机效率。

目前的公开文献中未发现关于主氦风机与蒸汽发生器连接的进气联箱具体结构的内容。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：设计一个用于高温气冷堆主氦风机与蒸汽发生器连接的进气联箱结构，满足高温气冷堆设计的同时提高主氦风机效率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高温气冷堆主氦风机进气联箱，该进气联箱包括箱体、进气孔、导流锥、支承架。箱体壁上开有若干个进气孔，这些进气孔连接蒸汽发生器与进气联箱之间的输气管；导流锥为流线形且安装在支承架上，支承架置于箱体底板，导流锥底部与进气孔下沿位于相同高度处。

上述导流锥底盘形状和尺寸与进气联箱横截面一致。

流线形的导流锥，减小了进气联箱中心区域的漩涡，引导氦气的流动；导流锥高度根据气体过流面积均匀变化进行计算和确定。

进气孔的布置方式、数量和孔径大小根据蒸汽发生器出口结构、进气联箱箱体壁的强度和一回路氦气冷却剂流量确定。当两个进气孔的间距较大时，两个进气孔之间设置挡板，挡板位于导流锥与箱体壁之间。

(三)有益效果

上述技术方案具有如下优点：进气联箱的箱体、进气孔、导流锥和支承架形状规则，工艺和安装要求不高，易于实施。能提供均匀的气流进入主氦风机叶轮，减小了流动损失，提高了主氦风机效率。

附图说明

图1是高温气冷堆核电站一回路总体结构示意图；

图2是本发明实施例一正视图；

图3是图2中X1-X1截面剖视图；

图4是本发明实施例二正视图；

图5是图4中X1-X1截面剖视图。

其中，1：出口端；2：法兰盘；3：进气联箱中心线；4：导流锥；5：箱体；6：挡板；7：进气联箱箱体壁；8：进气孔；9：进气孔下沿；10：导流锥底盘；11：进气联箱；12：进气联箱底板；13：支承架；14：支承架辐板；15：支承架中心圆环；16：反应堆；17：蒸汽发生器；18：主氦风机；19：热气导管；20：蒸汽发生器壳体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一中进气联箱11的横截面为圆形，进气联箱箱体壁7上开有14个圆形的进气孔8，进气孔8连接蒸汽发生器与主氦风机进气联箱11之间的输气管。通过进气孔8，被蒸汽发生器冷却后的氦气进入进气联箱11，通过主氦风机叶轮做功后加压。

进气孔8的布置方式、数量和孔径大小根据蒸汽发生器出口结构、进气联箱箱体壁7的强度和一回路氦气冷却剂流量来确定。在本实施例中，进气孔8的高度一致，大小一致。14个进气孔，以进气联箱底板12的水平中心线为对称线，两边各布置7个进气孔。

进气联箱11的箱体内布置导流锥4，导流锥底盘10与进气孔下沿9位于相同高度处，导流锥4的高度根据气体过流面积均匀变化均匀进行计算和确定。导流锥底盘10的形状和尺寸与进气联箱11的横截面一致。导流锥4为流线形，消除了进气联箱11中心区域的漩涡，且能充分引导氦气的流动，减小了氦气流动损失。

从导流锥底盘10至进气联箱底板12之间，布置支承架13。支承架13包括支承架中心圆环15和8个支承架辐板14，支承架中心圆环15与进气联箱底板12同心，支承架辐板14以进气联箱底板中心为中心，周向均匀分布。支承架辐板14一端均与支承架中心圆环15焊接在一起，另一端均与进气联箱箱体壁7的内壁相接触。支承架13在径向上加强进气联箱11的强度，同时在轴向上支承导流锥4和挡板6。支承架13的高度从进气联箱底板12延伸至导流锥底盘10。

由图2和图3可以看出，进气联箱底板12的水平中心线任一端，进气联箱底板12的水平中心线两边的两个进气孔的间距较大。为了消除这两个进气孔之间的回流和漩涡，减小损失，在这两个进气孔之间设置挡板6。进气联箱底板12的水平中心线两端对称地分别设置2个挡板6，这2个挡板6以进气联箱底板12的水平中心线为对称线布置在中心线两边的两个进气孔之间。挡板6位于导流锥4与进气联箱箱体壁7之间，其高度与导流锥4的高度相同。

为了进气联箱11与主氦风机进气管的连接，进气联箱11的出口端1处的外壁配置法兰盘2。进气联箱11通过法兰盘2与主氦风机进气管连接。

本发明另一个实施例同实施例一相比，进气联箱箱体壁上的进气孔是均匀分布的，如图4和图5所示。

本实施例中的进气孔均匀分布，且各自间距较小，产生的回流和漩涡较小，因此取消实施例一中的挡板6。

由上述实施例可以看出，挡板6是为了消除进气孔间距较大时引起的回流和漩涡，所以，即使进气孔为均匀分布，但是当其间距较大而可能引起回流和漩涡时，依然可以设置实施例一中的挡板6。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高温气冷堆主氦风机进气联箱，包括箱体（5）、进气孔（8）、导流锥（4）、支承架（13），其特征在于，所述的箱体壁上开有若干个进气孔（8）；所述进气孔（8）连接蒸汽发生器（17）与进气联箱（11）之间的输气管；所述导流锥（4）为流线形，安装在支承架（13）上，所述支承架（13）置于箱体（5）底板，所述导流锥（4）底部与进气孔下沿（9）位于相同高度处；

所述支承架包括支承架中心圆环（15）和支承架辐板（14）；所述支承架中心圆环（15）与进气联箱底板（12）同心，支承架辐板（14）以进气联箱底板（12）中心为中心，周向均匀分布，且均与支承架中心圆环（15）焊接在一起。

2.如权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机进气联箱，其特征在于，所述导流锥（4）的高度根据气体过流面积均匀变化进行计算和确定。

3.如权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机进气联箱，其特征在于，所述导流锥底盘（10）形状与进气联箱（11）横截面一致。

4.如权利要求3所述的高温气冷堆主氦风机进气联箱，其特征在于，所述进气联箱（11）横截面为圆形。

5.如权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机进气联箱，其特征在于，相邻两进气孔之间有挡板（6），挡板（6）位于导流锥（4）与箱体壁（7）之间，挡板（6）高度与导流锥（4）高度相同。

6.如权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机进气联箱，其特征在于，进气联箱（11）的出口端（1）处的外壁配置法兰盘（2）。

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