CN103203204B - 一种用于核电站管道泄漏率试验的混合器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于核电站管道泄漏率试验的混合器，包括前部混合器与后部混合器，前部混合器内部设嵌套管，嵌套管与过热蒸汽管道相连通，前部混合器外部周向与过冷水管道相连通，过冷水经前部混合器的外部周向通道进入前部混合器内部与蒸汽混合；后部混合器内设置前部混流板及后部混流板，所述前部混流板和后部混流板上分别沿周向设有若干通孔，通孔的轴向方向与所在混流板的轴向方向成一定角度依次倾斜设置。本发明所提供的试验装置使过热蒸汽和过冷水经过两次混合就可实现过热蒸汽和过冷水充分混合，提高了实验系统试验过程的稳定性和可操作性。

Description

一种用于核电站管道泄漏率试验的混合器
技术领域
本发明属于核电站压力管道泄漏技术领域，具体涉及一种用于核电站管道泄漏率试验的试验装置。
背景技术
当核电站压力管道发生泄漏时，高温高压流体从破口处向外喷射至低压环境，流体压力快速下降，工质由单相过冷状态迅速变为两相状态而且汽液相间存在明显的热力及动力不平衡，同时工质在破口末端变为临界流动，其机理非常复杂。而在泄漏率试验时，在过冷水、饱和水、汽或过热汽时，可以通过一些试验装置直接生成，但对于汽水混合物，不太容易控制。
发明内容
本发明针对目前在泄漏率试验过程中入口介质为汽水混合物的情况下，对汽水混合物的生成过程不好控制的问题，提供了一种用于核电站管道泄漏率试验的混合器，通过该装置对过热蒸汽和过冷水的两次混合即可实现过热蒸汽和过冷水充分混合，获得热力平衡的汽水混合物，能够提高实验系统试验过程的稳定性和可操作性。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下所描述：
一种用于核电站管道泄漏率试验的混合器，其特征在于：包括前部混合器与后部混合器，前部混合器内部设置嵌套管，所述嵌套管与过热蒸汽管道相连通，嵌套管上设有若干供蒸汽透出的小孔，前部混合器外部周向与过冷水管道相连通，过冷水经前部混合器的外部周向通道进入前部混合器内部与蒸汽混合；后部混合器内设置能使汽水混合物沿不同方向旋转的前部混流板及后部混流板，所述前部混流板和后部混流板上分别沿周向设置有若干通孔，通孔的轴向方向与所在混流板的轴向方向成一定角度依次倾斜设置。
所述的前部混流板上的若干通孔的轴向沿逆时针方向依次倾斜，使汽水混合物沿逆时针旋转；所述的后部混流板上的若干通孔的轴向沿顺时针方向依次倾斜，使汽水混合物沿顺时针旋转。
所述混流板上的通孔数量为六个及以上，沿混流板周向均匀设置，通孔的开孔直径保证通过孔的流体速度在3-5m/s以保证流体旋转折流并不造成大的流动损失，孔倾斜度在15-30度之间。
本发明的有益效果如下：本发明通过采用混合过热蒸汽和过冷水的方法获得汽水两相混合物，改变了通过直接加热产生汽水两相混合物的方式，通过本发明提供的试验装置使过热蒸汽和过冷水经过两次混合就可以实现过热蒸汽和过冷水充分混合，并能获得热力平衡的汽水混合物，因此提高了实验系统试验过程的稳定性和可操作性。
附图说明
图1是本发明的前部混合器示意图；
图2是本发明的前部混合器的三维图样；
图3是本发明的后部混合器示意图；
图4是本发明的后部混合器的混流板结构示意图；
图5是本发明的后部混合器的混流板的通孔向右倾斜示意图；
图6本发明的后部混合器的混流板的通孔向左倾斜示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
目前在泄漏率试验过程中，存在当入口介质为汽水混合物时，对汽水混合物的生成过程不好控制的问题，本发明针对该问题进行了创新，通过采用混合过热蒸汽和过冷水的方式获得汽水两相混合物的方法，改变了通过直接加热产生汽水两相混合物的方式，过热蒸汽和过冷水通过本发明提供的试验装置的两次混合，就可以实现过热蒸汽和过冷水的充分混合，并得到热力平衡的汽水混合物，提高了实验系统试验过程的稳定性和可操作性。
具体地，一种用于核电站管道泄漏率试验的混合器，如图1-6所示，包括前部混合器1与后部混合器2，前部混合器1内部设置嵌套管3，所述嵌套管3与过热蒸汽管道相连通，嵌套管3上设有若干供蒸汽透出的小孔10，前部混合器1外部周向与过冷水管道相连通，过冷水经前部混合器1的外部周向通道11进入前部混合器1内部与蒸汽混合；后部混合器2内设置能使汽水混合物沿不同方向旋转的前部混流板8及后部混流板9，所述前部混流板8上沿周向设置有若干通孔6，所述的后部混流板9上沿周向设置有若干通孔7，通孔6、7的轴向方向与所在混流板8、9的轴向方向成一定角度依次倾斜设置。
