CN1044280C - 回流式蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

一种回流式蒸汽发生器，其能确保初次回路的流体和二次回路的流体间的热传递，它由压力外壳构成，外壳内有一具有一顶板和装有一组由初次流体穿流的管束的汽化围舱，发生器有让二次流体进入的装置，使其在围舱环流的装置以及将在其环流时由其产生的蒸汽吸出的装置，蒸汽干燥装置安在顶板与吸出装置间，其包括由固定在管形支柱第一端的多个旋流器组成的回旋分离器，其第二端固定在顶板上与围舱连通，分离器可拆地固定在顶板上。

Description

回流式蒸汽发生器

本发明涉及一种用于核电站的具有可拆卸回旋分离器的回流式蒸汽发生器或锅炉。

在一个加压水核反应堆中，从反应堆中流出的热水(一次回路水)被送入一个热交换器，即蒸汽发生器中，在其中它将其热传递给另一循环水路(二次回路)而不直接接触反应堆中的水。二次回路水在热交换期间化成蒸汽用以供应一个涡轮机。

这样一种蒸汽发生器通常由一个高度很大的抗压外壳构成，在其中放置有一个第二围舱(或汽化围舱)包围着一组由加压的一次回路水穿流而过的管束。二次回路在蒸汽发生器中通常是在后者的上部接受供应水的。这馈入的水在由汽化围舱的底部进入围舱之前，流向蒸汽发生器的底部，而处在汽化围舱的外部，以便接触管束而被蒸发。

一种其中蒸汽成份逐渐增多的水和蒸汽混合体向上流入汽化围舱，从所述围舱的上部流出进入蒸汽发生器的汽包，汽包位于汽化围舱的上部内和外壳的上部之间。

汽包内设置有分离水和蒸汽的的装置，使蒸汽在从发生器中放出前先予以干燥。这种装置通常包括一个位于汽化围舱的出口处并由多个回旋分离器所组成的第一阶段，其中大部份的水由离心作用去除。它还包括一个放置在第一阶段之上且例如由人字形板所组成的第二阶段。

回旋分离器是固定在管形支柱端头上的螺旋形偏转圆筒管，管形支柱又固定在汽化围舱的顶板上并与后者相连通。来自汽化围舱的水和蒸汽混合体在回旋分离器中进行第一次分离之前先流经管形支柱。在通常的操作中，管形支柱一部分浸没在二次水中。

为了增进分离器的性能特性和更好地利用汽包内可用的容积，最好使用小直径的回旋分离器。然而旋流器直径的减小会陪伴着其数量的增加。例如，对于一个发热量为1000兆瓦(MW)在75巴(bar)操作的蒸汽发生器必须具有120至140个200毫米直径的分离器。此外，为了在蒸汽发生器内的回路或蓄水区中考虑到电动机的负载，必须将汽包内二次水的自由水位固定在管束之上大约2或3米的地方。由于旋流器必须放置在这个高度之上，连接旋流器与汽化围舱顶板的管形支柱必须具有相当的高度。

回旋分离器，不论是每个旋流器单独固定到焊接在汽化围舱顶板上的管形支柱的端头上还是多个旋流器固定在围舱顶板上的一个大直径的管形支柱的端头上(参看FR-A-2480905)，都会对维修造成问题。因而，这样一组分离器使得维修或检查时不容易接近不同的旋流器。

本发明的目的在于提出一种可拆卸的回旋分离器以克服这种缺点。

作为回旋分离器可拆卸的结果，本发明的另一个方面就是允许接近汽化围舱的顶板。这意味着设置一个大的活板门以便能够接近管束中管子的弯曲部份。

本发明因此涉及一种回流式的蒸汽发生器，其能确保在一次回路中环流的流体和在二次回路中环流的流体之间的热传递，它由一个压力外壳构成，该外壳内包括有一个具有一块顶板和装有一组由一次流体穿流的管束的汽化围舱，发生器具有容许二次流体进入的装置，允许其在汽化围舱内环流的装置以及可将在所述环流其间由二次流体产生的蒸汽吸出的装置，蒸汽干燥装置安置在汽化围舱顶板与蒸汽吸出装置之间。所述干燥装置包括有由固定在管形支柱的第一端头上的多个旋流器组成的回旋分离器，管形支柱的第二端头被固定在汽化围舱的顶板上与所述汽化围舱相连通，其特征在于回旋分离器可拆卸地固定在汽化围舱的顶板上。

每个管形支柱有利地包括一个与汽化围舱顶板连成一体的基座和一个其一端可拆卸地固定在所述基座上的间隔管，间隔管的另一端固定在至少一个旋流器上。所述基座可以具有一个非常有限的长度，并且甚至能减少成为一个与管束外壳的顶板连成一体的凸缘。

