CN105980772B - 具有管对准孔口的蒸汽发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热传递系统,其包括:腔,其被构造成用以从初级侧流体向多个热传递管提供诸如进给水的次级侧流体;以及管片材,其联接到多个热传递管。孔口板安装在腔内,并且与管片材相邻地定位,一个或多个孔口装置由孔口板支撑并且被构造成用以插入到多个热传递管中或抵靠多个热传递管密封。一个或多个孔口装置可以包括中心流量孔口,和/或矩形或螺旋形过渡台阶环形流量孔口,多个过渡台阶部插入到多个热传递管中可以确定热传递系统中的次级侧流体的对应压降。

Description

具有管对准孔口的蒸汽发生器
相关申请的声明
本申请要求2013年12月26日提交的美国临时申请No.61/921,027和2014年4月16日提交的非临时申请No.14,254,729的优先权。
技术领域
本申请涉及动力生成领域,包括被涉及成用以生成蒸汽和/或电力的热传递系统。
背景技术
发电厂具有多种不同的设计和尺寸。较大规模的发电厂可以用来向大的地理区域提供电力,而较小的发电厂可以用来向局部区域或制造工厂提供电力。除了提供电力,发电厂还可以用于无数种附加的或不同的目的,从淡化海水到产生用于医疗目的的核同位素。相似地,能够获得的各种类型的发电厂覆盖了宽范围的技术,例如包括天然气发电、燃煤和各种类型的核电。
许多这些发电厂之间的一个共同特征在于能量产生的形式为热。产生的热最终用来将水转换为蒸汽。当产生电力是期望的目标时,蒸汽可以用来使涡轮运转。无论是何热源,热传递系统可以用来将发电场产生的热传递到水,然后水可以转换为蒸汽。包括多个管的热交换器可以用来在循环通过反应器芯部的初级冷却剂和转换为蒸汽的次级冷却剂之间交换热。在某些系统中,被反应器芯部加热的相同的冷却剂可以循环通过管。
通过利用机械、气动或液压装置使管的一部分在管片材内滚动膨胀以提供不泄露的接头,管可以摩擦或压力配合到管片材。管还可以焊接到管片材。对于次级冷却剂在管内沸腾的管,可以在次级冷却剂(进给水)入口处设置孔口或流量限制装置,以获得次级流量稳定性。孔口装置可以焊接到管的端部,例如焊接在入口处。焊接安装技术可能使得难以在安装之后对管进行检查。另外,热传递系统的大量孔口装置中的一个或多个在发电厂的安装、维护、检查和/或操作期间可能变得不对准,导致妨碍冷却剂流过管、不可接受量的旁路泄漏、压降和/或其它不对准并发问题。
本申请应对这些和其它问题。
发明内容
本文公开了一种示例性的管对准孔口系统,其包括:腔,其被构造成用以向多个热传递管提供次级冷却剂和/或进给水;以及管片材,其联接到多个热传递管。孔口板可以安装在腔内,并且与管片材相邻地定位,一个或多个孔口装置可以由孔口板支撑并且被构造成用以插入到多个热传递管中。一个或多个孔口装置可以包括螺旋形过渡台阶部,螺旋形过渡台阶部插入到多个热传递管中的插入深度可以确定热传递系统中的进给水的对应压降。
本文公开一种示例性的设备,其包括:接纳构件,该接纳构件用于接纳进给水源;以及联接构件,该联接构件用于将接纳构件流体地联接到多个热传递管,所述多个热传递管包括第一热传递管和第二热传递管。该设备还可以包括孔口构件,该孔口构件用于至少部分地基于孔口构件的插入深度来改变容纳在第一热传递管中的进给水的压力。通过将孔口构件相对于安装构件重新定位可以改变第一热传递管中的进给水的压力,直到与第一热传递管相关的流量和/或热传递速率大致等于与第二热传递管相关的流量和/或热传递速率。
本文公开了一种示例性的安装管对准孔口系统的方法,其可以包括与管片材相邻地安装孔口板。多个热传递管可以联接到管片材,并且多个热传递管可以被构造成用以传送流体。可以使附接到孔口板的第一孔口装置旋转,其中第一孔口装置的旋转可以引起第一孔口装置在第一热传递管中的第一插入深度。可以至少部分地基于第一插入深度来确定第一热传递管中的流体的压力。相似地,可以使附接到孔口板的第二孔口装置旋转到第二热传递管中的第二插入深度,并且可以至少部分地基于第二插入深度来确定第二热传递管中的流体的压力。第二插入深度可以大于第一插入深度。改变第一热传递管和第二热传递管中的流体的压力可以产生通过所述多个热传递管的大致均匀的流量和/或大致均匀的热传递速率。
从以下参考附图进行的详细说明中,本申请的上述例子将会变得更加容易理解。
附图说明
图1示出了示例性的蒸汽发生系统。
图2示出了示例性的蒸汽发生系统,其包括与多个腔操作性地联接的热传递管。
图3示出了示例性的蒸汽发生系统的端视图。
图4A示出了示例性的腔的俯视图。
图4B示出了示例性的管片材的正前视图,其与图4A的腔相关联。
图5示出了蒸汽发生系统的另一个例子。
图6A示出了插入到管片材中的管。
图6B示出了在图6A的管片材内已经塑性地变形的管。
图7示出了与管片材连接的热传递管。
图8示出了示例性腔的横截面图,指示出了进给水的流动方向。
图9示出了操作者至少部分地位于图8的示例性腔内。
图10示出了示例性的管片材的横截面图。
图11示出了示例性的管对准孔口系统的横截面图。
图12示出了示例性的管对准孔口系统。
图13示出了示例性的管对准孔口系统的放大横截面图。
图14示出了示例性的管对准孔口系统的放大局部俯视图。
图15示出了示例性的孔口板。
图16示出了安装管对准孔口系统的示例性的过程。
图17示出了示例性的孔口板,其与多个热传递管相邻地安装。
图18示出了示例性的孔口板,其与管片材相邻地安装。
图19示出了示例性的孔口附接系统,其包括多个安装板。
图20示出了将孔口装置固定在安装板中的四个示例性方法。
图21示出了弹簧加载的附接机构,其倒置以将孔口装置附接到安装板。
图22示出了示例性的过程,其包括用于孔口装置的移除、安装和/或重新安装操作。
图23示出了另一个示例性的过程,其包括用于孔口装置的移除、安装和/或重新安装操作。
具体实施方式
本文所公开的或参考本文的各种例子可以与美国专利申请No.11/941,024、美国专利申请No.12/939,957和美国专利申请No.13/451,759中一个或多个申请的特征一致地或结合地操作,这些专利申请全文以引用的方式并入本文。
图1示出了示例性的蒸汽发生系统100,其被构造成与动力模块50一起操作。动力模块50可以包括定位在反应器容器20内的反应器芯部5。在某些例子中,反应器芯部5可以包括核反应器以及多个控制杆,这些控制杆被构造成用以控制反应器芯部5内的裂变速率。在其它例子中,动力模块50可以被构造成用以操作为气电发电厂或燃煤发电厂或者与气电发电厂或燃煤发电厂一起操作。
圆柱形或胶囊形的包含容器10可以围绕反应器容器20。反应器容器20和包含容器10之间的体积或包含空间可以部分地或完全地被抽空,以减少从反应器容器20到外部环境的热传递。反应器容器20外侧的部分真空可以用来减少包含空间内可燃气体的存在和/或提供用于反应器容器20的热隔绝。在其它例子中,反应器容器20和包含容器10之间的体积可以至少部分地填充有气体和/或流体,该气体和/或流体可以增加反应器容器20和包含容器10之间的热传递。
反应器容器20可以被构造成用以容纳流体45,例如水,该流体可以包括硼或其它类型的添加剂。在某些例子中,流体45可以包括容纳在反应器容器20内的初级冷却剂,在动力模块50操作期间,该初级冷却剂被反应器芯部5加热。箭头15表示的初级冷却剂的向上运动可以由加热过程引起,使得初级冷却剂由于强制对流和/或自然循环而向上行进通过立管柱30,并且穿过和/或通过蒸汽发生系统100的一个或多个热交换器,例如第一热交换器41和第二热交换器42。一个或多个热交换器41、42可以被构造成用以在初级冷却剂向下朝向反应器容器20的底部行进(如箭头25所示)时从初级冷却剂吸收热。在到达反应器容器20的底部部分之后,与反应器芯部5的进一步接触可能导致初级冷却剂的额外的加热,并且导致初级冷却剂的上述循环继续穿过和/或通过一个或多个热交换器41、42。
蒸汽发生系统100和/或一个或多个热交换器41、42可以包括布置成圆柱形形状的多个管。在某些例子中,管可以布置成缠绕立管柱30的上部部分的多个螺旋圈。
反应器容器20内的初级冷却剂可以保持处于大于大气压力的操作条件,从而允许初级冷却剂保持高温而不蒸发(即沸腾)。蒸汽发生系统100可以包括次级冷却剂,例如水和/或进给水。当一个或多个热交换器41、42内的次级冷却剂的温度由于从初级冷却剂传递的热而增大时,次级冷却剂可能开始沸腾。当开始沸腾时,蒸发的冷却剂或蒸汽13可以从一个或多个热交换器41、42行进,以驱动一个或多个涡轮31、32,所述涡轮可以被构造成用以将蒸汽13的热势能转换为电能。蒸汽发生系统100可以被构造成用以冷凝蒸汽13,并且使进给水17返回到一个或多个热交换器41、42。
在某些例子中,例如在加压反应器中,蒸汽13和进给水17可以包括蒸汽发生系统100中的次级冷却剂,该次级冷却剂与作为初级冷却剂在反应器容器20中循环的流体45保持隔绝,使得次级冷却剂和初级冷却剂不能够彼此混合或者彼此直接接触。在其它例子中,例如在沸水反应器中,反应器容器内的冷却剂可以沸腾并产生蒸汽,该蒸汽循环通过蒸汽发生系统。
蒸汽发生系统100可以包括一个或多个上部腔37以及一个或多个下部腔47。下部腔47可以定位在一个或多个热交换器41、42的输入端口处。在某些例子中,下部腔47可以包括与热传递管流体地联接的管片材。上部腔37可以靠近第一水平平面定位,例如平面11A(图2),该平面与立管柱30的上部部分相交。在某些例子中,一个或多个上部腔37可以包括管片材,该管片材向下面向第二水平平面,例如平面11B(图2),该平面位于第一水平平面下方。下部腔47可以靠近第二水平平面定位,该平面与立管柱30的下部部分相交。在某些例子中,一个或多个下部腔47可以包括管片材,该管片材向上面向第一水平平面。
图2示出了示例性的蒸汽发生系统200,其包括与多个腔(例如下部腔47A和上部腔37A)操作地联接的热传递管43。热传递管43可以被构造成若干层紧密地间隔开的管。在某些例子中,热传递管43可以在下部腔47A和上部腔37A之间螺旋地延伸。上部腔37A可以定位在第一平面中,例如第一平面11A,下部腔可以定位在第二平面中,例如第二平面11B。第一平面11A可以与第二平面11B平行。下部腔47A和/或上部腔37A可以绕蒸汽发生系统200间隔开90度的间距。四个上部腔37A示出为与四个下部腔47A沿竖向对准;然而,在某些例子中,上部腔37A可以相对于下部腔47A旋转偏移(例如45度)。在本文中可以想到不同数量的腔(例如,两个上部腔和两个下部腔)以及不同程度的偏移(例如,90度)。
