CN105841134A - 一种小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，包括：下部支撑板；初级分离器；所述初级分离器设置于中间支撑板上；所述下部支撑板位于初级分离器之下；次级分离器；所述次级分离器的入口和所述初级分离器的出口区域，通过圆弧隔板与连接环形成封闭结构以实现与外部水空间隔离。本发明提供的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，通过特殊结构设计规划装置内流域，保证在尺寸限制下仍能完成分离任务。
Description
技术领域
本发明涉及核反应堆的蒸汽发生器设计领域，具体涉及一种小型模块化反应堆的蒸汽发生器汽水分离装置。
背景技术
核反应堆中，蒸汽发生器是将一回路冷却剂的热量传递给二回路水，并使二回路水产生蒸汽的重要设备。汽水分离装置是蒸汽发生器的重要部件之一，主要由初级分离器和次级分离器组成，初级分离器的作用是将管束区产生的汽水混合物中的蒸汽与水分离，得到湿度较高的蒸汽，次级分离器的作用是将从初级分离器分离出来的蒸汽进一步去除水分，从而得到湿度满足要求的干饱和蒸汽，以满足汽轮机的正常运行。
小型模块化紧凑式反应堆对于蒸汽发生器有了进一步的要求：不仅直径及高度不能超过限定值，蒸汽发生器的蒸汽品质也需严格满足使用要求，这对小型堆的汽水分离装置设计有了诸多限制：一方面要求其尺寸小，结构紧凑，另一方面要求功能上不能弱化其分离性能，保证合格的蒸汽品质。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置。
小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置包括：
下部支撑板；
初级分离器；所述初级分离器设置于中间支撑板上；所述下部支撑板位于初级分离器之下；
次级分离器；所述次级分离器的入口和所述初级分离器的出口区域，通过圆弧隔板与连接环形成封闭结构以实现与外部水空间隔离。
优选地，所述次级分离器为至少两个；所述至少两个次级分离器分为两组并分布于所述初级分离器的两侧。
优选地，还包括平面隔板，将所述平面隔板与所述圆弧隔板相连以形成围筒，所述围筒用以将二次侧水隔开，当设备倾斜一定角度后，所述围筒限制二次侧水进入所述初级分离器内。
优选地，所述中间支撑板上设有疏水口和通气通道，分离出的水经所述疏水口排到分离器外筒外面的水空间。
优选地，所述次级分离器出口区域设置挡板，挡板与上封头实现干燥后蒸汽与外部水的隔离。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，通过特殊结构设计规划装置内流域，保证在尺寸限制下仍能完成分离任务。
2、本发明提供的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，其结构与反应堆整体功率与尺寸要求相关联，可以应用于特定的反应堆结构或其它蒸汽发生装置中。
3、本发明提供的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，改进了目前大尺寸汽水分离装置，使其能应用于小型紧凑式反应堆结构，同时保证在结构紧凑前提下分离性能不受太大影响：
(1)为保证汽轮机长期正常工作，蒸汽发生器出口蒸汽品质须得到保证，因此在汽水分离器装置空间尺寸受限情况下，初级分离器及次级分离器需保持良好的工作条件及工作性能；
(2)当小型反应堆用于海洋工况时，避免由于设备倾斜引起水位波动而导致的汽水分离装置淹没。
附图说明
图1为符合本发明优选实施例的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置的结构示意图。
图2为符合本发明优选实施例的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置布置图。
图3为符合本发明优选实施例的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置布置图
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置包括：
下部支撑板1；
初级分离器3；所述初级分离器3设置于中间支撑板2上；所述下部支撑板1位于初级分离器3之下；
次级分离器4；所述次级分离器4的入口和所述初级分离器3的出口区域，通过圆弧隔板14与连接环8形成封闭结构以实现与外部水空间隔离。次级分离器4即为干燥器。
优选地，所述次级分离器4为至少两个；所述至少两个次级分离器分为两组并分布于所述初级分离器3的两侧。
