CN103868049B - 一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蒸汽发生器换热器技术领域，具体公开了一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置。该支承装置中安装在换热管束套筒中的U形换热管通过若干相互平行的换热管支承板支承固定，弯曲半径最小U形换热管形成管巷区，并在该两侧形成管束区，支承板与U形换热管的管壁形成截面为梅花瓣孔的流动通道，其中，换热管支承板上分布有支承凸台边，以支承换热管支承板。该支承装置中换热管支承板流动通道截面积与两换热管支承板上升通道截面积的比值增大，降低了换热管支承板的局部阻力系数，减小流过换热管支承板的阻力；同时，在换热管支承板上安装的挡板，可以强制流体进入管束区参与蒸汽发生器二次侧换热，提高蒸汽发生器的传热效率。

Description

一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置

技术领域

本发明属于蒸汽发生器换热器技术领域，具体涉及一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置。

背景技术

压水堆核电站典型的立式自然循环式蒸汽发生器（简称SG）中，在沿管束直管段上布置有若干块换热管支承板。换热管支承板（以下简称TSP）一方面起到支承固定传热管的作用，以防止在流体流动作用下管子产生振动。另一方面，TSP为SG二次侧工作流体（蒸汽、水混合物）的流动提供通道。

SG典型的TSP结构有梅花孔板型、栅格型等形式。

国内某在役的百万千瓦级压水堆核电站蒸汽发生器（以下简称A型SG）的TSP，管孔采用四叶梅花形管孔形式；在管巷区中，设置了圆型流通孔，其流通孔处流动阻力大于管束区四叶梅花形管孔处的流动阻力。A型SG的换热管支承板，其支承板处流动通道截面积与两TSP间管束区上升通道截面积的比值较小，约0.4。因此换热管支承板局部阻力系数较大，换热管支承板流动阻力也较大。

我国引进国外技术正在建造的某第三代压水堆核电站，其蒸汽发生器（以下简称B型SG）采用三叶梅花形管孔管子支承板。B型SG支承板处流动通道截面积与两TSP间管束区上升通道截面积的比值与A型SG相比有所增大。B型SG的TSP在管巷区布置了矩形大孔，由于矩形大孔处的流动阻力显著小于管束区三叶梅花形管孔处的流动阻力。B型SG支承板设计可能会造成蒸汽发生器二次侧流体从支承板上的矩形大孔短路流，影响传热效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置，可以使流体流过换热板时具有尽量小的流动阻力，增强二次侧自然循环流动，提高循环倍率，是蒸汽发生器二次侧的流场分布更加合理。

实现本发明的技术方案如下：一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置，该支承装置包括安装在蒸汽发生器中换热管束套筒中的换热管支承板，其中，安装在蒸汽发生器中换热管束套筒中的U形换热管通过若干个相互平行的换热管支承板支承固定，位于换热管束套筒中心的弯曲半径最小U形换热管在换热管束套筒中形成管巷区，并在管巷区的两侧形成管束区，支承U形换热管的换热管支承板与U形换热管的管壁形成截面为梅花瓣孔的流动通道，其中，换热管支承板上沿周向均匀分布有三个朝向U形换热管管壁延伸的支承凸台边，用以实现对换热管支承板的支承，其中，支承凸台边两侧边的梅花瓣孔侧边的延长线穿过U形换热管的管孔中心。

所述的梅花瓣孔由远离U形换热管的梅花瓣孔圆弧边，梅花瓣孔圆弧边两侧的梅花瓣孔侧边，以及U形换热管的外侧壁组成。

所述的梅花瓣孔圆弧边的圆弧中心与U形换热管管孔的中心同心，且其半径远大于U形换热管的半径；梅花瓣孔圆弧边、梅花瓣孔侧边以及支承凸台边之间都使用圆弧过渡。

所述的管巷区背流侧的每个换热管支承板上固定有挡板，其中，挡板的截面为“V”型结构，其通过支架固定在换热管支承板背流侧上方。

所述的挡板通过支架以焊接、铆接或螺纹连接的方式，固定在换热管支承板背流侧上方。

本发明所取得的有益效果如下：本发明所述的一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置中具有三叶梅花瓣孔的换热管支承板流动通道截面积与两换热管支承板上升通道截面积的比值增大，降低了换热管支承板的局部阻力系数，减小了流体流过换热管支承板的阻力；同时，在管巷区背流侧的换热管支承板上安装的挡板，可以强制流体进入管束区参与蒸汽发生器二次侧换热，提高蒸汽发生器的传热效率。