图3示出了示例性的蒸汽发生系统的端视图,例如图2的蒸汽发生系统200。四个腔220示出为绕与X-Z平面垂直的中心轴线以大约90度的间距间隔开。X-Z平面可以对应于或平行于一个或多个平面11A、11B和11C(图2)。例如,中心轴线(或y轴,图2)可以相对于位于反应器芯部上方的壳体或立管(例如图1的立管柱30)的纵向中心线取得。同心层的热传递管210示出为围绕立管30。
一个或多个热传递管210可以起始于下部腔和/或终止于上部腔。相对于螺旋热传递管设计,某些热传递管210可以绕立管30沿逆时针方向盘绕,而其它的热传递管210可以绕立管30沿顺时针方向盘绕。在某些例子中,相继层的热传递管210可以绕立管30沿交替和/或相反的反向盘绕。
图4A示出了示例性的腔320的俯视图。腔320可以包括具有穿孔350的管片材330,该穿孔被构造成用以联接到蒸汽发生器的各个管。穿孔350可以以各种不同的构造进行布置,例如管片材330上的同心弧和/或一系列行。这些行的形状可以是弓形的或曲线的。在某些例子中,这些行可以是大致线性的。每一行中的穿孔350的数量可以从与管片材330的内边缘250靠近或相邻的每行穿孔的较小数量增加到与管片材330的外边缘260靠近或相邻的每行穿孔的较大数量。
在某些例子中,与内边缘250附近或相邻处的穿孔密度相比,在外边缘260附近或相邻处可以具有较大密度的穿孔(例如,基于每单位面积的穿孔数量)。内边缘250可以对应于腔320的与立管柱255相邻的部分,外边缘260可以对应于腔320的与反应器容器(例如图1的反应器容器20)的壁265相邻的部分。
图4B示出了示例性的腔和管片材的正前视图,例如图4A的腔320和管片材330。管片材330可以包括:立管柱边缘335,其位于腔320的最靠近立管柱(例如立管柱30(图1))的一侧上;以及反应器容器壁边缘340,其位于腔320的最靠近反应器容器(例如反应器容器20(图1))的一侧上。在某些例子中,管片材330可以包括大致平坦表面,多个穿孔穿过该大致平坦表面形成。穿孔可以布置成与多个热传递管相对应的多个行和/或列。热传递管可以至少在联接到管片材330的点处布置成多个行和/或列。
与管片材330相关的行和/或列的数量可以显著大于简化的图示中所示的数量。在某些例子中,管片材可以包括二十个或更多个行和/或列的穿孔,具有对应数量的热传递管。
尽管管片材330示出为具有大致平行的、相对的侧面,但是某些例子的管片材可以包括两个或更多个不平行的侧面。位于管片材330的一侧上的穿孔的数量可以小于位于相对侧上的管的数量,以允许管片材成锥形。例如,外侧行的管片材可以包括大约二十二个穿孔,而内侧行可以包括大约十七个穿孔;但是本文中可以想到任何行中具有更多或更少的穿孔。锥形的管片材的重量可以小于形成为平行四边形的相似尺寸的管片材的重量。
在某些例子中,管片材330可以看作是在大致水平平面中取向。管片材330中的穿孔可以类似地看作是沿着与水平平面基本上垂直的方向和/或沿着与管片材330的表面/面基本上垂直的方向大致面向上或面向下。在某些例子中,管片材330的表面可以大致平行于一个或多个水平平面,例如图2的平面11A、11B和11C。
其它示例性的管片材可以看作是在大致竖直平面中取向,使得对应的穿孔将被看作是大致面向反应器容器的左手侧或右手侧。在某些例子中,管片材的表面可以大致垂直于一个或多个水平平面,例如图2的平面11A、11B和11C。
图5示出了蒸汽发生系统16的另一个例子。蒸汽发生系统16可以包括一个或多个蒸汽发生器和/或腔。在某些例子中,一个或多个一体的管片材/腔(ITP),例如下部ITP 20,可以被构造成用以接纳进给水,一个或多个上部ITP 34、36可以被构造成用以将蒸汽传送到涡轮。下部和上部ITP可以安装到热壳体18,例如反应器容器的立管、柱和/或环形物。蒸汽发生系统16可以定位在压力容器中,例如图1的包含容器10和/或反应器容器20。ITP可以包括一个或多个管片材。例如,第一管片材可以定位在腔的第一侧上,第二管片材可以定位在腔的第二侧上。
下部ITP 20示出为包括第一侧20A和第二侧20B。在一个例子中,第一侧20A可以包括第一管片材,而第二侧20B可以包括第二管片材。下部ITP 20可以包括弧形、圆形或椭圆形形状。下部ITP 20包括沿竖直方向取向的主轴27,其中第一和第二侧20A和20B示出为定位在主轴27的相对侧上。在某些例子中,一个或多个管片材20A、20B可以形成椭圆形的ITP。第一和第二管组23、24可以在主轴27的相对侧上流体地联接到下部ITP 20。第二下部ITP(未示出)可以设置在壳体18的与下部ITP 20相对的第二侧上。相似地,第二下部ITP也可以包括第一和第二侧,如上所述。
第一组热传递管23可以流体地联接到下部ITP 20的第一侧20A。第二组热传递管24可以流体地联接到下部ITP 20的第二侧20B,与第一组热传递管23相对。多个管可以利用改变绕中心轴线的数量或旋转而形成,以便在管的位置从内侧列过渡到外侧列时使得管的长度变化最小化。
管的路径还可以进行调节,以有助于使得管的长度变化最小化。热传递管的螺旋角可以变化,以引起对应线圈的不同径向位置。管具有基本上相等的长度可以促进恒定的压降和通过每个管/组的相等的流体流量,并且还可以使得均衡压力损失和/或流量重新分布的需要最小化。另外,将管构造为线圈可能导致液体被扔向管的外侧并由此更加靠近围绕的过热初级冷却剂,因此可以促进将进给水更加有效地转换为蒸汽。
穿过反应器芯部5(图1)并且向上穿过壳体18内部的初级冷却剂可以向下循环返回至围绕壳体18的外侧,与相对于图1所述的类似,并且经过热传递管23、24、26。通过热传递管的十字形布置的特性,初级冷却剂在热传递管23、24、26附近和之间的流动可以呈瀑布状地经过交替的管,以方便形成通过蒸汽发生系统16的一致且均匀的流量。初级冷却剂的流动可以引起次级冷却剂流过热传递管23、24、26,以加热并转变成蒸汽,如上所述。通过使热传递管卷绕,针对给定的轴向圆筒,可以增大管的表面积,以便使得从初级冷却剂到次级冷却剂的热传递最大化。
管组23、24的初始区段可以以比线圈的中间部分陡的角度连接到下部ITP 20,以便在下部ITP上提供足够的间隙。管组23、24还可以包括具有较浅角度的部分,以使较陡角度部分偏移,从而减小各个线圈的螺旋角之间的差。椭圆形的ITP可以允许热传递管的水平和竖直附接。虽然上部和下部ITP大致描述/示出为沿基本上竖直方向取向,但是其它例子包括使ITP沿基本上水平方向取向。
图6A示出了插入到管片材65中的管60。管60可以包括至管60的内表面67测量的内半径R1。另外,管片材65可以包括通孔,该通孔具有半径R2。管60的内半径R1可以小于通孔的半径R2。管60的外表面64可以配合在通孔中,使得管60可以插入到管片材65中。到管60的外表面的半径可以正好稍稍小于半径R2。当将管60连接到管片材65时,管60的下端部62可以通过通孔插入,直到其伸出到管片材65的相对侧之外。
图6B示出了在图6A的管片材65内塑性地变形之后的管60。气动或液压工具可以放置到管60中,然后进行操作以压靠管60的内表面67。当内表面67延伸到半径R3之外时,外表面64还可以延伸到通孔的围绕壁中,以与管片材65形成密封。管60的变形的区段的半径R3可以大于管60的其余部分的内半径R1,使得塑性变形之后在管60的内表面67中可能存在轻微的鼓包。例如,半径R3可以为大约0.525英寸,内半径R1可以为大约0.515英寸。为了避免摩擦密封或压配合的失效,管60的伸出部分可以密封焊接,以确保不泄露的连接。
图7示出了与管片材75连接的热传递管70。管桩部76可以与管片材75或ITP一体地形成。管70的下端部78可以连接到桩部76。在一个例子中,到管70的内壁77测量的管70的内半径RT可以等于到管片材75的内壁74测量的管片材75的通孔的内半径RS。下端部78可以焊接到桩部76,以便将热传递管70流体地连接到管片材75。
在管70连接到管片材75之后,通孔可以形成穿过管片材75和管70两者的、具有均匀半径的连续通道。为了简化图示起见,管片材75示出为包括单个桩部76,然而,应当理解,管片材75可以包括类似于桩部76的多个桩部。
图8示出了热传递系统80,示出了示例性的腔87的横截面图,示出了进给水的流动方向。可以包括次级冷却剂的、通过进给管线进入腔87的进给水17通过箭头示出为流过腔87并进入多个或成束的热传递管,例如图7的热传递管70。腔87可以被构造成用以提供热传递管和进给水17和/或主蒸汽喷嘴之间的过渡。在用于热传递系统80的管的安装期间或之后,可以借助于进入端口83而进入腔87。
尽管仅仅示出了一个腔,但是热传递系统80可以包括两个或更多个腔。在某些例子中,四个下部腔可以定位成靠近包含容器的下部部分,四个上部腔可以定位成靠近包含容器的上部部分。另外,腔可以在两个或更多个热传递系统之间进行划分。
多个热传递管可以经由管片材85流体地联接到腔87。在某些例子中,管片材85可以与腔87一体地形成。尽管管片材85示出为定位在大致水平平面中,但是其它示例性的管片材可以在其它平面中取向,包括竖直平面。相似地,管片材85在各个例子中可以是基本上平坦的或弯曲的。参考图1和5,腔87可以定位在蒸汽发生器的底部处或附近,例如分别由腔47和腔20示出。
在某些例子中,管流量限制孔口可以安装在管片材85的表面处,在该表面处,次级流动进入热传递管。腔87可以在其上表面上包括一体的管片材,用来将热传递管附接到腔87。腔87的位于反应器压力壁外侧的部分可以包括圆柱形喷嘴,进给水管线附接到该喷嘴。
例如流量限制性移除/安装、管检查、次级侧化学清洁等的维护工作可以利用位于干燥坞中的包含容器和/或蒸汽发生器系统的上部部分来执行。在某些例子中,通过移除和/或脱开连接上部部分和下部部分的螺栓连接凸缘,包含容器的上部部分可以从包含容器的下部部分移除。包含容器和/或蒸汽发生器系统的上部部分的移除可以使得能够直接进入热传递管和/或进给喷嘴。
