CN106289834B - 一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统，包括二次侧筒体以及一次侧U型传热管束、盘管换热器，在一次侧U型传热管束设置有电热元件，在二次侧筒体一侧壁上设置有补水阀，在二次侧筒体顶部安装排气阀，在二次侧筒体另一侧壁上安装有测温组件，测压接管由二次侧筒体顶部引出且延伸至与二次侧筒体底部连通，在测压接管上安装有液位计以及测压组件。位于二次侧筒体顶部以及底部的排气阀和补水阀，可根据实际情况对筒体内的压力以及液位进行调节，以调节二次侧筒体初始压力、温度、汽水比例等参数，满足非能动余热排出系统试验对模拟蒸汽发生器二次侧初始工况的需求。

Description

一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统

技术领域

本发明涉及一种蒸汽发生器，具体是指一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统。

背景技术

非能动余热排出系统利用自然力驱动，提高了系统运行的可靠性，在核电站和军用核动力技术领域得到了广泛应用。目前，非能动余热排出系统主要有两种类型，一次侧非能动余热排出系统和二次侧非能动余热排出系统。一次侧非能动余热排出系统将余热排出冷却器的进出口管线分别连接到一次侧主管道的热段和冷段上。二次侧非能动余热排出系统将余热排出冷却器的进出口管线分别连接到蒸汽发生器二次侧蒸汽管道和给水管道上。

在非能动余热排出系统研发和设计过程中需要开展大量的试验研究，开展反应堆一次侧非能动余热排出系统的试验研究时，蒸汽发生器是实验装置必须模拟的主要设备之一。蒸汽发生器模拟体主要功能是模拟非能动余热排出工况下蒸汽发生器原型一次侧的自然循环流量、模拟蒸汽发生器原型二次侧热容以及余热排出总量。非能动余热排出系统启动时刻，二次侧筒体的温度，压力等初始参数必须与原型系统一致。二次侧筒体初始工况的模拟方法在反应堆一次侧非能动余热排出系统试验研究中至关重要。因此，有必要开发一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统，满足一次侧非能动余热排出系统试验相关要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统，实现快速稳定地建立二次侧筒体初始工况，为开展反应堆一次侧非能动余热排出系统试验提供数据支持。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统，包括二次侧筒体以及安装在二次侧筒体蒸汽空间内的一次侧U型传热管束、盘管换热器，在所述一次侧U型传热管束竖直段中部设置有电热元件，且在所述二次侧筒体一侧壁上设置有补水阀，在所述二次侧筒体顶部安装排气阀，在所述二次侧筒体另一侧壁上安装有测温组件，测压接管由二次侧筒体顶部引出且延伸至与二次侧筒体底部连通，在测压接管上安装有液位计以及测压组件。本发明工作时，蒸汽发生器模拟体的一次侧U型传热管束采用与实际原型一致的布置方式，即一次侧U型传热管束的输入端与输出端均贯穿二次侧筒体的底部置于外界，而盘管换热器置于二次侧筒体蒸汽空间的上部；通过补水阀向二次侧筒体内注入液体，使得蒸汽发生器模拟体的热量被吸收带走，而二次侧筒体内的液体在吸收热量为完成液汽转换，形成的蒸汽被盘管换热器带走，进而完成整个一次侧与二次侧热量的传递。

在进行试验时，热元件穿过二次侧筒体安装在预留的电热元件接管上，并采用成熟的透镜垫技术进行密封，电热元件浸泡在二次侧水空间内，用来加热二次侧水使其产生蒸汽，二次侧筒体上方的蒸汽被盘管换热器所冷凝，以带走其产生的热量；安装在二次侧筒体侧壁上的测温组件以及测压接管上的测压组件用来实时获取二次侧筒体工质的温度、压力以及液位参数，给实验过程中调节二次侧初始工况做参考，而位于二次侧筒体顶部以及底部的排气阀和补水阀，可根据实际情况对筒体内的压力以及液位进行调节，以调节二次侧筒体初始压力、温度、汽水比例等参数，满足非能动余热排出系统试验对模拟蒸汽发生器二次侧初始工况的需求。

进一步地，还包括安全阀和排水阀，所述安全阀与排气阀连接，所述排水阀与补水阀连接。在二次侧筒体顶部设置的安全阀可在排气阀泄压时对其进行辅助降压，避免二次侧筒体内的压力出现异常而影响实验测试的数据准确性；而与补水阀连通的排水阀可在实验结束后，将二次侧筒体内的残留液体快速排出，降低一次侧U型换热管束、电热元件以及盘管换热器受侵蚀，提高其使用寿命。

