CN106345186A - 一种压水堆蒸汽发生器汽水分离器 - Google Patents

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矫明
宋印玺
张菲茜
应秉斌
周全
巢孟科
姚兆祯
李经怀
黄�俊
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract

本发明提供一种压水堆蒸汽发生器汽水分离器，其包括：锥段入口、旋叶片、挡水环、疏水孔及疏水下降通道和出口挡水扩散器，其中所述下降通道的底部设有限流环。本发明提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，提高了分离效率、降低阻力，使较少的汽水分离器即可满足蒸汽发生器设计要求。

Description

一种压水堆蒸汽发生器汽水分离器
技术领域
本发明涉及一种压水堆蒸汽发生器汽水分离器。
背景技术
蒸汽发生器为压水堆核电厂一、二回路之间的换热设备，用于将反应堆冷却剂的热量传给二次侧，使二次侧的水变成蒸汽，蒸汽经过汽水分离器和干燥器后，离开蒸汽发生器后驱动汽轮机进行发电。
汽水分离器是蒸汽发生器的重要组成部分，蒸汽发生器汽水混合物通过汽水分离器进行粗分离，降低干燥器入口汽水混合物湿度，为干燥器产生品质合格的干饱和蒸汽，保证汽轮机安全经济运行创造良好的工作条件。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种压水堆蒸汽发生器汽水分离器。
压水堆蒸汽发生器汽水分离器包括：锥段入口、旋叶片、挡水环、疏水孔及疏水下降通道和出口挡水扩散器，其中所述下降通道的底部设有限流环。
优选地，所述旋叶片前采用锥段入口。
优选地，所述旋叶片由位于中芯筒的6片曲叶片组成。
优选地，所述曲叶片的入口段呈90°，并以10°角度增量变化。
优选地，中芯筒与壁面处的所述曲叶片的出口角度不同。
优选地，所述旋叶片的上部装有挡水环并开有一定数量的疏水孔；所述挡水环与所述下降通道连接，所述下降通道的底部装有所述限流环；汽水分离器出口设置所述挡水扩散器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，提高了分离效率、降低阻力，使较少的汽水分离器即可满足蒸汽发生器设计要求。
2、本发明提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，通过锥段入口保证入口流速与旋叶片处流速接近，进而降低压降；旋叶片由6片曲叶片组成，汽水混合物流经旋叶片，利用离心力将液滴甩到筒壁，实现分离；该叶片采用三段曲面，平滑过渡，叶片入口呈90°，叶片出口在中芯筒处与筒壁处采用不同角度；叶片入口呈90°，可降低入口流体能量损失，叶片出口通过采用不同角度，提高导流能力，一方面可使出口汽水混合物流动方向更好的与筒壁贴合，避免流体冲击壁面引起能量损失、液体飞溅，一方面可降低形成稳定液膜的高度，提高分离效率。
3、本发明提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，汽水混合物继续向上流动，液膜经疏水孔、挡水环分离进入下降通道中，疏水孔位于形成稳定液膜的位置，挡水环位于液膜汽液界面处，最大限度分离液滴。
4、本发明提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，下降通道底部有限流环，使流出面积小于挡水环处面积，一方面可以增加背压，调节液膜厚度，一方面可以形成一定液面，防止气体下携带。经模拟分析，疏水孔与挡水环可分离出约74.8％的液体。
5、本发明提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，出口设置挡水扩散装置，可进一步分离液滴，其中挡水部分作用原理与挡水环相同，液滴通过下降通道分离排出，下降通道底部设有限流环。出口扩散装置主要是改变汽水混合物流向，以降低竖直方向流速，进而提高重力分离区的分离效率、降低干燥器入口流速，可提高整个汽水分离装置的性能。经模拟分析，该汽水分离器出口蒸汽湿度可达到4％左右。
附图说明
图1为本发明提出的压水堆蒸汽发生器汽水分离器模拟分析；
图2为本发明提出的压水堆蒸汽发生器汽水分离器示意图。
其中：1.锥段 2.旋叶片 3.限流环 4.疏水孔 5.下降通道 6.挡水环 7.挡水扩散装置。