图9示出了操作者84至少部分地位于图8的示例性腔87内。通过从腔87移除进入端口83(图8),可以方便触及管片材85和/或一个或多个热传递管。在某些例子中,在不移除包含容器和/或蒸汽发生器系统的上部部分的情况下,可以移除进入端口83。
进入腔87的内部区域可以用来安装和/或移除入口流量限制孔口以及相关的定位和附接硬件,包括一个或多个孔口板(如本文进一步所述的)。基于腔87和进入端口83的尺寸和几何形状,操作者84能够进入腔87并在管片材85的区域中执行手动操作,例如以移除和安装流量限制器和附接硬件,以及执行任何必要的流量限制器安装检查。在某些例子中,腔87可以包括位于反应器压力容器和/或进入端口83处的内径为大约两英尺的圆筒,该圆筒可以渐缩到内端部附近的较小直径,在该内端部处,腔87穿透中心立管。
在某些例子中,针对所有孔口装置的移除和重新安装,可以形成16小时或更短的目标总持续时间,以便在孔口装置需要被移除以支持热传递管维护和/或检查的情况下使得对再加燃料运行中断的影响最小化。大多数(如果不是全部的话)维护活动,包括全管长度检查,可以在孔口装置就位的情况下执行。在某些例子中,可以移除某些或全部孔口装置以触及管的下端部,以用于管泄露测试和/或疑似管堵塞。
某些操作可以在移除和/或安装孔口装置之前完成,例如将反应器模块放置在干燥坞台上、排出热传递管、移除腔入口盖、定位相关的脚手架和/或平台、安装屏蔽件等。另外,所有的腔可以并行工作。
图10示出了示例性的管片材的局部横截面图,例如图8的管片材85,其操作地联接到多个示例性的热传递管,例如热传递管70。管片材85可以提供用以将进给水或次级冷却剂(确定为流体2)源接纳到热传递管70中的构件。一个或多个桩部96可以提供用以将管片材85流体地联接到包括热传递管70的第一管组的构件。热传递管70可以被构造成当过热的初级冷却剂,流体1,经过或越过热传递管70的外表面时用以将进给水转换为蒸汽。
管片材85的第一侧91可以与初级冷却剂流体1直接接触。管片材85的第二侧92可以与进给水或次级冷却剂流体2直接接触。管片材85可以被构造成用以保持处于管片材85的第一侧91上的初级冷却剂流体1。热传递管70可以焊接到或以其它方式联接到桩部96,以便保持初级冷却剂流体1与次级冷却剂流体2间隔开。在某些例子中,例如在流体1包括放射性或污染性材料的情况下或者在初级冷却剂流体1和次级冷却剂流体2的混合物可能导致不利的或可燃的反应的情况下,初级冷却剂流体1保持与次级冷却剂流体2隔绝。
初级冷却剂流体1可以被构造成用以在次级冷却剂流体2穿过热传递管70内的通道95时加热该次级冷却剂流体。虽然热传递管70的内表面99可以暴露于次级冷却剂流体2,但是热传递管70的外表面97可以暴露于初级冷却剂流体1。在某些例子中,初级冷却剂流体1和次级冷却剂流体2两者均可以包括加压水。初级冷却剂流体1的压力可以大于次级冷却剂流体2的压力。在某些例子中,初级冷却剂流体1的压力可以为次级冷却剂流体2的压力的接近四倍。
基于加压水反应器(PWR)的蒸汽发生器设计可以将热从初级冷却剂系统(加压水)传递到次级冷却剂。例如,行进通过热传递管70的次级冷却剂流体2可以被围绕的初级冷却剂流体1加热,使得次级冷却剂流体2沸腾、变得过热和/或形成蒸汽。沸腾和/或过热可以呈现与例如包括外部管沸腾的核反应器设计不同的操作条件。
热传递管之间的动态不稳定性(其特征可以为密度波振荡(DWO))可以源自于热传递管内的较重密度和较轻密度的流体的波以及使次级冷却剂流体2传播通过热传递管70的相应延迟。进入热传递管70的相对较冷的次级冷却剂流体2与离开热传递管70的相对较热的次级冷却剂流体2(例如作为低密度的蒸汽)之间的密度差可以触发沿着热传递管70的压降的瞬态分布中的延迟。压降的瞬态分布可能导致自持续震荡,具有反相位震荡的单相位和双相位压降。将DWO限制为可接受的(例如低的)水平的一种方式是在热传递管的入口处设置一个或多个孔口。
孔口89可以用来均衡并控制次级冷却剂流体2或进给水通过热传递管70的流量。孔口89的尺寸可以形成为使得通过每个热传递管的流量是彼此相似或相等的。例如,在没有孔口的情况下次级冷却剂流体2通过第一热传递管的第一流量81可以类似于或等于次级冷却剂流体2通过第二热传递管(包括入口孔口(例如孔口89))的第二流量82。相似地,孔口89的尺寸可以形成为使得到热传递管70内侧的流体的热传递对于每个热传递管而言是类似的或相等的。此外,孔口89的尺寸可以形成为用以降低背压或回流并由此稳定通过所有热传递管的流动。在其它例子中,两个或更多个热传递管可以包括不同尺寸的孔口,以便针对每个热传递管控制相应的流量和/或背压。对于某些或全部热传递管,可以包括诸如孔口89的孔口。在某些例子中,孔口89可以放置在管片材85内或者与管片材一体地制成。
孔口89可以用来降低次级冷却剂流体2的压力。在某些例子中,孔口89可以被构造成用以降低次级冷却剂流体2的压力,降低的量在100.0mmHg至300.0mmHg之间。降低和/或稳定次级冷却剂流体2的压力例如在核反应器模块的低动力操作期间可以有助于避免润湿蒸汽和干燥蒸汽之间的任何瞬间振荡,继而可以降低润湿蒸汽联接到一个或多个涡轮(例如涡轮31、32(图1))中的可能性。在某些例子中,孔口89和过冷的管入口区段两侧的组合压力损失可能超过双相位过热管区段两侧的压力损失。
对于每个热传递管,可以定位和/或附接入口流量限制孔口。入口流量限制孔口可以用来提供稳定的管内次级侧流量。另外,入口流量限制孔口可以被构造成用以在热传递系统以全功率操作期间实现指定的入口流量损失系数,以确保通过管的足够稳定的流动。在某些例子中,入口流量限制孔口可以在例如停机期间被移除和/或重新安装,以支持管维护操作。一般来讲,能够移除和/或进入热传递系统的入口流量限制孔口和入口喷嘴方便了热传递管和热传递系统的整个长度的检查。
通过将冷却剂引导流过圆柱形孔,中心孔口流量限制器可以提供流量限制,与热传递管的内径相比,该圆柱形孔具有减小的直径。在某些例子中,通过孔口板钻出的小孔口可以实现中心孔口流量限制,该孔口板可以压靠管片材的管端部或表面。在其它例子中,单独的孔口可以插入到每个管中或者靠着每个管端部安装。孔口装置可以与各个管对准,并且被构造成用以限制进入该管的流量。环形流量限制器可以包括插入到每个热传递管的中心中的实心装置,并且可以被构造成用以借助于将流动引导通过孔口装置和热传递管的内径之间的环形物和/或通过插入件的长度钻出的中心孔口而限制进入热传递管的冷却剂的流量。
中心孔口流动或环形流动概念的尺寸可以形成为实现期望的流量损失系数。然而,通过制造和组装公差以及操作变形,可以以根本不同的方式影响这两个概念。中心孔口流量限制器概念可能易受与公差和变形相关的旁通流动影响,该旁通流动允许以绕过期望的圆柱形孔口流动路径的方式流入到管中。在板和管端部之间或者在板和管片材之间泄露的流量可能绕过孔口并降低其效果。如果这些泄露流量板足够大,那么流量限制器可能不能够实现目标入口流量损失系数。另一方面,环形流量限制器可以被构造成用以提供单个流动路径,该流动路径通过装置和管的内径之间的环形物。
图11示出了示例性的管对准孔口系统1000的局部横截面图,其包括孔口板105。孔口板105可以安装在腔内,例如腔47、腔87、腔47A、腔320或腔20(图1-5和8),并且相邻于管片材,例如管片材95。例如,孔口板105可以定位在腔内和管片材95下方。孔口板105可以通过流体通道108与管片材95间隔开。流体通道108可以被构造成用以允许进给水17在孔口板105和管片材95之间流动。在某些例子中,孔口板105可以安装到管片材95。在其它例子中,孔口板105可以安装到围绕腔。
多个热传递管,例如第一热传递管71、第二热传递管72和第三热传递管73,可以配合、插入、附接和/或联接到管片材95。在某些例子中,热传递管(例如第一热传递管71)的下端部可以从管片材95延伸出来,使得第一热传递管71的下端部可以通过间隙106与孔口板105间隔开。间隙106可以被构造成用以允许进给水17流入到多个热传递管的一个或多个热传递管中。
一个或多个孔口装置,例如第一孔口101、第二孔口102和第三孔口103,可以配合、插入、附接和/或联接到孔口板105。在某些例子中,一个或多个孔口装置可以包括环形流量限制器。在其它例子中,一个或多个孔口装置可以包括中心流量限制器。第一孔口101可以被构造成用以插入到第一热传递管71中至插入深度H1。第二孔口102可以被构造成用以插入到第二热传递管72中至插入深度H2。相似地,第三孔口103可以被构造成用以插入到第三热传递管73中至插入深度H3。一个或多个孔口装置可以在变化的深度处插入到热传递管中。例如,插入深度H2可以大于插入深度H1,插入深度H3可以大于插入深度H1和插入深度H2两者。
例如由于不同长度的管、进给水17在管入口处的不同流量、以及每个管的其它热和/或机械差异,多个热传递管内的流量和/或压力可能固有地存在差别。孔口装置(例如第一孔口101)的插入深度可以是变化的,以单独地控制行进通过每个热传递管(例如第一热传递管71)的流体109的流量、热传递和/或压力。在某些例子中,孔口板105和管片材95之间的流体通道108的距离或尺寸可以是变化的,以改变一个或多个孔口装置的插入深度和/或改变与一个或多个热传递管相关的间隙,例如间隙106。例如,安装装置可以被构造成用以在管对准孔口系统1000的组装、维护和/或调节期间使孔口板105运动靠近或远离管片材95,由此相应地增大或减小流体通道108和/或间隙106的间距的尺寸。
孔口板105可以包括处于孔口装置中间的一个或多个流动通道,例如流动通道104。例如,流动通道104可以被构造成用以提供进给水17额外流动到多个热传递管。尽管流动通道104示出为比图示的孔口装置小,例如具有较小的直径,但是在某些例子中,孔口板105可以包括一个或多个流动通道,这些流动通过大于孔口装置和/或大于孔口装置所处的孔口板105中的孔。在其它例子中,流动通道与孔口装置所处的其它孔可以具有大致相同的尺寸。
