CN103868371B - 一种翅片管热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种翅片管热交换器，其置于核电站非能动余热排除系统的换料水箱中，包括“C”形立式管束、支撑和固定所述换热管束的防振条，所述“C”形立式管束其由若干根“C”形换热管构成，所述“C”形立式管束内设置有若干个防振条布置区；所述防振条布置区内布置有圆柱形防振条。本发明的能降低压水堆核电站中非能动余热排出系统中热交换器的制造成本和难度，有效减少运行中热交换器传热管的应力集中情况，并降低传热管束约束与传热管锈实的概率，从而降低传热管束变形失效的风险。
Description
技术领域
本发明涉及压水堆核电站领域，具体涉及一种应用于二次侧非能动余热排出系统的翅片管热交换器。
背景技术
压水堆核电站非能动余热排出热交换器为非能动余热排出系统的重要设备，由上部的入口封头、下部的出口封头和连接上下封头的“C”形立式管束组成，管束由多排防振条固定，防振条允许管子做轴向伸缩，以吸收管子热膨胀。投入使用后其管程介质为一回路冷却剂，管外侧为换料水箱中的常温水，投入后换料水箱的换料水逐渐升温直至沸腾。
以往压水堆核电厂中非能动余排换热器采用的是镍基合金的光管作为沸腾传热单元，由于传热功率的要求，整个设备尺寸庞大，并使用了大量的镍基管材；上述非能动余热换热器作为安全专属设备，在事故工况下投入使用后，换料水箱中的换料水被迅速加热至沸腾，导致管束振动，为防止振动带来的管壁磨蚀，上述非能动余热换热器设置了数组防振条，其加工精度和安装精度远高于普通核级换热器，给设备制造带来了很大困难；同时设备投入使用初期，管束被一回路冷却剂加热膨胀，而管束约束结构的温度仍与换料水相同，这导致管束的膨胀只能由管束弹性变形来吸收，这一方面会导致管束应力过大；另外本设备投入运行的概率和时间都很少，长时间静置的情况下，管束与防振条之间有可能由于腐蚀而无法按设计要求滑动，管束的热膨胀无法吸收，最终导致管束变形报废。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是提供一种可以适用于压水堆核电站中的非能动余热排出系统，能够大幅度较小热交换器的尺寸，并改善热交换器传热管的应力状况，降低制造难度和整体造价的翅片管热交换器。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种翅片管热交换器，其置于核电站非能动余热排除系统的换料水箱中，包括“C”形立式管束、支撑和固定所述换热管束的防振条，所述“C”形立式管束其由若干根“C”形换热管构成，所述“C”形立式管束内设置有若干个防振条布置区；所述防振条布置区内布置有圆柱形防振条。
所述“C”形换热管周向设置有沿轴向均匀间隔延伸的翅片。
所述防振条包括水平防振条和竖直防振条；
所述水平防振条设置在“C”形换热管的水平间隙内，所述竖直防振条设置在“C”形换热管的竖直间隙内；所述水平防振条与竖直防振条均与所述“C”形换热管。
本发明的能降低压水堆核电站中非能动余热排出系统中热交换器的制造成本和难度，有效减少运行中热交换器传热管的应力集中情况，并降低传热管束约束与传热管锈实的概率，从而降低传热管束变形失效的风险。
附图说明
图1为应用于非能动余热排出系统中的热交换器示意图；
图2为本发明一种翅片管热交换器在管束水平区域内防振条布置区域的局部示意图；
图3为本发明一种翅片管热交换器在管束竖直区域内防振条布置区域的局部示意图。
图中：1-入口封头，2-热交换器管板，3-热交换器框架，4-“C”形立式管束，401-管束水平区域，402-管束竖直区域，403-“C”形换热管，404-翅片，5-防振条布置区，501-水平防振条，502-竖直防振条，6-出口封头。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
如图1所示，压水堆核电站非能动余热排出热交换器设于换料水箱中，其包括上部的入口封头1、下部的出口封头6和连接上下封头的“C”形立式换热管束4；所述“C”形立式换热管束4包括若干个不同大小的“C”形换热管，该若干个“C”形换热管
管束由多排防振条固定，防振条允许管子做轴向伸缩，以吸收管子热膨胀。投入使用后其管程内介质为一回路冷却剂，管外侧为换料水箱中的常温水，投入后换料水箱的换料水逐渐升温直至沸腾。
本发明一种翅片管热交换器，其置于核电站非能动余热排除系统的换料水箱中，包括“C”形立式管束4、支撑和固定所述换热管束的防振条，其特征在于：
所述“C”形立式管束4包括管束水平区域401和管束竖直区域402，其由若干根“C”形换热管403构成，所述“C”形换热管403周向焊接有沿轴向均匀间隔延伸的翅片404；可以采用T型翅片管作为“C”形换热管403；所述管束水平区域401和管束竖直区域402均设置有若干个防振条布置区5；
所述防振条分别布置在管束水平区域401和管束竖直区域402的防振条布置区5内；所述防振条包括水平防振条501和竖直防振条502，该水平防振条501和竖直防振条502均为圆柱结构；所述水平防振条501设置在“C”形换热管403的水平间隙内，并与形成所述水平间隙的“C”形换热管403接触；所述竖直防振条502设置在“C”形换热管403的竖直间隙内，并与形成所述竖直间隙的“C”形换热管403接触。
本发明一种翅片管热交换器可以在更小的尺寸下满足投入初期的自然对流换热要求，同时当T型翅片管外侧的换料水进入饱和沸腾后，其翅片结构能将沸腾换热系数提高2-5倍；同时采用圆柱形防振条对“C”形换热管403进行约束，并对布置的位置进行优化，由于管子与防振条间变为点接触，故其锈蚀导致管子无法轴向位移的概率会大大降低，而优化后防振条布置位置，能允许管子更多的弹性变形，从而降低管子的应力水平，同时由于T型翅片管本身抗磨蚀能力较强，故可以降低对防振条的安装精度要求从而降低制造难度。
Claims (3)
1.一种翅片管热交换器，其置于核电站非能动余热排除系统的换料水箱中，其特征在于：包括“C”形立式管束、支撑和固定所述换热管束的防振条，所述“C”形立式管束其由若干根“C”形换热管构成，所述“C”形立式管束内设置有若干个防振条布置区；所述防振条布置区内布置有圆柱形防振条。
2.按照权利要求1所述的热交换器，其特征在于：所述“C”形换热管周向设置有沿轴向均匀间隔延伸的翅片。
3.按照权利要求1所述的热交换器，其特征在于：所述防振条包括水平防振条和竖直防振条；
所述水平防振条设置在“C”形换热管的水平间隙内，所述竖直防振条设置在“C”形换热管的竖直间隙内；所述水平防振条与竖直防振条均与所述“C”形换热管。
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| CN103868371A CN103868371A (zh) | 2014-06-18 |
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| CN1104321A (zh) * | 1993-10-20 | 1995-06-28 | 法玛通公司 | 热交换器管的防震锁定装置及应用 |
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| CN203024614U (zh) * | 2012-12-10 | 2013-06-26 | 中国核动力研究设计院 | 一种翅片管热交换器 |
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2012
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Also Published As
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