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和2所示，压水堆蒸汽发生器汽水分离器包括：锥段入口、旋叶片、挡水环、疏水孔及疏水下降通道和出口挡水扩散器，其中所述下降通道的底部设有限流环。
所述旋叶片前采用锥段入口，以降低流阻。所述旋叶片由位于中芯筒的6片曲叶片组成。所述曲叶片的入口段呈90°，并以10°角度增量变化。中芯筒与壁面处的所述曲叶片的出口角度不同。所述旋叶片的上部装有挡水环并开有一定数量的疏水孔；所述挡水环与所述下降通道连接，所述下降通道的底部装有所述限流环；汽水分离器出口设置所述挡水扩散器，可进一步分离液体，均匀蒸汽分布。
蒸汽发生器中汽水分离器综合性能不达标将导致汽水分离效率下降，设备体积增加，影响核电站的经济安全运行。而本发明提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器能够提高分离效率、降低阻力，使用较少数量的汽水分离器即可满足蒸汽发生器设计要求。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，提高了分离效率、降低阻力，使较少的汽水分离器即可满足蒸汽发生器设计要求。
2、本实施例提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，通过锥段入口保证入口流速与旋叶片处流速接近，进而降低压降；旋叶片由6片曲叶片组成，汽水混合物流经旋叶片，利用离心力将液滴甩到筒壁，实现分离；该叶片采用三段曲面，平滑过渡，叶片入口呈90°，叶片出口在中芯筒处与筒壁处采用不同角度；叶片入口呈90°，可降低入口流体能量损失，叶片出口通过采用不同角度，提高导流能力，一方面可使出口汽水混合物流动方向更好的与筒壁贴合，避免流体冲击壁面引起能量损失、液体飞溅，一方面可降低形成稳定液膜的高度，提高分离效率。
3、本实施例提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，汽水混合物继续向上流动，液膜经疏水孔、挡水环分离进入下降通道中，疏水孔位于形成稳定液膜的位置，挡水环位于液膜汽液界面处，最大限度分离液滴。
4、本实施例提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，下降通道底部有限流环，使流出面积小于挡水环处面积，一方面可以增加背压，调节液膜厚度，一方面可以形成一定液面，防止气体下携带。经模拟分析，疏水孔与挡水环可分离出约74.8％的液体。
5、本实施例提供的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，出口设置挡水扩散装置，可进一步分离液滴，其中挡水部分作用原理与挡水环相同，液滴通过下降通道分离排出，下降通道底部设有限流环。出口扩散装置主要是改变汽水混合物流向，以降低竖直方向流速，进而提高重力分离区的分离效率、降低干燥器入口流速，可提高整个汽水分离装置的性能。经模拟分析，该汽水分离器出口蒸汽湿度可达到4％左右。
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 (6)

1.一种压水堆蒸汽发生器汽水分离器，其特征在于，包括：锥段入口、旋叶片、挡水环、疏水孔及疏水下降通道和出口挡水扩散器，其中所述下降通道的底部设有限流环。
2.根据权利要求1所述的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，其特征在于，所述旋叶片前采用锥段入口。
3.根据权利要求1所述的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，其特征在于，所述旋叶片由位于中芯筒的6片曲叶片组成。
4.根据权利要求3所述的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，其特征在于，所述曲叶片的入口段呈90°，并以10°角度增量变化。
5.根据权利要求3所述的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，其特征在于，中芯筒与壁面处的所述曲叶片的出口角度不同。
6.根据权利要求1所述的压水堆蒸汽发生器汽水分离器，其特征在于，所述旋叶片的上部装有挡水环并开有一定数量的疏水孔；所述挡水环与所述下降通道连接，所述下降通道的底部装有所述限流环；汽水分离器出口设置所述挡水扩散器。
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