在某些例子中,到管端部的进给流量可以包括进给水17通过孔口板105的流量和/或进给水17绕过孔口板105的流量。孔口板105可以被构造成例如经由一个或多个附接立柱上的间隔件而远离管片材95的表面大约0.5英寸。孔口板105和管片材95之间的间距可以被构造成用以允许进给水17的流量通过流体通道108和/或间隙106进入管。另外,该间距可以被构造成用以提供在进入管之前允许进行流量分配的体积。到管端部的基于流量的压降可以被最小化,以提供到管端部的均匀流量分配。
流动通道104可以包括处于每行孔口装置安装孔之间的流动孔,以允许从腔体积流过孔口板105。在某些例子中,流动通道可以包括直径为大约0.25英寸的流动孔。板支架可以进行调节,并且可以增加额外的流动孔或者流动孔的尺寸可以进行调节,以改变流过孔口板105的量和/或绕过孔口板105的流量。
热传递管的端部可以标称地延伸超过管片材95的表面。在某些例子中,热传递管的端部可以被加工到公共平面。在热传递管膨胀到管片材95的孔中的情形下,一个或多个热传递管的在管片材95内侧的内径可以大于在热传递管的伸出超过管片材95的部分中的内径。在某些例子中,热传递管的伸出超过管片材95的部分可以包括在膨胀到管片材的孔中之后可能稍稍扩大的内径。
孔口板105中的孔口可以匹配加工到管片材95中的管孔的构建位置,以增强孔口与相应热传递管的对准。使用坐标测量机、大气条件控制和/或精确钻孔设备可以用来在设计公差内再现管片材的孔在孔口板105上的位置。
在服务中可以执行孔口装置和相关的附接硬件的安装和移除,以提供用于对管-管片材焊接和/或热传递管的在管片材95中或附近的部分进行检查的入口。因为运行中断期间的时间可能是非常重要的,所以孔口装置和/或附接硬件应当能够在尽可能短的时间内进行安装或移除。孔口装置、附接硬件和孔口板105可以包括组件/组装的部件,该组件/组装的部件小于进入端口83(图8)并由此能够通过进入端口运动到腔中或者从腔中移出。在某些例子中,管片材95可以定位在腔的内表面的底部上方大约一英尺半处。另外,孔口装置可以延伸到相应的热传递管中,同时长度的一部分(例如若干英寸)可以保持在热传递管外侧,以适应孔口板105相对于管片材95的间距。
图12示出了示例性的管对准孔口系统1100,其包括孔口装置110,该孔口装置安装到示例性的孔口板115。在某些例子中,孔口装置110可以通过螺纹或螺钉连接到孔口板115的通孔中。例如,孔口装置110可以包括外部螺纹,该外部螺纹与孔口板115的内部螺纹匹配,以调节和/或固定孔口装置110相对于相邻的管片材(例如管片材95)的位置。在某些例子中,孔口装置110可以在孔口板115中转动一个或多个部分的或完整的周转,以增大或减小孔口装置110进入热传递管(例如热传递管111)的插入深度。固定装置(例如固定装置118)可以被构造成用以保持、锁定、固定、紧固或以其它方式维持孔口装置110相对于孔口板115的位置。例如,在安装管对准孔口系统1100之后,固定装置118可以被构造成用以防止孔口装置110在热传递系统操作期间无意中运动。
在安装、维护、调节和/或检查期间,固定装置118可以松动,以允许调节孔口装置110的位置。相似地,孔口装置110可以附接到孔口板115和/或从孔口板115移除。通过使孔口装置110相对于孔口板115旋转,孔口装置110可以插入到热传递管111的内部中,或者可以从热传递管111的内部收回。在某些例子中,通过将孔口板115从管片材95移除和/或断开和/或通过将孔口板115从围绕腔移除和/或断开,多个孔口装置可以全部一起收回。例如,一个或多个孔口装置(例如孔口装置110)和/或一个或多个孔口板(例如孔口板115)可以在热传递管的全长度检查期间运动和/或移除。相似地,通过将孔口板115安装和/或装配到管片材95和/或围绕腔,多个孔口装置可以全部一起插入到管片材95中。
可以对孔口装置110的插入深度进行增量调节,以获得不同的孔口压力损失和/或进给水17通过热传递管111的流量。进给水17可以通过位于热传递管111的内壁和孔口装置110之间的孔口入口112进入。进给水17可以流过位于热传递管111内的孔口通路114,并且作为旁通流量沿着孔口装置110的外表面流动。孔口通路114可以被构造成用以将孔口入口112与位于热传递管111内的孔口出口113流体地连接。在某些例子中,孔口通路114可以包括围绕孔口装置110的环形区域。
对准装置116可以设置在热传递管111内,以将孔口装置110在热传递管111中对准。例如,对准装置116可以被构造成用以使孔口装置110沿着热传递管111的大致纵向中心线对中,以提供用于进给水17的旁通流动的均匀孔口通路。对准装置116可以定位在孔口出口113附近的孔口装置110的端部处或附近。在某些例子中,在孔口装置110插入到热传递管111中之前,对准装置116可以附接到孔口装置110。
除了使孔口装置110在热传递管111内对中之外,对准装置116还可以被构造成用以使得可能出现的旁通泄漏流量最小化。在热传递管111的一部分在管片材95内膨胀的例子中,对准装置116的尺寸和/或构造可以形成为用以穿过热传递管111的下端部处的较小直径的入口,同时仍然足够大以便在安装位置中对热传递管111的膨胀部分提供足够的力,以有效地提供对中。
图10和/或11所示的孔口装置可以插入到热传递管中,或者可以被设计成抵靠热传递管的端部。在某些例子中,使用一个或多个安装板可以用来将孔口装置固定就位,而不会直接影响热传递管的端部。使用一个或多个一体化的安装板还可以方便孔口装置从腔的安装和/或移除。
图13示出了示例性的管对准孔口系统120的放大横截面图,其包括至少部分地定位在热传递管124中的孔口125。热传递管124示出为至少部分地定位在管片材95中,为了图示解释的目的示出了横截面。孔口125可以包括一个或多个外螺纹122,这些外螺纹可以被构造成用以提供热传递管124内的增量孔口压降。例如,每个外螺纹122可以提供单独的增量压降和/或压力过渡台阶部。外螺纹122可以在较短的距离上提供大量的过渡台阶部。针对每个过渡台阶部,在孔口125和热传递管124的内壁之间的环形物中可能出现增量压降,以提供流体109通过热传递管124的可变环形流动。在某些例子中,外螺纹122可以符合标准UNC-2A外粗糙螺纹紧固件(ASME Bl.1-2003)。在其它例子中,外螺纹122可以是定制设计的。外螺纹122可以是螺旋的。
外螺纹122可以是至少部分地基于螺纹角度126、螺纹深度127和螺纹节距129中的一个或多个而分类或识别的。相似地,孔口125可以通过除了孔口125的直径128和/或长度之外的螺纹分类进行识别。孔口125和热传递管124之间的流动路径123可以改变和/或取决于孔口125的直径128和/或长度。螺纹节距129可以用来确定对于指定长度的孔口125存在多少过渡台阶部。例如,对于插入到热传递管124中的每个附加螺纹,可以出现压力过渡台阶部。另外,螺旋螺纹可以提供旋转、转动和/或螺旋流动路径,以用于流体109以流线型方式绕孔口125流动且流过热传递管124。螺旋流动路径可以提供通过热传递管124的更加均匀的流动路径,并且通过减少孔口出口处或附近的任何表面边界热通量停滞和/或通过缩短热传递管124内的单相位区域的长度而改善流体的热传递。另外,螺旋流动路径可以提供缩短热传递管24自身总长度的机会。
借助于使用不同类型、形状或尺寸的孔口,可以控制和/或改变流体109通过热传递管124的压降和/或流量。例如,除了图11所示的插入深度之外,通过改变孔口125的螺纹角度126、螺纹深度127、螺纹节距129、直径128和/或插入深度,可以控制流体109的压降和/或流量。
除了操作为在对应热传递管中提供增量压降的过渡台阶部之外,外螺纹可以提供以下功能中的一个或多个或者全部:将孔口装置固定和/或安装到诸如孔口板的安装结构的手段;精细地控制孔口装置进入对应热传递管的插入深度的手段;和/或提供用于流体/进给水进入对应热传递管的螺旋流动路径的手段。
在反应器操作期间,由于流动引起的振动、插入件和管的不均匀热膨胀和/或冷却剂压差导致的管片材翘曲,孔口装置可以趋于在热传递管内运动。虽然其它类型的孔口形状,例如矩形插入孔口也可以提供台阶部的功能,但是每长度孔口的相对较少数量的过渡台阶部可能需要与内管壁进行较紧密的配合(例如,较小的间隙)和/或较长的孔口长度,以实现与具有相对较大数量过渡台阶部的外螺纹孔口类似的孔口压力损失。具有较大数量的过渡台阶部可以导致孔口装置在热传递管中所需的插入深度较短、更容易的配合(例如,更大的对准公差)、以及热传递系统的组装、维护、检查和/或操作期间孔口装置与内管壁之间增大的间隙。
针对寿命初期(BOL)条件下的全功率稳态操作,可以分析蒸汽发生器次级流动稳定性和入口孔口特性。在次级流量、压力和温度的小百分比波动的情况下,蒸汽发生器在大部分时间中可以以正常的全功率或接近正常的全功率进行操作。
在具有内部管沸腾的一次通过蒸汽发生器中可以观察到至少两种类型的不稳定性。第一种类型的不稳定性可以包括模块蒸汽/进给水管道之间的静态不稳定性。在静态不稳定性(也被称为Ledinegg不稳定性)中,扰动可能引起流动特征的变化,该变化将减弱,直到获得新的稳态条件。在第二种类型中,加热的管之间的不稳定性考虑到其动态发生机制与双相位区域的振荡相位边界极为相关而可以分类为密度波振荡(DWO)。流量波动可以由于与管入口处的扰动相关的管出口处的延迟的蒸汽压力变化而发展变化。不稳定性可以归因于较重的和较轻的流体的波以及通过通道的相应延迟。进入加热通道的流体(可以包括过冷液体)和离开的流体(可以包括低密度蒸汽)之间的密度差可以触发沿着管的压降的瞬态分布中的延迟,这可能导致自持续振荡(具有反向振荡的单相位和双相位)。
密度波振荡在某些类型的热传递系统设计中可以看作是初级动态类型的次级流量不稳定性模式。恒定压降边界条件(例如由连接到公共集管的两个或更多个平行通道提供的条件)可以用来激发沸腾通道的入口处的流量扰动。在某些例子中,较大程度的次级入口过冷可以延缓DWO的出现,原因在于单相位过冷液体区域将会较长。
在存在入口孔口以获得稳定次级动态流动性能的情况下,可以改进过热离开条件下的次级流动,例如以相对于密度波振荡提供更加稳定的操作范围。
