CN1079544A - 装备有一个改进的变向及净化装置的蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

一个装备于核电站的蒸汽发生器，有连接于管道 盘或管道板12的倒U形管并被在其底部有底部流 量分配盘41的一个内壳26所围绕；有在管道盘12， 流量分配盘41和管道的热和冷分管之间称为水道 的空间46，在此空间中含一个变向及净化箱44。后 者延伸长过水道的全长并在高度上伸至较低的内壳 26的边缘。变向及净化箱在其底面上设有净化孔 50而使同时在管道盘12附近区域中实现变向功能 和次级流体的排泄功能。

Description

本发明是关于一个用于压水式核反应堆中的蒸汽发生器和在其中装备的变向及净化装置，在紧靠管道板或盘附近，装有一个新设计的变向及净化装置。

如法国专利FR-A-2    333    200所详细阐明的，装备于一核电站的蒸汽发生器通常有垂直轴向（vertically    axed）的外壳，其内部空间在高度方向上被一个称为管道盘或管道板的水平盘分为2个部分。倒置的U型管道束中的管子的端部固定于管道盘并分别向下通入其下面的一进入收集器或集管和一排泄收集器或集管以使反应堆初级循环器中水能流动，此水称为初级水，流入蒸汽发生器二次循环器的水称为次级水，它是来自蒸汽发生器外边的所谓给进水和来自蒸汽发生器上部的所谓再循环水的混合体。给进水通过一个环状或半环状的补给分配器注入蒸汽发生器位于管道盘之上的部分。这补给分配器通常置于由外壳和一个覆盖管道束并且其底边和管道盘分开的内壳之间所形成的一个环形再循环空间之上。

在这样一台蒸汽发生器中，尽最大的可能阻止在临近管道盘的特定区域内次级水的滞流是最重要的。上述水可能含有泥或悬浮体，它的在管束周围管道盘上的沉淀能导致上述管道封接的快速腐蚀。当蒸汽发生器过多数量的管道变为不能工作时，必须更换整个蒸汽发生器。很明显，从成本和导致核电站关闭时间的角度看这是不希望的。为了限制在管道盘附近次级水滞流的区域，在内壳底部包围管道束处安置一个水平的流量分配盘，此盘中央部分有一个开口。

另一个问题将在蒸汽发生器的特定区域出现，此区域位于管道盘的紧上边，此问题和均一化作用或使混合液体的温度均一有关，此混合液体是指通过蒸汽发生器的补给集管导入的给进水和从位于蒸汽发生器顶部水汽分离器并再次通过环状重复循环空间下落的重复循环水。上述混合液体在内壳中围绕管束上升之前确保对其流速有一个好的调整也是所希望的。

这一问题一般是通过在管道盘之上称之为水道的空间中放置管路阻塞装置来解决，水道由上述盘、流量分配盘和管道中热和冷分管之间的空间构成。

管道盘上方的立即净化也是所希望的，也能在上述区域内将次级流体取样或排出，并使主要在次级流体流速较慢的区域里执行净化，尤其是在管道盘的中央部位。

为实现此功能，在水道中通常有两个管，他们在其较低部分有孔并连接至置于蒸汽发生器外边的净化环路。此净化环路使检查次级流体化学浓度成为可能，以使他们维持在允许的值。它同样使管道盘附近对次级流体所含悬浮物的取样成为可行。

在一个举例说明中，美国专利US-A-4    664    178描述了一个蒸汽发生器，它在管道盘附近装备有一个净化管并在净化管上方有一个L形变向装置，在覆盖管束的内壳基部。

尽管至今用的变向及净化装置运转令人满意，但它们带有的缺点是需要在蒸汽发生器中附加较大数量的分隔部分，这使得蒸汽发生器的安装复杂化，增加其价格并使维修保养更为困难。

本发明特别和有倒置U型管的蒸汽发生器有关，具有新型的变向及净化装置，这一装置由同时实现这两种功能的单一设备构成。

更为具体的是，本发明所提的蒸汽发生器，它包含垂直轴的外壳，一个紧密固定在外壳内的水平管道盘，一束倒置的U型管，这些管有其端部固定于管道盘的冷和热分管并向下通入管道盘，分别进入用于初级流体的一个进入集管和一个排泄集管，一个包覆管束的内壳，内壳底边和管道盘有一定距离并和外壳构成了一个环状的重复循环空间。次级水给进装置通入管道盘上方的外壳，次级蒸汽引出设备通过内壳和外壳的顶部。变向及净化装置位于管道盘，第一水平盘和管道的热和冷分管之间形成的空间中，其特点是变向和净化装置包含一个或更多的变向及净化箱，这些箱延伸过全部或部分上述空间的长度至内壳附近，向上延伸到内壳底边附近。所述之箱和管道盘隔开一定距离并有对着后者的净化孔。