最好是，旋流器能可拆卸地固定在管形支柱上。可拆卸的紧固件可以是卡箍的形式，这样可以很快地装配和拆卸。

蒸汽发生器可以具有将回旋分离器分开的装置，所述支承装置固定在汽化围舱的顶板上。支承装置和回旋分离器可以具有辅助元件，这些元件可在所述回旋分离器装配期间导引所述回旋分离器。它们可以包括一根用以接受所述分离器的操纵工具的接受柱。

汽化围舱的顶板有利地配置有一个活板门，该门可容许一个人通过。

下面将参照附图对本发明一个非限制性实施例予以详细描述，其中：

图1是现有技术蒸汽发生器的直立截面图。

图2是单独观察的本发明回旋分离器的透视图。

图3是用于本发明回旋分离器的可拆卸紧固件。

图4是根据本发明的一个蒸汽发生器上半部的直立截面图。

图5是在回旋分离器装配或拆卸操作时相当于图4的视图。

图6是根据本发明的用于蒸汽发生器内的回旋分离器的支承结构的透视图。

图7是根据本发明的蒸汽发生器内汽化围舱顶板的一部分的平面图。

图1是一幅轴向截面图，显示出一个蒸汽发生器或锅炉，其抗压的外壳1在其较小直径的下半部份内包含有一个由多个倒立U字形弯管组成的管束2。加压水在这些管子内穿流，该加压水形成一次环流一部份，并由加热管隔板3下面的一个进口4流入蒸汽发生器。加压水穿流在管束2的管子中，然后在加热管隔板3的下面流回以便经过开口5流出。

管束2被一个第二层外壳6所包围，直至邻近其下部处，第二层外壳6构成汽化围舱，围舱内二次水与馈入水的混合体与管束2相接触，管束2为来自反应堆芯的高温水所穿流，围舱6内水面上升时逐渐地蒸发。汽包的最高部分处设置有一个开口7用于将蒸汽排放至涡轮机。

一个图中未显示的馈入水供应装置可使二次水水位8在蒸汽发生器内维持在管束2之上和旋流器10之下的一定距离处，旋流器10通过管形支柱与汽化围舱6的顶部相通。这些管形支柱被焊接在汽化围舱6的顶板9上，允许与所述围舱的内部相通。二次水与馈入水混合体首先流入外壳1和围舱6之间的空隙以便到达所述围舱的下端。

在旋流器10的出口处，已经除去其大部份夹带水的蒸汽进入由挡板组成的第二分离器12使蒸汽在通过开口7排出之前得到一次更彻底的干燥。

图1清楚地显示出管形支柱11很难接近，在那里大量的管形支柱并列地排在一起，因而使所述支柱的装配维护及修理工作相当困难。同样情况，蒸汽发生器这部份的构成包括通过焊接方式进行的大量的装配和固定工作。

图2中的回旋分离器20包括一个旋流器21，一根间隔管22和一个基座23。卡箍24,25可以保证分别在旋流器21和间隔管22之间，及在间隔管22与管基座之间的可拆卸固定。旋流器21的下部具有四个定位销26，它们焊接在旋流器体上并被彼此安排成相对于旋流器轴心成90°夹角。

图3以截面图形式显示出管形支柱的下部，该管形支柱将一个旋流器连接到汽化围舱顶板9上。可以看到管基座23进入顶板9内并以在汽化围舱内侧的焊缝27焊接在顶板上。基座23用卡箍25可拆卸地固定到间隔管22上。这种卡箍可以是市场上以商标CEFILAC出现的那种类型的可拆卸连接件。它是由一个接头的两个终端件28,29(分别焊接在间隔管22和基座23上)和一个标号为30的铰接套圈所组成。

图4显示出装置在汽化围舱6的顶板9上的回旋分离器20。可以看到用于馈入水的进口13，其上连接有供应环14。外壳1上开有两个孔15、16可以容许一个人进入到达位于两个水-汽分离装置之间的区域。

为了对有数米高的回旋分离器20提供一个优良的维持作用，设置了一个结合有一个格栅31的支承结构，它本身由与顶板9连成一体的立柱32使其与顶板9隔开一段距离。如图4中所示，支承格栅31位于旋流器的下部，与定位销26齐平。此支承结构还可以结合有一根中央立柱33和数个梯子34，使一个人可以进入孔15或16中之一个以便下降至支承格栅31和至汽化围舱顶板9处。