在某些例子中,管倾斜的角度可以大于10度。对于次级流动稳定性的边界评估,可以基于竖直管道的调节因子来计算用于竖直管道的边界质量速度。对于某些示例性的操作条件,用于竖直管道的边界质量速度可以为用于水平管道的边界质量速度的大约两倍。
开孔系数,或者孔口加上过冷区域两侧的液压阻力与双相位加上过热区域的液压阻力的比,可以用来评估次级流动稳定性。在某些例子中,基于孔口两侧的以及过冷和出口区域中的压力损失,开孔系数可以超出标称全功率操作四倍的比率。
入口流动孔口可以定位在腔管片材的底部处,并且安装在一个或多个单独的孔口支撑板上。孔口可以被构造成在再加燃料运行中断期间能够容易地移除和安装。另外,孔口可以被构造和/或调节成使得它们容忍孔口支撑板和各个孔口沿轴向、侧向和/或成角度的不对准(相对于管中心线轴线),而仍然获得处于可接受范围内的目标液压阻力值。孔口可以被构造成用以限制和/或提供进入管入口中的相对恒定的旁通流动。
中心流动孔口依赖于孔口装置的外径与管的内径之间的紧密配合来限制旁通流动。在这种情况下,管的真实位置上的公差和孔口板中的附接孔的真实位置上的公差可以用来控制该配合。在某些例子中,除了图示的孔口装置的环形和/或螺纹区域中的旁通流动之外或者取代该旁通流动的是,本文所述的一个或多个孔口可以包括中心流动。
另一方面,环形流动孔口可以被构造成用以允许流过位于孔口插入件和管之间的环形物的流动。螺纹式孔口可以包括外螺纹插入件,通过在短距离上提供大量的过渡台阶部,该外螺纹插入件获得高入口孔口压降。外螺纹的节距可以限定为每英寸螺纹数的倒数。例如,插入件名称3/8-16对应于外螺纹直径为3/8英寸的紧固件,其节距为P=1/16英寸。
对于孔口装置的插入深度的每单位长度(例如,每英寸或每厘米),螺纹可以提供多个压力过渡台阶部。与每单位长度具有较少过渡台阶部的较长的孔口装置相比,每单位长度具有较大数量的过渡台阶部的孔口装置可以实现相同的热传递和/或压降。较短的孔口装置可以减少安装、检查和/或维护期间的不对准问题,并且还可以降低孔口装置在热传递系统操作期间接触和/或循环撞击热传递管的内表面的可能性。
对于较厚边缘的孔口,过渡台阶部的长度与减小的流量截面的液压直径的比可以大于大约0.015。对于圆形孔口,液压直径可以计算为约束狭槽面积对狭槽周长的比的四倍。某些示例性的孔口具有的台阶部高度与液压直径的比可以大于3.0,并且相对于孔口插入件的过渡台阶部角度是较为不敏感的。
包括形损失和摩擦损失的过渡k-因子可以基于公式1进行计算,并且可以对无限制(下游)管流动横截面F2的速度进行归一化。
其中:
ΔP 孔口两侧的压降,[Pa]
ρ 流体密度(比容的倒数),[kg/m3]
ω2 (下游管)流量截面F2中的速度,[m/s]
ξloc2 基于下游速度ω2的过渡损失系数,[-]
ξloc 来自文献的过渡损失系数,[-]
ξfr2 基于下游速度ω2的摩擦损失系数,[-]
λ 孔口净流量横截面积F1中的摩擦损失系数,[-]
l2 减小的管流量截面的长度,[m]
Dh 孔口净流量横截面积F1的液压直径,[m]
F0 小(减小的)孔口净流量横截面积,[m2]
F2 孔口下游的流量横截面积,[m2]
nor 孔口流量横截面积比(F0/F2),[-]
对于多个(叠堆的)过渡(从较大的减小流量面积F1到最外侧半径处的较小的减小流量面积F0),考虑到过渡台阶部的数量和流量面积比,可以采用公式2。
其中:
N 过渡台阶部的数量,[-]
F1 较大的(螺纹或台阶部的根部)孔口净流量横截面积,[m2]
F2 孔口下游的流量横截面积,[m2]
ξloc 来自文献的过渡损失系数,[-]
λ 孔口净流量横截面积F1中的摩擦损失系数,[-]
l2 减小的管流量截面的长度,[m]
Dh 孔口净流量横截面积F1的液压直径,[m]
nor 孔口流量横截面积比(F1/F2),[-]
对于螺纹插入件孔口,过渡台阶部的数量可以通过每英寸的螺纹数量(例如对于3/8-16UNC-2A螺纹插入件而言,每英寸16个螺纹)乘以管中的孔口的插入长度(插入深度)来确定。摩擦系数可以确定为假定圆形管具有光滑的壁。相似地,管中的雷诺数可以假定为是全紊流的,其中恒定摩擦系数对应于紊流边界值。基于特定孔口的液压阻力系数,根据孔口类型和规范,液压阻力系数的值的范围可以为从大约k=102(最小)至k=104(最大)。
在某些例子中,可以针对水平管中的沸腾来确定所需的最小液压阻力系数k-因子。竖直地取向的管可以采用较高的k因子值。
图14示出了示例性的管对准孔口系统130的放大局部俯视图。为了图示的目的,在部分管片材95中示出了三个热传递管,即第一热传递管71、第二热传递管72和第三热传递管73,但是本领域技术人员应当理解,管片材可以包括比图示的明显更多的热传递管。管对准孔口系统130可以包括示出为位于第一热传递管71中的第一孔口装置131、示出为位于第二热传递管72中的第二孔口装置132以及示出为位于第三热传递管73中的第三孔口装置133。
第一孔口装置131和第一热传递管71示出为定位在公共的纵向中心线CL处,从而提供均匀环形流动路径134以用于进给水在第一孔口装置131和第一热传递管71之间流动。第二孔口装置132示出为定位在纵向中心线CL1处,该纵向中心线CL1可以沿一个或多个轴向方向相对于第二热传递管72的纵向中心线CL2偏移。例如,纵向中心线CL1示出为相对于纵向中心线CL2偏移一偏移量139。根据偏移量139,孔口装置132的位置可以在第二热传递管72的内部运动。例如,当偏移量139为或接近最大容许对准公差时,孔口装置132可以定位在第二热传递管72的内壁附近。与热传递管71中的均匀环形流动路径134相比,偏移的第二孔口装置132可能导致流体通过第二热传递管72的不均匀的流动路径138。
包括一个或多个对准孔口装置的管对准孔口系统130可以被构造成用以保持偏移量139处于最大容许对准公差内。在某些例子中,最大容许对准公差可以设定为使得与均匀环形流动路径134相比,不均匀流动路径138中的压力、热传递和/或流量之间的任何变化保持在预定的公差内。
在某些例子中,至少对于尺寸相似和/或位置相似的孔口装置而言,流体通过不均匀流动路径138的压力、热传递和/或流量与流体通过均匀环形流动路径134的压力、热传递和/或流量可以不同。例如通过改变特定孔口装置的插入深度,可以改变压力、热传递和/或流量。通过改变一个或多个孔口装置的插入深度(参见图11),与对应流动路径相关的压力、热传递和/或流量对于某些或全部热传递管而言可以是相同的,以应对热传递管内的孔口装置的不同程度的不对准。
第三孔口装置133示出为与对准装置135一起定位在第三热传递管73中。对准装置135可以被构造成用以将孔口装置133对准、引导和/或定位在第三热传递管73中。在某些例子中,对准装置135可以被构造成用以将孔口装置133沿着公共纵向中心线与第三热传递管73对准。对准装置135示出为具有大致“C”形横截面,使得对准装置135的端部可以提供形成用于流体的部分流动路径137的空间或间隙。部分流动路径137可以提供的间隙具有宽度136,进给水可以流过该间隙。在某些例子中,对准装置135可以包括自锁定设计,该自锁定设计配合在孔口装置的一个或多个螺纹上。对准装置135可以焊接到或以其它方式附接到孔口装置。
图15示出了示例性的孔口板140。孔口板140可以包括被构造成用以接纳多个孔口装置的多个通孔145或穿孔。相等数量的通孔145可以用于对应数量的孔口装置。在某些例子中,相等数量的通孔145可以用于对应数量的热传递管。在孔口板140中还可以设置有一个或多个安装孔146。例如,一个或多个安装孔146可以被构造成用以将孔口板140安装到管片材和/或安装到围绕腔。
孔口板140可以包括与相邻的管片材类似的布局。例如,通孔145可以以与安装到管片材的多个热传递管大致相似的样式定位。孔口板140可以包括多个行和/或列的通孔,例如第一行141和第二行142。第二行142可以具有比第一行141多的通孔。
孔口板140的形状可以为大致梯形。例如,孔口板140可以包括第一直边144和第二边149。两个不平行的边148可以形成孔口板140的周边的其余部分。在某些例子中,孔口板140可以包括与本文各种描述的一个或多个管片材相似的形状。
除了通孔145之外,孔口板140可以包括一个或多个流动通道,例如图11的流动通道104。一个或多个流动通道可以到通孔145中间。在某些例子中,至少部分地根据热传递管束和/或对应数量的热传递管的对应样式,通孔145可以与流动通道或孔口装置的插入孔互换地使用。
多于一个的孔口板可以与管片材结合使用。孔口板中的通孔的数量可以包括与管片材相关的热传递管的总数量的一部分。例如,与三百个热传递管相关的管片材可以与三个孔口板相邻地定位,每个孔口板具有第三或一百个通孔和/或孔口装置。在某些例子中,单个腔可以与超过三百个的热传递管和/或超过三百个的孔口装置相关。在包括四个腔(例如四个下部腔)的示例性热传递系统中,可以具有超过一百个的热传递管和/或超过一百个的孔口装置。
图16示出了安装管对准孔口系统的示例性的过程160。在操作161处,孔口板可以与管片材相邻地安装。多个热传递管可以联接到管片材,并且多个热传递管可以被构造成用以传送流体。孔口板可以安装到围绕腔。在某些例子中,孔口板可以直接安装到管片材。在安装孔口板之前或之后,一个或多个孔口装置可以附接到孔口板。
在操作162处,附接到孔口板的第一孔口装置可以相对于孔口板旋转和/或以其它方式定位。例如,第一孔口装置的旋转可以产生第一孔口装置在第一热传递管中的第一插入深度。
在操作163处,可以控制插入深度,以改变第一热传递管中的流体的压力。在某些例子中,一个或多个孔口装置可以包括多个螺纹,这些螺纹提供多个过渡台阶部或热传递管中的流体的压降。
除了调节孔口装置在对应热传递管中的相对插入深度之外,例如通过沿着与插入到热传递管中的方向相反的方向旋转孔口装置,孔口装置可以从孔口板移除。在某些例子中,包括某些或全部附接的孔口装置的整个孔口板可以从腔移除,以用于管束的检查和/或维护。
在操作164处,附接到孔口装置的第二孔口装置可以旋转或以其它方式定位到第二热传递管中的第二插入深度。在某些例子中,第二插入深度可以大于第一插入深度。在其它例子中,第二插入深度可以小于或等于第一插入深度。通过多个固定装置,可以保持、锁定、固定、紧固或以其它方式维持热传递管的所选位置。
