CN105921300A - 一种旋流式喷雾器 - Google Patents

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曹雄
丁志伟
李煜
王振锋
周立新
周良富
薛新宇
孔伟
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Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
    • B05B1/341—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
    • B05B1/3415—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet with swirl imparting inserts upstream of the swirl chamber

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Abstract

本发明提供一种旋流式喷雾器，包括喷雾器壳体和旋水芯；所述喷雾器壳体设有内腔；所述旋水芯安装在所述喷雾器壳体的内腔的上部；所述旋水芯设有多个螺旋槽流道。本发明提供的旋流式喷雾器，流量大、压差小，结构简单可靠，综合喷雾性能好，用于将冷却水雾化，适用于CAP1400压水堆核电厂的稳压器。

Description

一种旋流式喷雾器
技术领域
本发明涉及核工程稳压器喷雾，具体涉及一种旋流式喷雾器。
背景技术
喷雾器是压水堆核电厂稳压器的重要部件，其主要功能是将过冷水雾化为数量众多的按一定尺寸分布的液滴，雾化液滴与稳压器内部的饱和蒸汽换热，使饱和蒸汽冷凝后汇入稳压器内液态水中，从而降低系统压力，确保核电厂的安全运行。CAP1400非能动核电厂中，反应堆冷却系统的驱动力为主泵的扬程，实际分配给喷雾器的自然压差较小，而所需喷雾流量较大。另外，喷雾器的喷雾角，颗粒度，雾量分布均匀性等喷雾性能直接影响稳压器的容积设计和核电厂运行中的压力响应及动态品质。
不仅压水堆核电厂中，在喷雾冷却、工业生产中，对流量大、压差小，结构简单可靠，综合喷雾性能好的喷雾器也具有广泛的需求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种旋流式喷雾器。
旋流式喷雾器包括喷雾器壳体和旋水芯；所述喷雾器壳体设有内腔；所述旋水芯安装在所述喷雾器壳体的内腔的上部；所述旋水芯设有多个螺旋槽流道。
优选地，所述喷雾壳体的内腔的上部为旋水芯室，下部为涡流室；所述旋水芯通过过渡配合安装在所述旋水芯室中；所述涡流室的直径小于所述旋水芯室的直径，形成一个台阶，用于旋水芯的轴向限位。
优选地，所述喷雾壳体的下端设有喷口；所述喷口与所述涡流室之间设有一段锥形过渡段；流体在所述涡流室混合后经所述锥形过渡段收缩加速再进入所述喷口；所述喷口的出口处有倒角，用于改善喷雾角。
优选地，所述喷雾器壳体的上端为喷雾器入口，通过管螺纹与稳压器连接。
优选地，所述喷雾器壳体的上端设计为六角结构，方便喷雾器拆卸。
优选地，所述旋水芯呈圆柱状。
优选地，所述螺旋槽流道为均匀分布的螺旋线型流道。
优选地，所述旋水芯中央为锥芯体，呈圆台形；所述锥芯体的大端位于小端的下方。
优选地，所述锥芯体的中心设有中孔作为补充流道；所述中孔的下端具有扩口倒角。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的旋流式喷雾器，流量大、压差小，结构简单可靠，综合喷雾性能好，用于将冷却水雾化，适用于CAP1400压水堆核电厂的稳压器。
2、本发明提供的旋流式喷雾器，通过适当调整旋水芯结构参数或喷口相关参数，可形成喷雾性能指标相近，流量压差特性不同的同系列喷雾器产品。
3、本发明提供的旋流式喷雾器经多次喷雾性能试验验证，其结构合理，使用可靠，压力适应能力强，喷雾性能良好。
4、本发明提供的旋流式喷雾器除作为CAP1400核电厂稳压器的专用部件外，其结构形式和设计理念，还可以用于设计其他核电堆型的稳压器喷雾器或其他喷淋用部件。同时，完全可以应用于消防，化工等民用喷淋部件。
附图说明
图1为符合本发明优选实施例的旋流式喷雾器的示意图。
图2为符合本发明优选实施例的旋水芯的三维轴测图。
图3为图2所示结构的俯视图。
图4为图2所示结构的主视图。
图5为图4所示结构的A-A剖面图。
图6为符合本发明优选实施例的旋流式喷雾器用于CAP1400核电厂稳压器额定工况时雾量分布图(34.5kPa)(其中横坐标表示离喷口轴线的距离，纵坐标表示雾量)。
图7为符合本发明优选实施例的旋流式喷雾器流量与压差关系曲线(喷雾性能试验测定)。
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1-5所示，旋流式喷雾器包括喷雾器壳体1和旋水芯2；所述喷雾器壳体1设有内腔；所述旋水芯2安装在所述喷雾器壳体的内腔的上部；所述旋水芯2设有多个螺旋槽流道7。
优选地，所述喷雾壳体1的内腔的上部为旋水芯室4，下部为涡流室5；所述旋水芯2通过过渡配合安装在所述旋水芯室4中；所述涡流室5的直径小于所述旋水芯室，形成一个台阶，用于旋水芯2的轴向限位。
优选地，所述喷雾壳体的下端设有喷口6；所述喷口6与所述涡流室5之间设有一段锥形过渡段；流体在所述涡流室混合后经所述锥形过渡段收缩加速再进入所述喷口6；所述喷口6的出口处有倒角，用于改善喷雾角。
优选地，所述喷雾器壳体的上端为喷雾器入口3，通过管螺纹与稳压器连接。
优选地，所述喷雾器壳体的上端设计为六角结构，方便喷雾器拆卸。
优选地，所述旋水芯2呈圆柱状。优选地，所述螺旋槽流道7为均匀分布的螺旋线型流道。流道面积大，流阻小，故流量大，压力适应能力强。通过导程角、槽深、槽宽的合理设计，雾化颗粒度小，雾量分布均匀性较好。
所述旋水芯中央为锥芯体8，呈圆台形；所述锥芯体8的大端位于小端的下方。优选地，所述锥芯体8的中心设有中孔9作为补充流道；所述中孔的下端具有扩口倒角。这些结构针对性的改善了颗粒度和雾量分布均匀性，喷雾呈实心圆锥状，雾量分布基本上是沿喷口轴线对称分布。
在本实施例中，喷雾器壳体1和旋水芯2由不锈钢材料制成。旋水芯螺旋槽数为6，旋水芯高度为74mm，直径为喷雾器壳体总长度为340mm，喷口长度为70mm，喷口直径为
喷雾器具体工作原理如下：喷雾器安装至螺纹连接管(冷却水入口)后，液体由喷雾入口3进入，通过旋水芯2时，在旋水芯室4进行加旋，之后在涡流室5内混合，获得动量矩，并经过锥形过渡段的收缩加速，在喷口6的轴线方向形成空气涡流，使液体在喷口6形成薄的液膜，与空气相互作用产生雾化，最终形成实心锥形喷雾。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的旋流式喷雾器，流量大、压差小，结构简单可靠，综合喷雾性能好，用于将冷却水雾化，适用于CAP1400压水堆核电厂的稳压器。
2、本实施例提供的旋流式喷雾器，通过适当调整旋水芯结构参数或喷口相关参数，可形成喷雾性能指标相近，流量压差特性不同的同系列喷雾器产品。
3、本实施例提供的旋流式喷雾器经多次喷雾性能试验验证，其结构合理，使用可靠，压力适应能力强，喷雾性能良好。
4、本实施例提供的旋流式喷雾器本旋流式喷雾器除作为CAP1400核电厂稳压器的专用部件外，其结构形式和设计理念，还可以用于设计其他核电堆型的稳压器喷雾器或其他喷淋用部件。同时，完全可以应用于消防，化工等民用喷淋部件。
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 (9)