更可取的是，这个变向和净化箱在高度上延伸至流量分配盘和内壳底边之间的一个中间水平，而且蒸汽发生器内、外壳上形成的检查孔紧接着通过此变向及净化箱的纵向边部上方。

根据本发明的变向及净化箱通过至少一个排泄管道连接于排泄装置，排泄管在此箱的底部至少端部之一通出。

在本发明的一个实施例中，至少2个排泄管侧向通过此变向及净化箱的两边通入其中央部分，箱具有对着管道盘的孔。这一特点使得在紧位于管道盘上方蒸汽发生器的中央部分中改善排泄效率成为可行。

按照本发明的一个最佳实施例，变向及净化箱有一构成纵向回收槽的底。其中通有净化孔。

作为这具体方案箱体的一个功能，此变向及净化箱可在全长有均一横剖面或替代地为一变化的剖面。

本发明适于任何管道盘蒸汽发生器类型，并尤其适用于锅炉型或轴向预热器型。

更为具体地，对于管子热和冷分管之间无分隔的“锅炉型”蒸汽发生器，此变向及净化箱通过支撑构件放在管道盘上，支撑构件之间有净化孔。

此外，在轴向预热器型的蒸汽发生器中，一垂直分隔板置于管道束热和冷分管之间并连接于管道盘，此情况下，变向及净化箱包含在分隔板两边并为后者所支撑的两个部分。

以下就非限制性实施例并参照附图，对本发明更详细地描述，其中：

图1是本发明锅炉型蒸汽发生器部分垂直剖开的侧视图。

图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的较大比例的横剖面图。

图3是沿图2中Ⅲ-Ⅲ线的较大比例的横剖面图。

图4是沿图3中Ⅳ-Ⅳ线的一个横剖面图。

图5是一个轴向预热器式蒸汽发生器情况下和图4相比较说明本发明的第二个实施例。

图6是图5所示的变向及净化箱的透视图。

图1概示了一个锅炉型蒸汽发生器，说明本发明的第一个可行的实施例。本蒸汽发生器确保压水式核反应堆的初级水管路和次级水、汽管路之间的热传导。

图1表示了蒸汽发生器的立轴的回转体外壳10。外壳10通过紧密连接在外壳上的一个水平管道盘12限定了又分为一个初级低部部分和一个次级较高部分的封闭的内层空间。

垂直隔板14将一般称为水箱的初级较低部分再分为一个入水集管16和一个泄水集管18，使水流入反应堆的初级循环系统。焊接在蒸汽发生器外壳10上的管道20，22分别连接上述初级循环的集管16和18。

一束倒U形管24紧密地连接在管道盘12上并位于由后者（管盘）所限定的上部区域内。这样管道的两头分别通入入水集管16和排水集管18。管道24的垂直分管24a通入进入集管称为热分管，管道24的垂直分管24b通入排水集管18称为冷分管。

管道束24被在和外壳10中呈同轴方式配置的内壳26所包裹和覆盖。所说的内壳26上部的水平壁通入汽、水分隔器28，其顶上装有干燥箱29，此干燥箱连接在具有一位于外壳10顶部的蒸汽排泄管30的在内壳26内提供的空间27。内壳26的底边置于管道盘12之上给定距离处，以便在由二壳10、26所限定的环形重复循环空间32和由内壳26所限定的空间27之间形成一个通道。

对蒸汽发生器的次级水供给由在位于环形重复循环空间32紧上方的一个环形供给分配器38实现。一个给进管34紧密地穿过蒸汽发生器的外壳10并同入供给分配器38，分配器能特别用倒置的J型管36和环形重复循环空间32连接。