一个或多个孔口装置可以包括外螺纹,该外螺纹被构造成用以与位于孔口板中的通孔的内螺纹匹配。例如,通过使孔口装置在通孔中旋转,可以改变孔口装置的插入深度。另外,孔口装置可以被构造成使得孔口装置沿第一旋转方向的旋转引起插入深度增大,孔口装置沿第二旋转方向的旋转引起插入深度减小。
在某些例子中,在将孔口板安装在腔中作为完整孔口装置和孔口板组件之前,一个或多个孔口装置可以预先定位到孔口板中的对应插入深度。例如,在孔口板定位和/或安装在腔中的同时,安装在孔口板上的孔口装置可以插入到对应的管中。
在操作165处,第二热传递管中的液体的压力可以根据第二插入深度而改变。在某个例子中,可以至少部分地基于插入深度中提供的螺纹的数量来确定压降的大小。例如,孔口装置可以被构造成用以通过改变插入深度中提供的螺纹的数量来改变压降的大小。另外,可以通过使孔口装置在孔口板中旋转来改变插入深度中提供的螺纹的数量。
在操作166处,第一热传递管和/或第二热传递管中的流体的压力可以改变,以获得通过多个热传递管的大致均匀的流量和/或热传递。一个或多个孔口装置可以包括插入在热传递管的内管壁中的轴,进给水的环形流动路径可以形成在孔口轴和内管壁之间。
孔口轴可以包括同心螺纹,该同心螺纹被构造成用以提供进给水的螺旋环形流动路径。另外,同心螺纹可以被构造成压降的增量过渡台阶部,并且压降可以根据位于热传递管中的同心螺纹的数量而增量地改变。
图17示出了示例性的孔口板170,其与多个热传递管172相邻地安装。热传递管172可以焊接179到管片材175。虽然本文图示的各个其它例子示出了孔口装置放置在孔口板中,但是孔口板170可以包括多个孔口孔174,这些孔口孔与热传递管172对准,以控制冷却剂176进入热传递管172的流量。在某些例子中,孔口板170可以座置在热传递管172的端部上。
孔口板170可以压靠热传递管172的端部,以使得通过热传递管172和孔口板170之间的间隙可能出现的冷却剂176的旁通流动178(或泄露)最小化。在某些例子中,机械密封装置177(例如金属O形环或V形密封件)可以放置在热传递管172的端部和孔口板170之间,以减小和/或消除该间隙。
图18示出了示例性的孔口板180,其与管片材185相邻地安装。孔口板180可以具有绕各个孔口孔184定位的多个圆柱形的桩部183,这些桩部配合到管片材185的表面,以限制旁通泄露188。纽带187可以沿径向方向定位在每个管孔和/或热传递管182之间。在管片材185的表面上,大多数纽带187可以由一个或多个焊接点189占据。
在某些例子中,如果热传递管182凹入到管片材185的表面下方,那么孔口板180可以被构造成用以直接抵靠在管片材185的表面上。热传递管182可以利用激光焊接沿着管-管片材交界部焊接到管片材185。使用激光焊接代替角接焊例如可以使得在热传递管182之间的纽带187上的焊接侵蚀最小化。虽然可能存在将单个孔口板安装到腔中的足够的进入空间,但是在某些例子中,可以安装多板孔口附接系统。
图19示出了示例性的孔口附接系统190,其包括多个安装板,这些安装板包括第一板191、第二板192和第三板193。与单个板构造相比,包括多个安装板可以降低每个板的重量。例如,如果单个安装板重30磅,那么三个板191、192、193中的每个板的尺寸和/或构造可以形成为每个重大约10磅。尺寸减小的安装板可以方便手动处理和/或操作,以减少可以同时安装和/或从腔移除的孔口装置的数量。使用一个或多个安装板便于在不影响管端部的情况下将孔口装置定位和固定就位。
在某些例子中,安装板可以沿着位于管行或管列之间的一个或多个周边纽带分开和/或连接,例如以将它们沿着曲线分隔开。每个安装板可以被构造成具有与其它板大致相同数量的管。
榫钉销可以在安装期间通过安装板插入到对应管中,以便于进行对准。另外,多个立柱195可以用来将孔口板安装到管片材。立柱195可以拧入到孔中和/或焊接到管片材的表面。在某些例子中,使用型锻装配件可以插入到盲管中。
四个或更多个安装孔可以绕管片材的周边定位在管孔样式196外侧的区域中,以定位与每个安装板相关的立柱195。在某些例子中,安装孔所处的区域可以钻出较大的直径,并且用耐腐蚀性材料堵塞,使得攻丝附接孔整个容纳在耐腐蚀性材料中。用于耐腐蚀性插塞的管片材孔可以在包层之前钻出,在这种情况下,圆柱形耐腐蚀性插塞插入、包层、然后钻孔和攻丝,或者用于耐腐蚀性插塞的管片材孔可以在包层之后钻出,并且插入预先钻出且攻丝的插塞并焊接密封件。
可以在管片材的内表面上执行钻孔和攻丝操作。替代的选择是通过管片材的厚度从管片材的外侧面进行钻孔。在这种情况下,待插入到孔中的插塞可以在其内表面上预先钻孔并攻丝,并且在安装之后在两个表面处进行焊接。该钻孔操作可以容易地与从管片材的外侧面进行的管孔钻孔结合起来执行。在某些例子中,焊接的立柱可以通过立柱枪焊接到管片材或孔口板的内表面。
如上所述,在安装板安装在腔中之前,孔口装置可以安装或以其它方式附接到安装板。对于该方法,与安装板相关的所有孔口装置可以基本上与安装板的安装同时地插入到热传递管的端部中。在其它例子中,在将孔口装置附接到安装板之前,安装板可以对准并安装到管片材。然后,孔口装置可以单独地通过安装板中的孔插入到热传递管的端部中,然后一旦就位就附接到安装板。
在某些例子中,孔口装置可以包括大约半英寸的较大外径区域,该区域通过热传递管的端部插入。热传递管可以具有比孔口装置的较大外径区域稍大的内径。为了便于将多个流量限制器同时插入到其相应的管端部中,精确加工的匹配凸缘可以定位在孔口装置和/或安装板上,以提高组装的孔口装置相对于安装板的垂直度。
在其它例子中,安装板与一体的孔口凸起一起可以通过三维金属印刷来制造。可以在管片材的表面上执行管位置的激光绘制,以产生安装板的实体模型,包括一体的流量限制器凸起。然后,该实体模型可以用于一体的孔口板的精确三维印刷,该孔口板包括尤其是基于管端部构建数据而定位的孔口凸起。
用于孔口装置、安装板和/或相关硬件的材料可以与次级水环境相容。用于附接板和孔口装置的示例性材料是不锈钢,例如304或304L不锈钢,或者SB-564、UNS N06690(690合金),原因在于其良好的耐腐蚀性和耐溶蚀性以及其与各种热传递管清洁液(例如乙二胺四乙酸或羟基醋酸甲酸混合物)的相容性。
安装板可以首先安装并与热传递管的端部对准,然后各个孔口装置可以通过安装板插入到管端部中并固定就位。具有在定位于管内之后将流量限制器固定到板的若干可选方法。
图20示出了将孔口装置固定在安装板中的四个示例性方法。第一孔口装置20A示出为通过螺纹连接204附接到安装板202。螺纹连接204可以包括第一孔口装置20A上的外螺纹连接和安装板202内的内螺纹连接两者。在某些例子中,螺纹连接204的尺寸和/或构造可以形成为在外螺纹连接和内螺纹连接之间提供间距,以允许第一孔口装置20A在对应热传递管205中的较微小的重新定位和/或对中,例如而不会引起螺纹连接204处的结合。
第一孔口装置20A可以固定和/或锁定就位,以避免第一孔口装置20A相对于安装板202的无意中旋转和/或松动。在某些例子中,通过铆固螺纹和/或通过向螺纹接合部施加自发锁定焊接点206,第一孔口装置20A可以固定到安装板202。
第二孔口装置20B示出为利用中断螺纹或锁紧布置208附接到安装板。第二孔口装置20B可以通过安装板插入到管端部中,其中外螺纹的区域穿过中断内螺纹的区域直到第二孔口装置20B上的凸缘接触安装板上的凸缘。随后,第二孔口装置20B可以旋转大约90度,以将第二孔口装置20B上的外螺纹与安装板孔中的内螺纹接合。使用松散装配件平坦螺纹(例如没有节距)可以被构造成用以在组装期间将第二孔口装置20B松散地保持就位。
在某些例子中,单独的安装部件可以用来将第二孔口装置20B紧密地固定到安装板,并且防止其在操作期间旋转或松动。单独的安装部件可以包括背衬插塞207,该背衬插塞可以抵靠第二孔口装置20B的端部拧紧和/或张紧。
第三孔口装置20C示出为通过单独的安装部件附接到安装板,该安装部件包括背衬板209,该背衬板可以抵靠第三孔口装置20C的端部定位。使用用于第三孔口装置20C的单独的螺纹插塞可以包括系到或锁定焊接到背衬板209以防止旋转和松动的螺纹插塞。在某些例子中,使用背衬板209以将第三孔口装置20C保持就位可以包括四个或更多个立柱和/或螺帽,这些立柱和/或螺帽可以用来将第三孔口装置20C附接到安装板。
第四孔口装置20D示出为通过弹簧加载的锁定机构210附接到安装板。和图20所示的一个或多个其它孔口装置一样,第四孔口装置20D可以通过安装板插入到管端部中。定位在第四孔口装置20D上的两个或更多个一体的凸耳214可以被构造成用以穿过安装板的底部中的狭槽。当第四孔口装置20D继续插入时,凸耳214可以将弹簧212和/或弹簧加载的垫圈213压缩到第四孔口装置20D可以旋转大约90度的点,此时凸耳214可以落入到安装板的狭槽中。随后,第四孔口装置20D可以通过弹簧加载的垫圈213而锁定就位,以将凸耳214固定地保持在狭槽中。
在某些例子中,在凸耳214和狭槽之间可以提供足够的直径间隙,以允许第四孔口装置20D与管的对准和/或对中。与弹簧212相关的弹簧常数可以选择成足够低,以允许实际的限制器组装(例如不需要过度的手动插入力),并且选择成足够高,以提供充分的附接力来消除第四孔口装置20D在操作期间的咔嗒声。观察狭槽或其它位置指示物可以设置在第四孔口装置20D的外端部上,以允许在视觉上确认正确的组装。
通过将垫圈213放置在孔的底部中、将弹簧212插入到垫圈213上方、然后压缩弹簧212并利用螺纹保持垫圈211将弹簧锁定组件210锁定就位,弹簧锁定组件210可以预先组装到每个孔中,该螺纹保持垫圈可以在组装之后锁定焊接。弹簧锁定组件210可以是自锁定的,并且可以被构造成用以利用弹簧力和/或预先加载的力保持第四孔口装置20D的位置,弹簧力和/或预先加载的力可以设置成避免松动和/或降低由于流动引起的振动(FIV)而导致发出咔嗒声的可能性。
一个或多个孔口装置可以附接到安装板,并且在附接到安装板时可以同时下降和/或从管中移除。在某些例子中,孔口装置可以首先安装和/或与安装板对准,然后通过安装板孔一次一个地插入到管端部中。