1.一种旋流式喷雾器，其特征在于，包括喷雾器壳体和旋水芯；所述喷雾器壳体设有内腔；所述旋水芯安装在所述喷雾器壳体的内腔的上部；所述旋水芯设有多个螺旋槽流道。
2.如权利要求1所述的旋流式喷雾器，其特征在于，所述喷雾壳体的内腔的上部为旋水芯室，下部为涡流室；所述旋水芯通过过渡配合安装在所述旋水芯室中；所述涡流室的直径小于所述旋水芯室的直径，形成一个台阶，用于旋水芯的轴向限位。
3.如权利要求2所述的旋流式喷雾器，其特征在于，所述喷雾壳体的下端设有喷口；所述喷口与所述涡流室之间设有一段锥形过渡段；流体在所述涡流室混合后经所述锥形过渡段收缩加速再进入所述喷口；所述喷口的出口处有倒角，用于改善喷雾角。
4.如权利要求1所述的旋流式喷雾器，其特征在于，所述喷雾器壳体的上端为喷雾器入口，通过管螺纹与稳压器连接。
5.如权利要求1所述的旋流式喷雾器，其特征在于，所述喷雾器壳体的上端设计为六角结构，方便喷雾器拆卸。
6.如权利要求1所述的旋流式喷雾器，其特征在于，所述旋水芯呈圆柱状。
7.如权利要求1所述的旋流式喷雾器，其特征在于，所述螺旋槽流道为均匀分布的螺旋线型流道。
8.如权利要求1所述的旋流式喷雾器，其特征在于，所述旋水芯中央为锥芯体，呈圆台形；所述锥芯体的大端位于小端的下方。
9.如权利要求8所述的旋流式喷雾器，其特征在于，所述锥芯体的中心设有中孔作为补充流道；所述中孔的下端具有扩口倒角。
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