规则间隔的水平流量分配盘40安装于内壳26内，这些盘有管孔使其能在全部高度上对管道束24进行支承以使沿内壳26中上升的次级水达到最大均匀径向分布。

图1中较低的流量分配盘41置于内壳26底边稍高的位置，它因有相对来说较大的横剖面中央开口而不同于其它的盘40，这样，这个较低的盘41使通过环状重复循环空间32下降的次级水不在其冲洗了内壳26的下沿之后立即上升成为可行，它将特别导致在管道盘12上方中心部分产生一个静止区。

根据本发明，一个变向及净化箱44安装于由管道盘12、底部流量分配盘41和管道束24的热分管24a及冷分管24b之间形成的空间中，此空间称为水道，由图4中的标号46所指明。

通过图2至4更清楚地说明，此变向及净化箱44水平及径向地延伸过空间46的全长至靠近内壳26处。在图1至图4说明的具体装置中，对应于一个锅炉型蒸汽发生器，管束24中的冷和热分管没有分隔，变向及净化箱通过支撑构件48置放于管道盘12之上以确保在此箱底和管道盘上表面之间形成一个间隔。

此间隔使形成于箱44底部的净化孔能从空间46中管道盘12附近区域在上述箱中排泄次级流体。为此，净化孔连通支撑构件48之间更有利地是在蒸汽发生器中部这些孔比位于外壳附近区域的孔有更多的数量和或者有更大的横切面，以致有利于上述中央部分的排泄，在此部分次级流体的位移较小。

而且，至少一个孔（图3和4）在位于蒸汽发生器中央部分的变向箱44的顶部形成，此孔确保当水被导入蒸汽发生器时箱44中的次级流体的透过。

如由图3和4特别说明的代表性实施例，变向及净化箱有一个大致为矩形的横剖面并从支撑构件48向升高的方向延至一个低于底部流量分配盘41并高于内壳26底边的水平。这样箱44实现了变向功能，即，就那个箱子而言它对次级流体的水平流动在横向构成了一个障碍，这样此变向及净化箱实现了次级流体在空间27上升之前使其温度均一的功能并有助于上述流体的流率在管道盘附近能更好地分配。

对此和以前的变向或阻塞装置一样的功能，增加了一个净化功能，此功能通过净化孔50和在箱44的各边通入其底部排泄管52（图3）来实现。排泄管束52中每一管将箱44连接至位于蒸汽发生器外部并图示于图2中的排泄装置54。

排泄装置54能从蒸汽发生器泵出少量的次级水以检查上述流体的化学浓度使其保持在一个允许的水平以对趋于沉淀于空间46中管道盘上的悬浮物取样或将其除去。

为促使变向和净化箱中的次级流体流至排泄管52，箱44底部形成一个水平回收槽55，此槽底部连通净化孔50，此槽55如图4所示，有一个V形横剖面。此形状可特别地通过加工构成箱44底的轨道56的上表面时而得到，箱44通过后者置于支撑构件48之上。箱44的其余部分由弯成U形的板58构成，其边部焊于轨道56的侧面上。箱44的端部通过焊接于板58和轨道56的板构成，排泄管52焊接于以后述的板上，以通入位于轨道56上表面加工成V形的底。

应注意的是本变向及净化箱44这一具体结构仅以一个例证给出，可对上述箱制造方法和材料进行多种改动但不超出本发明的范围。

因此，所示的箱44的大致上为一矩形的横剖面，可被正方形、三角形或类似的形状所代替。更进一步，不用图3中现用的实线展示一个连续的横剖面，箱44也可由一个如图中点划线表示的渐变的横剖面。和位于内壳26附近区域此箱的高度相比，这一渐变的横剖面特别地导致位于蒸汽发生器中央部分的此箱的高度上的减小。这导致发生在空间46中的中央部分次级流体取样效率的改进。

而且如图2所具体表示的那样，位于蒸汽发生器中部中的取样操作能进一步地通过对变向净化箱44加上两根净化管60得到改进，这两根管连接于箱44的每个侧面。位于后者中央部分且在其下部部位同样有转向管道盘12的净化孔62。

变向及净化箱44几何形状的设计也考虑到维修操作的要求，此操作必须是在蒸汽发生器的管道束24底可实施的。因此，如图3所示，箱44的上壁大致上和蒸汽发生器内壳26上的检测孔64的底边处在一个水平上，这些检测孔64则做成对着蒸汽发生器外壳10上的检测孔66并且通常被在图中未示的塞子封闭。如图3所示，检测孔64，66位于空间46的延伸部分，以便操作者能在管道束24的热和冷分管之间得以接近。