尽管图20所示的孔口装置示出为包括环形限制器或外螺纹环形流量限制器,但是包括中心孔口流量限制器的其它类型的孔口装置也可以以类似的方式安装到安装板。在某些例子中,孔口装置可以不插入到管中,相反它们可以座置在管端部上。在孔口流量装置不插入到管端部中的情形下,安装板孔与管对准的要求可以不像孔口装置插入到热传递管中时那么关键。
每个孔口装置与其相应的管端部的正确座置可以有助于减少或消除旁通泄露流量。上述安装程序中的一个或多个可以被构造成用以提供孔口装置的位置的对准,以确保其在安装和/或操作期间在管端部上平齐,例如以应对管片材的热和/或机械翘曲,以及制造和组装公差。孔口装置和/或安装附接装置可以被构造成用以在操作期间自调节孔口装置的位置,以容纳管片材翘曲。例如,弹簧加载的锁定机构210可以被构造成用以提供这种可调节性。弹簧力可以用来将孔口装置座置在安装板中和/或抵靠管端部。
图21示出了弹簧加载的附接机构220,其可以倒置以将孔口装置225附接到安装板230。在某些例子中,孔口装置225可以包括中心流动型孔口装置。孔口装置225可以从安装板230的面向管片材240的一侧组装到安装板230,以便弹簧力沿着将安装板230压靠热传递管235的端部的方向进行作用。孔口装置225的正确座置的间接确认可以包括使孔口装置225少量缩回,以确认弹簧加载的附接机构220的正确功能,和/或包括尺寸校验,以确认从安装板230到孔口装置225的后端部的距离处于期望范围内。在安装板230安装在管片材240上之前,孔口装置225可以附接到安装板230。
图22示出了示例性的过程2200,其包括用于孔口装置插入到对应热传递管中的移除、安装和/或重新安装操作。在操作2210处,可以安装支撑工具以保持安装板以及安装板的支撑传送。
在操作2220处,可以解锁一个或多个附接装置。附接装置可以针对每个安装板包括四个或更多个螺帽。在螺帽松动和/或移除之后,安装板可以下降和/或从腔中移除。在某些例子中,孔口装置在安装装置移除时可以仍然附接到安装装置。操作2210和2220可以重复和/或针对任何附加的安装板(例如对于多板安装构造)执行。
在操作2230处,在安装板的安装和/或重新安装期间,安装板可以定位在附接装置和/或立柱上,并且利用螺纹连接到立柱上的一个或多个螺帽松动地保持就位。
在操作2240处,一个或多个引导销可以通过安装板安装和/或插入到所选的孔中,以便将孔口装置附接孔与管端部对准。在某些例子中,安装板可以通过将螺帽张紧在四个立柱上而固定就位。在固定安装板之后,可以移除引导销。
在操作2250处,借助于将孔口装置通过安装板中的孔而插入到管端部中、压缩弹簧加载的垫圈、以及使孔口装置旋转大约90度而进入锁定位置,孔口装置可以一次一个地安装。
操作2230、2240和2250可以重复和/或针对任何附加的安装板(例如对于多板安装构造)执行。
在操作2260处,可以锁定用于一个或多个安装板的附接装置,并且可以执行最终安装检查。
图23示出了示例性的过程2300,其包括用于孔口装置的移除、安装和/或重新安装操作,该孔口装置与对应热传递管的端部相邻地定位。孔口装置可以通过一个或多个弹簧锁定附接件附接到安装板。另外,孔口装置可以在移除和安装/重新安装操作期间附接到安装板。
在操作2310处,可以安装支撑工具以保持安装板以及安装板的支撑传送。
在操作2320处,可以解锁一个或多个附接装置。附接装置可以针对每个安装板包括四个或更多个螺帽。在螺帽松动和/或移除之后,安装板可以下降和/或从腔中移除。在某些例子中,孔口装置在安装装置移除时可以仍然附接到安装装置。操作2310和2320可以重复和/或针对任何附加的安装板(例如对于多板安装构造)执行。
在操作2330处,在安装板的安装和/或重新安装期间,安装板可以定位在附接装置和/或立柱上,并且利用螺纹连接到立柱上的一个或多个螺帽松动地保持就位。
在操作2340处,一个或多个对准装置可以通过安装板安装到管片材对准特征结构中,以将孔口装置与管端部对准。
在操作2350处,安装板可以通过将螺帽张紧在立柱上而固定就位。在固定安装板之后,可以移除一个或多个对准装置,并且可以执行每个孔口装置是否正确地座置在其管端部上的验证。操作2330、2340和2350可以重复和/或针对任何附加的安装板(例如对于多板安装构造)执行。
在操作2360处,可以锁定用于一个或多个安装板的附接装置,并且可以执行最终安装检查。
尽管本文提供的例子主要描述了加压水反应器,但是对于本领域技术人员而言明显的是,如本文所述的或者在进行某些明显修改的情况下,这些例子可以应用于其它类型的动力系统。例如,这些例子或其变型形式还可以操作用于沸腾水反应器、钠液态金属反应器、卵石床反应器或者设计成在空间中(操作空间有限的推进系统)操作的反应器。虽然某些例子描述了在核反应器中使用螺旋蒸汽发生器,但是蒸汽发生器也可以与其它类型的蒸汽发生动力设备配合,包括气电厂和燃煤厂。相似地,蒸汽发生器可以被构造成用以与自然或强制循环配合。
其它例子可以包括各种核反应器技术,例如采用氧化铀、氢化铀、氮化铀、碳化铀、混合氧化物和/或其它类型的放射性燃料的核反应器。应该指出的是,这些例子并不用来限制反应器冷却机构的任何特定类型,也不用来限制在核反应中或与核反应相关地产生热的燃料的任何特定类型。本文所述的任何比率和值仅仅是示例性的。其它比率和值可以通过试验来确定,例如通过构造核反应器系统的全尺寸或比例模型来确定。
尽管本文已经描述和示出了多个例子,但是明显的是,其它例子可以在布置和细节上进行修改。所有修改和变型形式都落在以下权利要求的精神和范围内。

Claims (25)

1.一种热传递系统,其包括:
腔,该腔被构造成用以向多个热传递管提供进给水;
管片材,该管片材被构造成用以将所述多个热传递管联接到腔;
孔口板,该孔口板安装在腔内,并且与管片材相邻地定位;以及
一个或多个孔口装置,所述一个或多个孔口装置由孔口板支撑并且被构造成用以插入到所述多个热传递管中,其中所述一个或多个孔口装置包括螺旋形过渡台阶部,并且其中螺旋形过渡台阶部插入到所述多个热传递管中确定了热传递系统中的进给水的对应压降。
2.根据权利要求1所述的热传递系统,其中孔口装置的螺旋形过渡台阶部被构造成用以与位于孔口板中的通孔的内螺纹匹配。
3.根据权利要求2所述的热传递系统,其中通过使孔口装置在通孔内旋转,改变孔口装置在热传递管中的插入深度。
4.根据权利要求3所述的热传递系统,其中孔口装置被构造成使得孔口装置沿第一旋转方向的旋转引起孔口装置的插入深度增大,并且其中孔口装置沿第二旋转方向的旋转引起孔口装置的插入深度减小。
5.根据权利要求1所述的热传递系统,其中螺旋形过渡台阶部具有外螺纹,并且其中至少部分地基于插入深度中提供的螺纹的数量来确定压降的大小。
6.根据权利要求5所述的热传递系统,其中孔口装置被构造成用以通过改变插入深度中提供的螺纹的数量来改变压降的大小。
7.根据权利要求6所述的热传递系统,其中通过使孔口装置在孔口板中旋转,来改变插入深度中提供的螺纹的数量。
8.根据权利要求1所述的热传递系统,其中所述一个或多个孔口装置包括轴,该轴插入在热传递管的内管壁中,并且其中在轴和内管壁之间形成进给水的大致环形流动路径。
9.根据权利要求8所述的热传递系统,其中螺旋形过渡台阶部被构造成用以提供热传递管中的进给水的螺旋流动路径。
10.根据权利要求8所述的热传递系统,其中螺旋形过渡台阶部被构造成用以根据位于热传递管中的螺旋形过渡台阶部的数量来增量地改变热传递管内的压降。
11.一种设备,其包括:
接纳构件,该接纳构件用于接纳进给水源;
联接构件,该联接构件用于将接纳构件流体地联接到多个热传递管,所述多个热传递管包括第一热传递管和第二热传递管;
孔口构件,该孔口构件用于至少部分地基于孔口构件的插入深度来改变容纳在第一热传递管中的进给水的压力;以及
安装构件,该安装构件用于安装孔口构件,其中通过将孔口构件相对于安装构件重新定位来改变第一热传递管中的进给水的压力,直到与第一热传递管相关的流量大致等于与第二热传递管相关的流量。
12.根据权利要求11所述的设备,其中孔口构件包括用于提供第一热传递管中的进给水的旋转流动的构件。
13.根据权利要求11所述的设备,其中安装构件包括用于改变孔口构件在第一热传递管中的插入深度的构件。
14.根据权利要求11所述的设备,其中安装构件包括通孔,该通孔被构造成用以引导进给水通过安装构件。
15.根据权利要求14所述的设备,其中所述通孔中的一个或多个通孔进一步被构造成用以支撑孔口构件。
16.根据权利要求15所述的设备,其中通孔具有内螺纹,其中孔口构件具有外螺纹,并且其中该内螺纹被构造成用以与该外螺纹匹配。
17.根据权利要求11所述的设备,其中安装构件包括用于锁定孔口构件相对于插入深度的位置的构件。
18.一种安装管对准孔口系统的方法,其包括:
与管片材相邻地安装孔口板,其中多个热传递管联接到管片材,并且其中所述多个热传递管被构造成用以传送流体;
使附接到孔口板的第一孔口装置旋转,其中第一孔口装置的旋转形成第一孔口装置在第一热传递管中的第一插入深度,并且其中至少部分地基于第一插入深度来确定第一热传递管中的流体的压力;以及
使附接到孔口板的第二孔口装置旋转到第二热传递管中的第二插入深度,其中至少部分地基于第二插入深度来确定第二热传递管中的流体的压力,其中第二插入深度大于第一插入深度,并且其中改变第一热传递管和第二热传递管中的流体的压力产生通过所述多个热传递管的大致均匀的流量。
19.根据权利要求18所述的方法,其中第一孔口装置包括螺旋形过渡台阶部,并且其中螺旋形过渡台阶部被构造成用以改变第一热传递管中的流体的压力。
20.根据权利要求19所述的方法,其中第一孔口装置的旋转改变位于第一热传递管中的螺旋形过渡台阶部的数量。
21.一种热传递系统,其包括:
腔,该腔被构造成用以向多个热传递管提供进给水;
管片材,该管片材被构造成用以将所述多个热传递管联接到腔;以及
孔口板,该孔口板安装在腔中并且与管片材相邻地定位,其中孔口板包括多个通道,所述多个通道被构造成用以提供用于进给水从腔流动到热传递管中的通路,并且其中所述多个通道由多个密封件分隔开,所述多个密封件限制相邻通道之间的旁通泄露。