进一步地，在所述盘管换热器进水端依次安装有流量计和调节阀，所述盘管换热器出水端连接有截止阀。盘管式换热器安装在二次侧筒体上部空间，换热器出水端与进水端均从二次侧筒体的侧面引出，在盘管换热器两个端口上设置截止阀、调节阀以及流量计，可以控制盘管换热器内冷却水流量并对其进行实时测量。

作为优选，所述测压组件为压力变送器。

作为优选，所述流量计为V锥流量计、电磁流量计、超声波流量计或文丘里流量计。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明采用电热元件作为辅助加热设备，将二次侧筒体的水加热成蒸汽，可以对二次侧筒体的压力以及温度向上做微调；将盘管换热器作为热阱设备，将二次侧筒体的水蒸气冷凝成水，可以对二次侧筒体的压力以及温度向下做调整；而测温组件、压力测量组件以及液位计可以分别对二次侧筒体温度、压力以及液位信号进行实时监控，作为初始工况调节的实时结果反馈；即通过上述设备的联调，可以控制二次侧筒体的温度、压力以及液位符合试验初始工况要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

附图中标记及相应的零部件名称：

1-电热元件、2-一次侧U型传热管束、3-盘管换热器、4-流量计、5-调节阀、6-截止阀、7-安全阀、8-测压组件、9-测温组件、10-液位计、11-补水阀、12-排水阀、13-二次侧筒体、14-排气阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，本实施例包括二次侧筒体13以及安装在二次侧筒体13蒸汽空间内的一次侧U型传热管束2、盘管换热器3，在所述一次侧U型传热管束2竖直段中部设置有电热元件1，且在所述二次侧筒体13一侧壁上设置有补水阀11，在所述二次侧筒体13顶部安装排气阀14，在所述二次侧筒体13另一侧壁上安装有测温组件9，测压接管由二次侧筒体13顶部引出且延伸至与二次侧筒体13底部连通，在测压接管上安装有液位计10以及测压组件8；还包括安全阀7和排水阀12，所述安全阀7与排气阀14连接，所述排水阀12与补水阀11连接，在所述盘管换热器3进水端依次安装有流量计4和调节阀5，所述盘管换热器3出水端连接有截止阀6。

二次侧筒体13初始工况调节方法如下：

首先通过补水管线对二次侧筒体13补水，打开二次侧筒体13的排气阀14，电热元件1采用热电偶对二次侧筒体13内的水进行加热并沸腾除气一段时间后，继续升温升压；当二次侧筒体13内的温度压力达到所需工况的三分之一时，将电热元件1断开；当蒸汽发生器模拟体一次侧流体的温度高于二次侧流体温度时，一次侧的热量通过一次侧U型传热管束2传递给二次侧，造成二次侧的温度和压力会持续上升；当二次侧的温度压力快达到初始工况参数要求时，打开盘管换热器3上的截止阀6和调节阀5，缓慢调整调节阀5开度，加大盘管换热器3内冷却水流量，蒸汽被盘管换热器3冷凝成水，二次侧筒体13内的温度压力下降，热量被带出二次侧筒体13。通过调节盘管换热器3冷却水流量，使盘管换热器3带走的热量与一次侧U型传热管束2传递过来的热量平衡，二次侧筒体13内的温度与压力会保持不变。当二次侧筒体13水位偏高时，打开排水阀12将二次侧筒体13的水排出；当二次侧筒体13水位偏低，打开补水阀11和补水泵对二次侧筒体13进行补水，最后通过电热元件1微调可以使二次侧的温度压力到达初始工况的参数要求。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统，包括二次侧筒体（13）以及安装在二次侧筒体（13）蒸汽空间内的一次侧U型传热管束（2）、盘管换热器（3），其特征在于：在所述一次侧U型传热管束（2）竖直段中部设置有电热元件（1），且在所述二次侧筒体（13）一侧壁上设置有补水阀（11），在所述二次侧筒体（13）顶部安装排气阀（14），在所述二次侧筒体（13）另一侧壁上安装有测温组件（9），测压接管由二次侧筒体（13）顶部引出且延伸至与二次侧筒体（13）底部连通，在测压接管上安装有液位计（10）以及测压组件（8）。

2.根据权利要求1所述的一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统，其特征在于：还包括安全阀（7）和排水阀（12），所述安全阀（7）与排气阀（14）连接，所述排水阀（12）与补水阀（11）连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统，其特征在于：在所述盘管换热器（3）进水端依次安装有流量计（4）和调节阀（5），所述盘管换热器（3）出水端连接有截止阀（6）。

4.根据权利要求1所述的一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统，其特征在于：所述测压组件（8）为压力变送器。

5.根据权利要求3所述的一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统，其特征在于：所述流量计（4）为V锥流量计、电磁流量计、超声波流量计或文丘里流量计。