CN104324556B - 一种核电站蒸汽发生器中的波形汽水分离板及干燥器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种核电站蒸汽发生器中的波形汽水分离板及干燥器，包括具有若干个曲折角的波形状板，波形状板多层布置在蒸汽发生器干燥器中，蒸汽沿该波形状板波延伸方向一端的蒸汽进入端向另一端的蒸汽输出端流动；还包括沿波形状板波延伸方向固定在波形状板两侧的若干个疏水钩板；疏水钩板包括至少一个平整部分和一个钩状部分，平整部分与波形状板板面固定，至少一个钩状部分与波形状板留有间隙；沿波形状板波延伸方向的并位于波形状板同侧的两个相邻的疏水钩板的相邻钩部之间留有间隙。本发明可以有效提高工质临界流速和汽水分离效率。

Description

一种核电站蒸汽发生器中的波形汽水分离板及干燥器
技术领域
本发明涉及压水堆核电站领域，具体涉及一种核电站蒸汽发生器中的波形汽水分离板及干燥器。
背景技术
蒸汽发生器（以下简称SG）是核电厂采用的主要设备。为得到干度满足要求的蒸汽，SG在传热管束顶端至蒸汽出口间依次布置有汽水分离器和干燥器。其中，干燥器一般采用内置波形汽水分离板的多个板盒形成的结构进行汽水分离。
波形汽水分离板的汽水分离原理为：湿蒸汽在波形汽水分离板构成的通道里作曲线运动，在惯性力、蒸汽的阻力或曳力、重力和浮力等力的共同作用下，蒸汽中的部分液滴将附着在波形汽水分离板上形成水膜并被疏水沟收集，水膜靠自重不断向下流动并汇聚后排出。
衡量波形汽水分离板性能的重要参数为分离效率及临界流速。分离效率及临界流速越高，单块波形汽水分离板允许的蒸汽入口湿度和负荷就越高，即应对相同的分离要求，可以减少波形汽水分离板数量和干燥器体积，从而减小SG设备尺寸。在一定的入口流动条件下，波形汽水分离板的分离效率及临界流速由其结构决定。目前的波形汽水分离板的分离效率不是很高，因此亟待一种具有更高汽水分离效率的波形汽水分离板应用于干燥器中。
发明内容
本发明的要解决的技术问题是提供一种核电站蒸汽发生器中的波形汽水分离板，其具有更高汽水分离效率和工质临界流速，同时本发明提供一种应用该波形汽水分离板的干燥器。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种核电站蒸汽发生器中的波形汽水分离板，包括具有若干个曲折角的波形状板，所述波形状板多层布置在蒸汽发生器干燥器中，蒸汽沿该波形状板波延伸方向一端的蒸汽进入端向另一端的蒸汽输出端流动；
还包括沿所述波形状板波延伸方向固定在波形状板两侧的若干个疏水钩板；所述疏水钩板包括至少一个平整部分和一个钩状部分，所述平整部分与所述波形状板板面固定，所述至少一个钩状部分与波形状板留有间隙；沿所述波形状板波延伸方向的并位于波形状板同侧的两个相邻的疏水钩板的相邻钩部之间留有间隙。
所述波形状板包括位于其两端并与所述波形状板波延伸方向平行的平板结构，还包括连接所述两端平板结构的由7～9个曲折角形成的波形结构。
两个相邻的疏水钩板的相邻钩部之间留有间隙的距离为为疏水宽度，所述疏水宽度为4mm～12mm。
所述曲折角处的波形状板板面与所述波形状板波延伸方向的锐角夹角为30°～32°。
所述相邻两个曲折角沿所述波形状板波延伸方向的距离为半波长，所述半波长为16mm～25mm。
所述曲折角为7个。
从蒸汽进入端开始的第一个曲折角至蒸汽输出端的半波长分别为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7，并且L7<L1<L2<L3=L5<L6=L4。
从蒸汽进入端至蒸汽输出端的位于波形状板一侧的疏水宽度为w1、w3、w5、w7，另一侧的疏水宽度为w2、w4、w6，并且w5=w6>w1>w2=w4>w3>w7。
一种应用于核电站蒸汽发生器中的干燥器，包括若干个板盒，所述板盒为长方体结构，其包括长、宽、高三个方向，板盒中设置了多层彼此沿长方向均匀间隔并沿高方向竖立的波形汽水分离板，所述波形汽水分离板的波形延伸方向沿着宽方向；
所述波形汽水分离板包括具有若干个曲折角的波形状板，所述波形状板多层布置在蒸汽发生器干燥器中，蒸汽沿该波形状板波延伸方向一端的蒸汽进入端向另一端的蒸汽输出端流动；