附图说明

图1为本发明所述的一种新型换热管支承装置在蒸汽发生器中的结构示意图；

图2为图1的A-A透视图；

图3为图2中新型换热管支承装置的局部放大图；

图4为图1中新型换热管支承装置的局部放大图；

图中：1、蒸汽发生器；2、换热管束套筒；3、管束区；4、管巷区；5、U形换热管；6、换热管支承板；7、梅花瓣孔；8、梅花瓣孔侧边；9、梅花瓣孔圆弧边；10、支承凸台边；11、支架；12、挡板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述。

如图1~4所示，一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置，包括安装在蒸汽发生器1中换热管束套筒2中的换热管支承板6，其中，安装在蒸汽发生器1的换热管束套筒2中的U形换热管5通过若干个相互平行的换热管支承板6支承固定，且位于换热管束套筒2中心的弯曲半径最小U形换热管5在换热管束套筒2中形成管巷区4，并在管巷区4的两侧形成管束区3；支承U形换热管5的换热管支承板6与U形换热管5的管壁形成截面为梅花瓣孔7的流动通道，其中，换热管支承板6上沿周向均匀分布有三个朝向U形换热管5管壁延伸的支承凸台边10，用以实现对换热管支承板6的支承，其中，支承凸台边10两侧边的梅花瓣孔侧边8的延长线穿过U形换热管5的管孔中心；每个梅花瓣孔7由远离U形换热管5的梅花瓣孔圆弧边9，梅花瓣孔圆弧边9两侧的梅花瓣孔侧边8，以及U形换热管5的外侧壁组成，其中，梅花瓣孔圆弧边9的圆弧中心与U形换热管5管孔的中心同心，且其半径远大于U形换热管5的半径；梅花瓣孔圆弧边9、梅花瓣孔侧边8以及支承凸台边10之间都使用圆弧过渡。在换热管束套筒2中间的最小弯曲半径的U形换热管5内形成没有换热管的管巷区4，在位于管巷区4背流侧的每个换热管支承板6上固定有挡板12，其中，挡板12的截面为“V”型结构，其通过支架11以焊接、铆接或螺纹连接的方式，固定在换热管支承板6背流侧上方；管巷区4中换热管支承板6上安装的挡板12可以阻挡由管巷区4流过的二次侧流体，强制流体进入管束区3参与蒸汽发生器二次侧换热，提高蒸汽发生器的传热效率，且挡板12的“V”型结构具有较小的流动阻力。

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。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置，该支承装置包括安装在蒸汽发生器(1)中换热管束套筒(2)中的换热管支承板(6)，其中，安装在蒸汽发生器(1)中换热管束套筒(2)中的U形换热管(5)通过若干个相互平行的换热管支承板(6)支承固定，位于换热管束套筒(2)中心的弯曲半径最小U形换热管(5)在换热管束套筒(2)中形成管巷区(4)，并在管巷区(4)的两侧形成管束区(3)，其特征在于：支承U形换热管(5)的换热管支承板(6)与U形换热管(5)的管壁形成截面为梅花瓣孔(7)的流动通道，其中，换热管支承板(6)上沿周向均匀分布有三个朝向U形换热管(5)管壁延伸的支承凸台边(10)，用以实现对换热管支承板(6)的支承，其中，支承凸台边(10)两侧边的梅花瓣孔侧边(8)的延长线穿过U形换热管(5)的管孔中心；所述的管巷区(4)背流侧的每个换热管支承板(6)上固定有挡板(12)，其中，挡板(12)的截面为“V”型结构，其通过支架(11)固定在换热管支承板(6)背流侧上方。

2.根据权利要求1所述的一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置，其特征在于：所述的梅花瓣孔(7)由远离U形换热管(5)的梅花瓣孔圆弧边(9)，梅花瓣孔圆弧边(9)两侧的梅花瓣孔侧边(8)，以及U形换热管(5)的外侧壁组成。

3.根据权利要求2所述的一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置，其特征在于：所述的梅花瓣孔圆弧边(9)的圆弧中心与U形换热管(5)管孔的中心同心，且其半径远大于U形换热管(5)的半径；梅花瓣孔圆弧边(9)、梅花瓣孔侧边(8)以及支承凸台边(10)之间都使用圆弧过渡。

4.根据权利要求1所述的一种新型压水堆核电厂蒸汽发生器换热管支承装置，其特征在于：所述的挡板(12)通过支架(11)以焊接、铆接或螺纹连接的方式，固定在换热管支承板(6)背流侧上方。