CN1063927A - 特别适用于核电站的带环形总管蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

用于压力水反应器的蒸汽发生器，包括具有上部 形成蒸汽室的压力仓及一束U形交换管、环状供水 总管位于仓内交换管束之上，水平延伸并接于穿过压 力仓壁的供水进水管所述总管大体为环形形状。由 一端开口接于总管上部并向上凸起的钩状管将供水 释放进压力仓。钩状管等角间隔分布，根据在总管上 的角位置具有各自面积不同的节流横截面。

Description

本发明涉及一种包含有压力仓的蒸气发生器，在压力仓内含有一束热交换管，上部形成一个蒸气室，仓内还有一个大体上环形形状的环形总管，与一个通进封闭腔壁的供水进水管口相接，还有一个扩散装置以便将供水释放进封闭腔内，它是由沿着上部基体与总管连接的钩状管形成的。

本发明特别适合应用于包含有具有一束其中有反应器初级流体流过的U型交换管的蒸气发生器的核电站。

在反应器的正常工作状态下，外壳中的供水的自由面高于管口及总管，并且管口内的水的速度相对很高。工作条件才能得到满足。但另一方面，在各种不同的瞬时的例外情况下，工作条件也可能受到扰动。

人们已经提出了几种减小扰动的蒸气发生器。法国专利No.2333200（西屋电气公司）描述了一种具有倒J型释放管的蒸气发生器。倒J型释放管能使总管保持充满供水;其中至少有一个管位于入水口附近并比其余的管短，防止蒸气滞留于总管内。换热管束中的交换管是垂直的发夹形式的并且具有一条入口“热”腿（leg）及一条出口“冷”腿（leg），这些管子在热腿上面的总管部分的空间间距比在冷腿上面的总管部分的空间间距小。由于空间分布不对称形成的环形总管内的疲劳应力作用，使得这种结构并不理想。此外，由于在热腿上面的管子排列较密生产较为复杂。

另外一个现有技术中的蒸气发生器与上一个不同之处在于在环状总管处有一个有意设计的壁，以避免在供水注入管内水的冲击。该文不涉及由于交换管的热腿及冷腿的存在而引起的问题。

本发明的目的就是提供上述类型的经过改进的蒸气发生器，其交换管具有一条冷腿和一条比冷腿要经受更强烈冷却的热腿，另一个特殊的目的就是提供一个交换管对称分布的从而具有抗疲劳性的易于生产的蒸气发生器。

为实现这个目的，在所提供的蒸气发生器中，钩状或倒J形释放管等角间隔分布，并且至少局部地具有根据总管的位置具有面积不同的内截面。

上述特征换一种方式可表述为：交换管的节流横截面（即影响最大压头损失的沿着管子的最小面积）根据释放管的位置而变化。

在实际当中，典型的释放管至少跨越一部分长度上具有二种不同的直径，即在热腿之上部分具有较大的直径，而在冷腿之上的管子则具有较小的直径。通常，在热腿和冷腿之上的流速之比大约为80/20，两处的直径比为2/1。

作为一般的原则，释放管以交替方向径向安置，这种布置使近似环形总管具有比所述管都指向内时更小的总体直径。改变钩状管的出水口的方向可进一步减小直径，如不是垂直的而是倾斜的，与垂直方向成一定坡度，典型值为5°和30°。

通过以下对本发明的以非限制性示例给出的具体实施例及附图的描述，本发明将更为容易理解。

图1是根据本发明的蒸气发生器的部分剖视图;

图2是图1中发生器的供水总管和供水口的俯视图;

图3、4、5是图2中沿Ⅲ-Ⅲ，Ⅳ-Ⅳ及Ⅴ-Ⅴ方向的剖面示意图;

图3A，与图3相似，显示一个改型的实施例;及

图6及图7，与图3A相似，显示了其它的改型。

图1显示了一个具有通常所知的结构的，核电站正在使用的包含有压力水反应器（PWR）的蒸气发生器。这种通常结构在已经提到过的法国专利No.2333200已有说明。可以作为参考。该发生器包括一个含有一组发夹形交换管12的压力仓10，上部形成蒸气室并具有一个蒸气排出管14。压力仓容纳了一个大体上环状的总管16，它可能有或无凸起（即其外形可能是圆状或四叶形）。管口18将水注入总管16，具有固定在穿过压力仓10的套管上（未示出）的平直部分。它由节段20延伸，节段部分20与集水管10连接形成一个连接部分T。管口18接于主进水管，可能予先预热或不预热，并接于一个在正常状态下关闭的紧急供水管，（二者皆未示出）。