还包括沿所述波形状板波延伸方向固定在波形状板两侧的若干个疏水钩板；所述疏水钩板包括至少一个平整部分和一个钩状部分，所述平整部分与所述波形状板板面固定，所述至少一个钩状部分与波形状板留有间隙；沿所述波形状板波延伸方向的并位于波形状板同侧的两个相邻的疏水钩板的相邻钩部之间留有间隙。
所述板盒为12个，其中6个板盒搭接成呈“*”形状，其他6个板盒围绕并固定在所述呈“*”形状的6个板盒外围并呈正六边形状。
本发明一种核电站蒸汽发生器中的波形汽水分离板及干燥器，可以有效提高工质临界流速和汽水分离效率。
附图说明
图1为核电站蒸汽发生器结构示意图；
图2为核电站蒸汽发生器中干燥器的顶面示意图；
图3为核电站蒸汽发生器中干燥器板盒的局部剖面图；
图4为本发明一种应用于核电站蒸汽发生器中干燥器的波形汽水分离板顶面示意图；
图5为本发明一种应用于核电站蒸汽发生器中干燥器的波形汽水分离板侧面示意图；
图6为本发明一种应用于核电站蒸汽发生器中干燥器的波形汽水分离板的波形状板板面与波形状板延伸方向的锐角夹角示意图；
图7为本发明一种应用于核电站蒸汽发生器中干燥器的波形汽水分离板的波形状板的半波长示意图；
图8为本发明一种应用于核电站蒸汽发生器中干燥器的波形汽水分离板的同侧相邻两个疏水钩板形成的疏水口宽度示意图；
图中，1-蒸汽发生器，101-压力容器，102-汽水分离器，103-干燥器，104-蒸汽出口，105-给水环，106-二次冷却水入口，107-管束，108-一次冷却水进入腔室，109-一次冷却水输出腔室，110-一次冷却水入口，111-一次冷却水出口，2-板盒，201-穿孔，202-波形通道，3-波形汽水分离板，301-波形状板，302-疏水钩板，303-定距块，4-蒸汽进入端，5-蒸汽输出端。
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。
图1中，示出了一种蒸汽发生器的示例，该蒸汽发生器1包括管束107，该管束107被设置在压力容器101内侧的下部，并且被浸没在二次冷却水中。管束107被制成倒置的U形，其一个端部以流体连通方式连接在一次冷却水进口腔室108上，而另外一个端部以流体连通方式连接在一次冷却水输出腔室109上，所述一次冷却水进入腔室108通过一次冷却水入口110与反应堆热管段连通，所述一次冷却水输出腔室109通过一次冷却水出口111与反应堆冷管段连通。多个离心式汽水分离器102被设置在压力容器101内侧的上部，位于管束107的上方，尤其是位于盛装在压力容器101中的二次冷却水的表面上方。一个干燥器103被设置在汽水分离器102的上方，在该干燥器103上应用了本发明的波形汽水分离板。
高温的一次冷却水被供送至一次冷却水进入腔室108中，该一次冷却水已经在核反应堆中被反应堆堆芯加热。一次冷却水通过管束107从一次冷却水进入腔室108流向一次冷却水输出腔室109。相反，二次冷却水通过二次冷却水入口106和给水环105被导入压力容器101内管束107的四周，其中，二次冷却水入口106被设置在压力容器101上。在一次冷却水流过管束107的过程中，通过与一次冷却水进行热交换，盛装在压力容器101中的二次冷却水被加热。由此，由二次冷却水产生出蒸汽。
图2示出了干燥器103的顶视图，其包括12个板盒2，其中6个板盒2搭接成呈“*”形状，其他6个板盒2围绕上述呈“*”形状的6个板盒2外围，大致呈正六边形状；
图3示出了所述板盒的局部剖面，所述板盒2为长方体结构，其包括长、宽、高三个方向，即L方向、H方向、W方向；板盒2中设置了多层彼此沿L方向均匀间隔并沿H方向竖立的波形汽水分离板3，所述波形汽水分离板3的波形延伸方向沿着W方向；
如图4、图5所示，相邻两层波形汽水分离板3之间由点焊在沿W方向的波形汽水分离板3两端并沿H方向间隔布置的多个定距块303间隔并限位，从而形成了沿W方向的多个波形通道。通过与一次冷却水进行热交换而产生出的蒸汽S，流过设置在板盒侧面的多个穿孔201以及由波形汽水分离板3之间形成的波形通道，并且从相对侧流出。在蒸汽S流过波形通道202的过程中，包含于蒸汽S中的液滴被分离出来，返回到压力容器101内盛装有二次冷却水下部区域。
本发明的应用于蒸汽发生器干燥器的波形汽水分离板，多层布置在蒸汽发生器干燥器内的蒸汽进入端4和蒸汽输出端5之间，包括由若干个曲折角形成的波形状板301，沿所述波形状板301波延伸方向固定在波形状板301两侧的若干个疏水钩板302；