22.根据权利要求21所述的热传递系统,其中所述多个密封件包括放置在孔口板和热传递管的端部之间的多个O形环或V形密封件。
23.根据权利要求21所述的热传递系统,其中所述多个密封件包括多个桩部,所述多个桩部绕所述多个通道定位在热传递管之间,并且其中所述多个桩部配合到管片材的表面。
24.根据权利要求21所述的热传递系统,其还包括多个中心流量孔口装置,所述多个中心流量孔口装置安装到孔口板并且至少部分地定位在所述多个通道中,其中进给水通过中心流量孔口装置从腔流入到热传递管中。
25.根据权利要求24所述的热传递系统,其中中心流量孔口装置通过弹簧加载的附接机构安装到孔口装置,该弹簧加载的附接机构被构造成用以沿着将孔口板压靠所述多个热传递管的方向施加弹簧力。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9997262B2 (en) 2013-12-26 2018-06-12 Nuscale Power, Llc Integral reactor pressure vessel tube sheet
KR101869338B1 (ko) * 2016-07-22 2018-06-21 한국원자력연구원 증기발생기 및 이를 구비하는 원전
SE540857C2 (en) 2017-02-03 2018-12-04 Valmet Oy Heat transfer tube and method for manufacturing a heat transfer tube
KR102022872B1 (ko) * 2017-08-16 2019-09-20 한국원자력연구원 나선형 전열관을 포함하는 증기발생기의 l형상 헤더 및 l형상 헤더와 전열관의 결합 구조
US10755826B2 (en) 2017-11-10 2020-08-25 Nugen, Llc Integrated system for converting nuclear energy into electrical, rotational, and thermal energy
US20190203614A1 (en) 2017-12-28 2019-07-04 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Systems and methods for steam reheat in power plants
KR102505875B1 (ko) * 2021-04-09 2023-03-06 두산에너빌리티 주식회사 오리피스 실링구조와 이를 포함하는 증기발생장치 및 증기발생장치의 오리피스 실링구조의 실링 교환방법
US11421589B1 (en) 2021-05-18 2022-08-23 Nugen, Llc Integrated system for converting nuclear energy into electrical, mechanical, and thermal energy
KR102594178B1 (ko) 2021-10-28 2023-10-25 한국원자력연구원 증기발생기용 급수공급 장치
CN115635266B (zh) * 2022-09-24 2023-09-12 浙江五叶环保科技有限公司 一种换热器管束自动穿管机及其穿管方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2185929A (en) * 1937-09-01 1940-01-02 Socony Vacuum Oil Co Inc Method of conducting reactions in the presence of a contact mass
US2537678A (en) * 1948-01-24 1951-01-09 Koetting Fritz Pipe joint for water heaters
CH527390A (de) 1972-04-07 1972-08-31 Sulzer Ag Verdampfer
FR2507761B1 (fr) * 1981-06-15 1986-05-16 Charbonnages Ste Chimique Dispositif distributeur pour echangeurs multitubulaires
JPS60140098A (ja) * 1983-12-27 1985-07-24 Toshiba Corp 熱交換器
JPH0435730Y2 (zh) * 1984-09-28 1992-08-24
DE3533219C1 (de) 1985-09-18 1986-11-13 Borsig Gmbh, 1000 Berlin Rohrbuendelwaermetauscher
US5011652A (en) * 1986-09-19 1991-04-30 Hitachi, Ltd. Nuclear power facilities
JP2000346306A (ja) * 1999-06-03 2000-12-15 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 蒸気発生器の給水入口部
ITMI20031268A1 (it) * 2003-06-24 2004-12-25 Italprotec S A S Di Cotogni Carla E C Scambiatore di calore a fascio tubiero.
US20050069079A1 (en) * 2003-09-12 2005-03-31 Boardman Charles Edward Modular reactor containment system
JP2007147163A (ja) 2005-11-28 2007-06-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蒸気発生器及び蒸気発生器における冷却水の流動抵抗調整方法
US8687759B2 (en) 2007-11-15 2014-04-01 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Internal dry containment vessel for a nuclear reactor
US8170173B2 (en) * 2007-11-15 2012-05-01 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Passive emergency feedwater system
US8588360B2 (en) * 2007-11-15 2013-11-19 The State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Evacuated containment vessel for a nuclear reactor
CN102257346B (zh) * 2008-12-19 2013-05-29 赫多特普索化工设备公司 用于换热器管中所插入的螺旋线圈的支撑件
US20120160465A1 (en) * 2009-07-06 2012-06-28 Webb Frederick Mark Heat exchanger
WO2011003140A1 (en) 2009-07-06 2011-01-13 Frederick Mark Webb Heat exchanger
US8261445B2 (en) * 2009-11-23 2012-09-11 International Controls And Measurements Corp. Aluminum tube-aluminum fin baseboard radiator
US8752510B2 (en) * 2010-11-04 2014-06-17 Nuscale Power, Llc Helical coil steam generator
US9125464B2 (en) 2012-04-19 2015-09-08 Human Design, Llc Low profile wallet
US9230697B2 (en) 2012-04-20 2016-01-05 Nuscale Power, Llc Steam generator for a nuclear reactor
DE102012208100A1 (de) * 2012-05-15 2013-11-21 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmeübertrager
EP2671634B1 (en) * 2012-06-08 2017-08-09 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method to homogenize the tube temperatures between tubes during processes involving heating of gas flowing in the tubes
US9275761B2 (en) * 2012-06-13 2016-03-01 Westinghouse Electric Company Llc Small modular reactor safety systems
US9406409B2 (en) * 2013-03-06 2016-08-02 Nuscale Power, Llc Managing nuclear reactor spent fuel rods

Also Published As

Publication number Publication date
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