图5说明了在外壳1部份或全部排空后对回旋分离器所进行的装配或拆卸工作。将紧接在支承格栅31下面的卡箍24松开使在所述格栅上的工作人员17可以用装在中央立柱上的操作工具将一个旋流器21除下。在下降到汽化围舱顶板9时，该工作人员可以松开下卡箍25并除下间隔管22。

图6显示整个支承结构。其中可以看到在前述附图中已经说明的各元件，如格栅31、立柱32、中央立柱33和梯子34。支承格栅31具有蜂巢结构。它是由多个用于接纳旋流器下部的空腔35构成，所述空腔机械地相互连结以形成格栅31。定位销26(见图4)使回旋分离器在空腔内对准中心。

朝向支承结构外面的对接头36径向地将该结构保持在蒸汽发生器的外壳之内。

格栅31还支承着与立柱32大致对齐安置的上立柱37，在上立柱上固定有一个环38。该环位于检修孔15和16(见图4)的平面之下使梯子34可以固定在其上，以及可将搁板放置就位使工作人员可以行动以检查回旋分离器的头部。它还支承着对接头39以径向地将该结构维持在蒸汽发生器的外壳之内。

图7相当于图4中的Ⅶ-Ⅶ截面。因此从中可看到间隔管22的截面和在其它地方详细显示的下卡箍25。在图1中所示的那部份汽化围舱顶板9具有一个活板门40，其使一个人可以到达围舱的内部。在此实施例中的活板门40支承着12个管形支柱基座并具有大约为1平方米的表面面积。它可以用连接螺钉固定在顶板9上。

因此，只需要将相当于活板门40的12个间隔管卸下并且还可以将相应的旋流器卸下，该活板门位于顶板9的边缘处并接近梯子34，以便能将活板门移开。装在中央立柱上的操作工具(滑轮组，臂)可以用来抬起活板门。

本发明的结果是能够将间隔管的重量减轻至不到20公斤以便能以人工搬运。这对拆卸是一个非常重要的优点，因为它允许部份拆卸。

在拆卸第一个旋流器或开始的几个旋流器时，可能没有足够的空间保证将它们斜置以便将它们从蒸汽发生器中取出。在这种情况下，支承结构可以有一个临时的旋流器推放处，以便在它们被斜置的位置处留出足够的空间。

可用人工搬运间隔管使得间隔管的拆卸和重新装配独立于旋流器的拆卸和重新装配，旋流器于是可以支承在支承格栅上。在这例子中，在被转过来和从检修孔中拉出之前可以用人力在汽化围舱的顶板上和在梯子的区域移动。这样就有可能拆卸掉间隔管而不需拉出旋流器，使其仍可留在原位。

Claims (8)

1．一种回流式蒸汽发生器，其能确保在一次回路中环流的流体和在二次回路中环流的流体之间的热传递，其由一个压力外壳(1)构成，所述外壳(1)内包括有一个具有一块顶板(9)和装有一组由一次流体穿流的管束的汽化围舱(6)，所述发生器具有容许二次流体进入的装置，使流体在所述汽化围舱(6)内环流的装置以及将在所述环流期间由所述二次流体产生的蒸汽吸出的装置(7)，所述蒸汽干燥装置安置在所述汽化围舱(6)的所述顶板(9)与所述蒸汽吸出装置(7)之间，所述干燥装置包括有由多个固定在管形支柱的第一端头上的旋流器组成的回旋分流器，所述管形支柱的第二端头被固定在所述汽化围舱的所述顶扳上与所述汽化围舱相连通，其特征在于，每一个管形支柱包括一个与所述汽化围舱(6)的所述顶板(9)成一整体的基座(23)和一个间隔管(22)，所述间隔管(22)由其两端头之一以可拆卸的方式固定到所述基座(23)上，所述间隔管的另一端头则固定到至少一个旋流器上。

2．如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述旋流器(21)可拆卸地安装在所述管形支柱(22)上。

3．如权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述可拆卸的紧固件由卡箍(24,25)构成。

4．如权利要求3所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述蒸汽发生器包括用以支承所述回旋分离器的支承装置，所述支承装置固定在所述汽化围舱的所述顶板上。

5．如权利要求4所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述支承装置和所述回旋分离器具有辅助元件(35,26)，所述元件容许在所述回旋分离器装配期间导引所述回旋分离器。

6．如权利要求5所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述回旋分离器的所述支承装置上安装有一个环(38)和多个对接头(36)，使得在蒸汽发生器的外壳上可以有径向固定的结构。

7．如权利要求6所述的蒸汽发生器，其特征在于，所述支承装置还包括一个用以接受所述回旋分离器的操作工具的接受柱(33)。

8．如前述权利要求中任一项所述的蒸汽发生器，其特征在于所述汽化围舱顶板上设置有一个可容许一个人通过的活板门(40)。

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