所述疏水钩板302包括至少一个平整部分和一个钩状部分，所述平整部分与所述波形状板301板面点焊固定，所述至少一个钩状部分较所述波形状板301板面翘起而不与波形状板301接触；沿所述波形状板301波延伸方向的并位于波形状板301同侧的两个相邻的疏水钩板302的相邻钩部之间的距离为疏水宽度，所述疏水宽度选取范围为4mm～12mm；
所述曲折角为7～9个；
所述曲折角处的波形状板301板面与所述波形状板301波延伸方向的锐角夹角d的选取范围为30°～32°；
所述相邻两个曲折角沿所述波形状板301波延伸方向的距离，即所述波形状板301的半波长为16mm～25mm；
如图4至图8所示，具体地示出了所述波形状板301有7个曲折角，其两端为了便于限位固定为与所述波形状板301波延伸方向平行的平板结构；并且图中示出了三种不同形状的疏水钩板302，蒸汽进入端的疏水钩板302包括2个平整部分和1个钩状部分；蒸汽输出端的疏水钩板302包括一个平整部分和1个钩状部分；波形状板301处于由7个曲折角形成的波形区域时，所述疏水钩板302包括1个平整部分和2个钩状部分；如图7所示，从蒸汽进入端4开始的第一个曲折角至蒸汽输出端的半波长分别为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7，并且L7<L1<L2<L3=L5<L6=L4；如图8所示从蒸汽进入端4开始至蒸汽输出端5开始的位于波形状板301同侧的疏水宽度为w1、w3、w5、w7，另一侧的疏水宽度为w2、w4、w6，并且w5=w6>w1>w2=w4>w3>w7；这样的设计有利于靠近蒸汽进入端4的大液滴的收集和疏水，和靠近蒸汽输出端5的小液滴的收集和疏水，从而更好的实现干燥器汽水分离和干燥蒸汽的功能。

Claims (1)

1.一种核电站蒸汽发生器中的波形汽水分离板，其特征在于：包括具有若干个曲折角的波形状板，所述波形状板多层布置在蒸汽发生器干燥器中，蒸汽沿该波形状板波延伸方向一端的蒸汽进入端向另一端的蒸汽输出端流动；
还包括沿所述波形状板波延伸方向固定在波形状板两侧的若干个疏水钩板；所述疏水钩板包括至少一个平整部分和一个钩状部分，所述平整部分与所述波形状板板面固定，所述至少一个钩状部分与波形状板留有间隙；沿所述波形状板波延伸方向的并位于波形状板同侧的两个相邻的疏水钩板的相邻钩部之间留有间隙；所述波形状板包括位于其两端并与所述波形状板波延伸方向平行的平板结构，还包括连接所述两端平板结构的由7～9个曲折角形成的波形结构；两个相邻的疏水钩板的相邻钩部之间留有间隙的距离为疏水宽度，所述疏水宽度为4mm～12mm；所述曲折角处的波形状板板面与所述波形状板波延伸方向的锐角夹角为30°～32；所述相邻两个曲折角沿所述波形状板波延伸方向的距离为半波长，所述半波长为16mm～25mm；
所述曲折角为7个；
从蒸汽进入端开始的第一个曲折角至蒸汽输出端的半波长分别为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7，并且L7<L1<L2<L3＝L5<L6＝L4；
从蒸汽进入端至蒸汽输出端的位于波形状板一侧的疏水宽度为w1、w3、w5、w7，另一侧的疏水宽度为w2、w4、w6，并且w5＝w6>w1>w2＝w4>w3>w7；
包括若干个板盒，所述板盒为长方体结构，其包括长、宽、高三个方向，板盒中设置了多层彼此沿长方向均匀间隔并沿高方向竖立的波形汽水分离板，所述波形汽水分离板的波形延伸方向沿着宽方向；
所述波形汽水分离板包括具有若干个曲折角的波形状板，所述波形状板多层布置在蒸汽发生器干燥器中，蒸汽沿该波形状板波延伸方向一端的蒸汽进入端向另一端的蒸汽输出端流动；
还包括沿所述波形状板波延伸方向固定在波形状板两侧的若干个疏水钩板；所述疏水钩板包括至少一个平整部分和一个钩状部分，所述平整部分与所述波形状板板面固定，所述至少一个钩状部分与波形状板留有间隙；沿所述波形状板波延伸方向的并位于波形状板同侧的两个相邻的疏水钩板的相邻钩部之间留有间隙；所述板盒为12个，其中6个板盒搭接成呈“*”形状，其他6个板盒围绕并固定在所述呈“*”形状的6个板盒外围并呈正六边形状。
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