如图5和6所示，本发明不仅仅局限于锅炉型的蒸汽发生器，而且也适用于轴流式预热器型蒸汽发生器，在这种类型的蒸汽发生器中垂直分隔板68置于管道24的热分管24a和冷分管24b之间并接于管道盘12。这种连接尤其可通过以下的办法来确保，即，安装一个构成分隔板68底边的倒U型型材69并用焊接或机械方法固定在管道口上表面的一个拱肋13上，此肋位于水道的轴线上。

在此情况下，变向及净化箱44在隔板68的两边有2个舱室45。此舱室对隔板呈对称排列。如图5和6所示，这两个室可由被折弯并焊接在分隔板68两侧的两个分隔板构成，以限定两个分开的宝。

考虑到由隔板68对两个室的分开，每个室在箱44底部有净化孔50，这些孔的横剖面和/或者数目从蒸汽发生器的中央至边缘减少。

如图5和6所示，每个室45的底部中形成了净化孔50并向分隔板方向倾斜，以便有助于次级流体的排泄。此外，每个室45的顶部向分隔板68倾斜，以向内向上弯曲次级流体的流动。

从图6中可看到：变向及净化箱44的每个室45通过在箱44两边的分隔排水管53和位于蒸汽发生器外边未在图中显示的排泄设备相连接。

如本发明第一个实施例，变向及净化箱44的每个室的顶部有至少一个孔72（图5），位于蒸汽发生器的中央部位，孔72确保当水通过净化孔50被导入蒸汽发生器时次级流体透进箱44。

如图6所示，在此情况蒸汽发生器有一个居中的半柱面的壳74，它从外部使内壳26变为双层，后者的这一部分环绕管道24的冷分管图1的给进分配器38因此有了一个半环形状，从仅给位于内壳26和中间壳74之间的空间提供给进水。如图6所概示，箱44的端部因此可由中间壳74所封闭。

在图5和6所示的实施例中，变向及净化箱44实现了第一个实施例所描述的同样功能并有同样的特性。

Claims (10)

1、蒸汽发生器包含一个垂直的外壳，一个牢固地固定在此外壳内的水平管道盘，一有热和冷分管的倒置U形管道束，其中的热和冷分管的端部固定至管道盘并通入此盘之下，用于初级流体的一个进入集管和一个排泄集管，一个覆盖管道束的内壳，它的底边和管道盘分开并和外壳形成重复循环空间，次级水给进装置从管道盘上方通入外壳，次级蒸汽引出装置通过内，外壳的顶部，其特征在于：变向及净化装置位于管道盘，第一水平盘和管道冷、热分管之间所形成的空间中，变向及净化装置含有一个或多个变向及净化箱，该箱延伸过上述空间的全部或部分长度至内壳附近，向高方向上延伸至内壳底边的附近，上述箱和管道盘隔开并有对着管道盘的净化孔。

2、按照权利要求1所述的蒸汽发生器，变向及净化箱在向高方向上延伸至流量分配盘和外壳底边之间的一个中间水平。

3、按照权利要求2所述的蒸汽发生器，形成于内壳及外壳上的检测孔紧在变向及净化箱纵向端部的上方通过。

4、按照权利要求1所述的蒸汽发生器，此变向及净化装置包含和变向及净化箱相连接的排泄装置，这种连接通过至少一个通入此箱至少一个端部的排泄管实现。

5、按照权利要求1所述的蒸汽发生器，此变向及净化装置同样包含至少两个从变向及净化箱两侧向接入此箱中心部分的净化管并有着对着管道盘的其它净化孔。

6、按照权利要求1所述的蒸汽发生器，此变向及净化箱有一个形成纵向回收槽的底。在其中通着净化孔。

7、按照权利要求1所述的蒸汽发生器，此变向及净化箱有一个均一的横剖面。

8、按照权利要求1所述的蒸汽发生器，此变向及净化箱有一个渐变的横剖面。

9、按照权利要求1所述的蒸汽发生器，此变向及净化箱通过支撑构件置于管道盘上，支撑构件之间形成净化孔。

10、按照权利要求1所述的蒸汽发生器，管道束的热和冷分管被连接于管道盘的垂直分隔板分开，变向及净化箱在上述分隔板两边有两个部分并被后者所支撑。

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