优选地，还包括平面隔板6，将所述平面隔板6与所述圆弧隔板14相连以形成围筒，所述围筒用以将二次侧水隔开，当设备倾斜一定角度后，所述围筒限制二次侧水进入所述初级分离器内。
优选地，所述中间支撑板2上设有疏水口10和通气通道13，分离出的水经所述疏水口10排到分离器外筒外面的水空间。
初级分离器3对称布置于中间支撑板2上，且初级分离器3通过焊接方式安装在下部支撑板1上，初级分离器3外围安置隔板6、14，隔板间以及隔板与下部支撑板1间均通过焊接方式保证密封性，起到隔离汽水混合物的作用，同时在中间支撑板2区域开设疏水孔10和通气通道13。次级分离器4出口区域，通过挡板9与上封头5实现与外部水空间的隔离。
汽水分离器出口处，圆弧隔板14以及钩状隔板7通过焊接方式限制出口流动区域，其中圆弧隔板14延伸至上封头5处，并与上封头5焊接，次级分离器4对称布置于初级分离器3两侧，并用连接环8固定位置，连接环8与次级分离器4、上封头5以及圆弧隔板14采用焊接连接，确保未经干燥的汽水混合物无法溢出汽水分装置。
根据分离需求确定初级分离器个数和次级分离器的窗口面积，考虑到小型堆可能存在工作过程中设备倾斜状态，根据不同方向倾斜程度的不同进行分离器排布，整体布置近似椭圆。
蒸汽发生器二次侧汽水混合物离开管束后，汽水混合物经初级分离器3进行粗分离，分离出的饱和水通过中间支撑板处2的疏水孔10排出，经粗分离之后的汽水混合物受到初级分离器出口隔板14与次级分离器4上方连接环8的限制保留于汽水分离装置内部，并在钩状隔板7的导流作用下，先向上运动，再翻过钩状隔板7进入次级分离器4，在此过程中，混合物的流态逐渐均匀，使进入次级分离器4的流体速度均匀，有利于次级分离器4的二次分离。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，通过特殊结构设计规划装置内流域，保证在尺寸限制下仍能完成分离任务。
2、本实施例提供的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，其结构与反应堆整体功率与尺寸要求相关联，可以应用于特定的反应堆结构或其它蒸汽发生装置中。
3、本实施例提供的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，改进了目前大尺寸汽水分离装置，使其能应用于小型紧凑式反应堆结构，同时保证在结构紧凑前提下分离性能不受太大影响：
(1)为保证汽轮机长期正常工作，蒸汽发生器出口蒸汽品质须得到保证，因此在汽水分离器装置空间尺寸受限情况下，初级分离器及次级分离器需保持良好的工作条件及工作性能；
(2)当小型反应堆用于海洋工况时，避免由于设备倾斜引起水位波动而导致的汽水分离装置淹没。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对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，倘若本发明的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，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，其特征在于，包括：
下部支撑板；
初级分离器；所述初级分离器设置于中间支撑板上；所述下部支撑板位于初级分离器之下；
次级分离器；所述次级分离器的入口和所述初级分离器的出口区域，通过圆弧隔板与连接环形成封闭结构以实现与外部水空间隔离。
2.如权利要求1所述的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，其特征在于，所述次级分离器为至少两个；所述至少两个次级分离器分为两组并分布于所述初级分离器的两侧。
3.如权利要求1所述的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，其特征在于，还包括平面隔板，将所述平面隔板与所述圆弧隔板相连以形成围筒，所述围筒用以将二次侧水隔开，当设备倾斜一定角度后，所述围筒限制二次侧水进入所述初级分离器内。
4.如权利要求1所述的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，其特征在于，所述中间支撑板上设有疏水口和通气通道，分离出的水经所述疏水口排到分离器外筒外面的水空间。
5.如权利要求1所述的小型反应堆蒸汽发生器汽水分离装置，其特征在于，所述次级分离器即干燥器，次级分离器出口设置挡板，挡板与上封头实现干燥后蒸汽与二次侧水的隔离。
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