前部混流板8上的若干通孔6的轴向可沿逆时针方向依次倾斜，使汽水混合物沿逆时针旋转；所述的后部混流板9上的若干通孔7的轴向可沿顺时针方向依次倾斜，使汽水混合物沿顺时针旋转。采用与上述方式相反的通孔倾斜结构同样可行。所述混流板上的通孔数量为六个或六个以上，沿混流板周向均匀设置。
在一个实施例中，根据试验要求，本发明所述装置为获得汽水两相混合物，改变了通过直接加热产生汽水两相混合物的方式，采用了混合过热蒸汽和过冷水的方式以得到汽水两相混合物的方法。本发明的用于核电站管道泄漏率试验的混合器中，混合器由前、后两部分构成，如图1-3所示，包括前部混合器1与后部混合器2，前部混合器1和后部混合器2通过法兰连接。前部混合器1内部设置嵌套管3，嵌套管3与过热蒸汽管道相连通，嵌套管3上设有若干供蒸汽透出的小孔10，前部混合器1外部周向与过冷水管道相连通，过冷水经前部混合器1的外部周向通道11进入前部混合器1内部与蒸汽混合；后部混合器2内设置能使汽水混合物沿不同方向旋转的前部混流板8及后部混流板9，在前、后部混流板上沿周向设置有若干通孔。通孔7的轴向方向与混流板的轴向方向成一定角度依次倾斜设置，本实施例中前部混流板8上的若干通孔的轴向沿逆时针方向依次倾斜，使汽水混合物沿逆时针旋转；后部混流板9上的若干通孔的轴向沿顺时针方向依次倾斜，使汽水混合物沿顺时针旋转。后部混合器2主要通过混流板6使两相混合物发生旋流和折流，经进一步搅混以达到汽水混合物的热力学平衡。图4-6为后部混合器的混流板结构，在混流板上周向加工六个通孔，通孔的轴向方向与混流板的轴向方向成一定角度，图5为通孔6右向倾斜，图6为通孔7左向倾斜。通孔的开孔直径保证通过孔的流体速度在3-5m/s，以保证流体旋转折流并不造成大的流动损失，孔倾斜度在15-30度之间。两相混合物通过前部混流板8发生逆时针旋流后，进入后部混流板9发生折流，经过后部混流板9后两相混合物反向顺时针旋转，使两相混合物充分混合。
在试验过程中，如图1所示，过热蒸汽从过热蒸汽入口4由混合器内部嵌套管进入混合器，蒸汽沿管道均匀进入混合器，过冷水从过冷水入口5由混合器外部沿混合器周向均匀进入混合器与过热蒸汽充分混合，前混合器中产生的汽水混合物进入后混合器后进行二次混合。
过热蒸汽和过冷水通过本发明的试验装置经两次混合后，即可实现过热蒸汽和过冷水的充分混合，并能获得热力平衡的汽水混合物，因此本发明的试验装置提高了实验系统试验过程的稳定性和可操作性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种用于核电站管道泄漏率试验的混合器，其特征在于：包括前部混合器(1)与后部混合器(2)，前部混合器(1)内部设置嵌套管(3)，所述嵌套管(3)与过热蒸汽管道相连通，嵌套管(3)上设有若干供蒸汽透出的小孔(10)，前部混合器(1)外部周向与过冷水管道相连通，过冷水经前部混合器(1)的外部周向通道(11)进入前部混合器(1)内部与蒸汽混合；后部混合器(2)内设置能使汽水混合物沿不同方向旋转的前部混流板(8)及后部混流板(9)，所述前部混流板(8)和后部混流板(9)上分别沿周向设置有若干通孔(6、7)，通孔(6、7)的轴向方向与所在前部混流板(8)和后部混流板(9)的轴向方向成15-30度角度依次倾斜设置。
2.如权利要求1所述的用于核电站管道泄漏率试验的混合器，其特征在于：所述的前部混流板(8)上的若干通孔的轴向沿逆时针方向依次倾斜，使汽水混合物沿逆时针旋转；所述的后部混流板(9)上的若干通孔的轴向沿顺时针方向依次倾斜，使汽水混合物沿顺时针旋转。
3.如权利要求1所述的用于核电站管道泄漏率试验的混合器，其特征在于：所述前部混流板(8)或后部混流板(9)上的通孔(6、7)数量为六个或六个以上，沿混流板周向均匀设置。
4.如权利要求1或2或3所述的用于核电站管道泄漏率试验的混合器，其特征在于：所述通孔(6、7)的开孔直径保证通过孔的流体速度在3-5m/s。
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