连接部分T20用某种方式如焊接固定于进水管口18及总管16的端部。注水管18或与总管16连接处于管路上游的T型部分最好包含有欧洲专利No0210895中描述的螺旋桨叶式导流板，避免或至少减小水冲击的危险。在连结部分T20上有益地装有两个钩型管。它们具有倒J形状，长段部分开口进入连结部分T，上面部分的一点。两个钩型管是同样的但方向相反，垂直于总管16的中面，并且纵向偏移。这些管子可按传统方式弯成半圆形，如图3所示。但是如图3A所示，J型的弯环部分可以是不完整的，以便释放出的供水与垂直方向有个斜度，通常在5到30度之间，使水流不会直接冲击连接部分T20的管壁。

当有分流板时，钩型管22处于分流板的下游。

如图所示，总管16是具有固定横截面积的环形管，并以仓10的轴旋转对称。总管16的水平中平面与注水管口18处于同一水平平，由于进水管口的流体在连接部分T20的二个出水口被分开，因此其直径较小。

钩形管在集水管上以等角距离分布，在图示的实施例中的16个管子，都具有倒J形状并径向布置但方向交错。当连接部分T20中或管18中放有保护导流板时，总管通常可为图2所示的形状，即环形形状。但位于交换器冷段之上的释放管24具有的内直径a比处于热段之上的释放管26具有的内直径D小。通常直径D近似等于2a时效果较好。而且通常取管22的内直径do的值为d。

如同管22一样，管24和26既可以具有半圆形的钩状也可以是如图4、图5所示的不完整的钩形，在这种情况下，出水口的方位使得水流离开管时与垂直方向有一个斜度，在5°至30°之间。于是，来自包括总管和释放管的部件的各个水流互相扩散，并且这种布置使得总管有可能具有明显小于压力仓10的直径的直径。管22用来替代连接部分T20上的周向分隔开的管。

如图3、3A、4及5所示，不论管22，24和26固定在哪个截面的位置，其顶点处于同一水平。

为进一步对释放管标准化，减少型式的数量，这些管子仅仅是在长度的一部分上的流动横截面积是不同的;于是所有释放管具有相同的内直径，局部地用隔膜减小，在图6图7所示的例子中，增加了一个端部，以局部地调整流动横截面积。图6中的端部28形成一个圆柱形外表面与一个收缩的内表面的环，如可通过焊接或铜焊固定到管的端面。图7的端部与图6不同之处在于有一个环状凸起部分3a用以焊接到管上相同的环形凸缘上。

Claims (6)

1、蒸气发生器，包括：

一个具有上部形成蒸气室的压力仓；

仓内的一束U形热交换管；

在所述压力仓内所述的管束之上的供水总管，基本上水平延伸并接于穿过压力仓壁的供水管，所述的总管具有基本上环形的形状；以及

供水扩散装置，用于将供水释放进交换管束上方的压力仓内，包括多个钩形管，每个管子的一端沿着总管上部与之连通并向上凸起，所述的钩形管基本上以等角间隔分开并各自根据其在总管上所处的角位置具有面积不同的节流横截面。

2、根据权利要求1的蒸气发生器，其中所述的U型热交换管束束的第一部分具有热腿在另一部分具有冷腿，处于热腿之上的释放管的节流横截面是圆状的，其直径基本上是另外所述释放管的节流横截面直径的两倍。

3、根据权利要求1的蒸气发生器，其中，所有所述的释放管互相具有相同的部分及限定流动横截面积的端件，该面积根据每个释放管在总管上的位置不同而变化。

4、根据权利要求3的蒸气发生器，其中每个所述的端件朝向释放出口收缩。

5、根据权利要求1的蒸气发生器，其中，所述释放管以交错的方向在平面中定向。

6、根据权利要求1的蒸气发生器，其中，每个所述的释放管的释放出口相对于垂直方向有一个5°到30°之间的斜度。

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