CN112090245A - 一种汽水分离再热器用汽水分离单元 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于公开一种汽水分离再热器用汽水分离单元，它包括至少二个Y形对称设置分离组件，所述分离组件由框架组件和波形板组件构成，所述波形板组件设置在所述框架组件内，所述框架组件包括顶部支撑、进口均气孔板、底部支撑和疏水槽，所述疏水槽设置在所述底部支撑的下部；与现有技术相比，分离组件采用Y形结构布置，使在汽水分离再热器(MSR)有效的空间内可以布置更多的分离面积，提高了汽水分离再热器(MSR)的汽水分离能力，波形板采用侧边压紧，即保证了压紧效果，又节约了蒸汽流通空间，波形板为不锈钢材料制成，有效降低回路中的腐蚀产物，提高了使用寿命，分离效率高，压降阻力低，综合性能优良，实现本发明的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽水分离单元，特别涉及一种压水堆核电站常规岛汽水分离再热器的汽水分离单元。
背景技术
压水堆核电站，饱和蒸汽在汽轮机中膨胀做功后，蒸汽压力和温度逐渐降低，离开高压汽缸时，蒸汽湿度达到20％左右，如不采取措施直接送至低压缸做功，这种过高湿度的蒸汽将对汽轮机低压缸末级叶片产生严重的侵蚀，大大降低了低压缸的循环热效率，严重缩短汽轮机的寿命，同时也增加了湿气损失。为了改善低压汽缸的工作条件，在高低压汽缸之间设有汽水分离再热器(MSR)。
常规岛汽水分离再热器包括汽水分离器和蒸汽再热器两部分组成。汽水分离器由多组汽水分离单元组成。汽水分离单元的核心部件是波形板组件。从高压缸出来的湿蒸汽穿过波形板组件时进行曲线运动，在离心力、惯性力和附着力的作用下，蒸汽中的水滴被分离出来。从汽水分离单元分离出来的蒸汽进入蒸汽再热器进行再热以获得满足要求的干蒸汽，进入低压缸做功发电。汽水分离单元的性能好坏直接影响到汽水分离再热器(MSR)的整体效果，对电厂的热率有重要的影响。
汽水分离再热器(MSR)对汽水分离单元的分离性能和压降均具有较高要求。若分离单元结构设计不合理，将导致汽水分离效率下降，或压降增大，直接影响汽水分离再热器(MSR)的整体效率和汽轮机的寿命安全。
因此，特别需要一种汽水分离再热器用汽水分离单元，以解决上述现有存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽水分离再热器用汽水分离单元，针对现有技术的不足，在满足核电站蒸汽发生器设计要求的同时，提高分离效率、降低蒸汽阻力，在有效的汽水分离再热器(MSR)空间内提高了分离窗口的面积进而提高了汽水分离的能力。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种汽水分离再热器用汽水分离单元，其特征在于，它包括至少二个Y形对称设置分离组件，所述分离组件由框架组件和波形板组件构成，所述波形板组件设置在所述框架组件内，所述框架组件包括顶部支撑、进口均气孔板、底部支撑和疏水槽，所述疏水槽设置在所述底部支撑的下部。
在本发明的一个实施例中，所述进口均气孔板上设置了正三角形排布的气孔。
在本发明的一个实施例中，在所述底部支撑上设置有蒸汽出口围堰板。
在本发明的一个实施例中，所述疏水槽下部设置了长方形的开孔。
在本发明的一个实施例中，所述波形板组件由波形板及焊接在波形板上的挡水钩组成，所述波形板之间设置有定位块。
在本发明的一个实施例中，所述波形板组件通过一顶紧装置设置在所述框架组件内，所述顶紧装置包括压紧板和紧定螺钉螺母，所述压紧板通过紧定螺钉螺母固定在所述分离组件的两端。
本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元，与现有技术相比，分离组件采用Y形结构布置，使在汽水分离再热器(MSR)有效的空间内可以布置更多的分离面积，提高了汽水分离再热器(MSR)的汽水分离能力，波形板采用侧边压紧，即保证了压紧效果，又节约了蒸汽流通空间，波形板为不锈钢材料制成，有效降低回路中的腐蚀产物，提高了使用寿命，分离效率高，压降阻力低，综合性能优良，实现本发明的目的。
本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
附图说明
图1为本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元的结构示意图；
图2为本发明的图1的A-A的剖面示意图；
图3为本发明的汽水分离单元在热态汽水分离试验的结果示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
如图1至图3所示，本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元，它包括二个Y形对称设置分离组件，所述分离组件由框架组件和波形板组件构成，所述波形板组件设置在所述框架组件内，所述框架组件包括顶部支撑1、进口均气孔板2、底部支撑4和疏水槽5，疏水槽5设置在底部支撑4的下部。
在本实施例中，进口均气孔板2上设置了正三角形排布的直径为12.7mm的气孔。进口均气孔板2起到将进入到分离单元的湿蒸汽进行均匀分布的作用，防止局部气流过大而影响整体的分离效率。
在本实施例中，底部支撑4主要起到支撑固定波形板组件的作用，及时将蒸汽中分离的水排出到下部的疏水槽5内。在底部支撑4上设置有蒸汽出口围堰板3，对蒸汽中可能产生的如二次携带进一步分离，防止蒸汽将分离器出来的水分直接带出分离单元。
在本实施例中，疏水槽5下部设置了长方形的开孔，确保蒸汽中分离的水分能及时排除，避免疏水堆积造成蒸汽的二次携带。从两分离组件中分离出来的蒸汽汇集在分离单元的中间后进入再热器被加热成过热的蒸汽。
在本实施例中，所述波形板组件由波形板6及焊接在波形板6上的挡水钩组成，波形板6及挡水钩均采用奥氏体不锈钢材料，可以有效的提高产品的耐腐蚀性能及降低回路中的腐蚀产物的产生。波形板6是分离组件的核心部件，波形板6之间设置有定位块，使得波形板6组装时达到设计的间距。
在本实施例中，所述波形板组件通过一顶紧装置设置在所述框架组件内，所述顶紧装置包括压紧板7和紧定螺钉螺母8，在波形板6安装的过程中，当波形板6从顶部支撑1的开孔中装入后通过旋转紧定螺钉螺母8，推动压紧板7使得波形板6达到设计的间隙，同时也防止波形板6松动，导致运行时波形板6振动，对设备安全产生不利的影响。在波形板6压紧后，将紧定螺钉螺母8端部焊接固定，进步防止运行过程中在气流作用下紧定螺钉螺母8连接产生松动的可能。
本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元的工作过程如下：
湿蒸汽从Y形设置的分离组件两侧的进口均气孔板2进入，在波形板6形成的曲线通道中，在离心力、惯性力和附着力的作用下，蒸汽中的水滴附着在波形板6上，并形成水膜，而水膜更有利于细小水滴的附着进而使得大量的液滴依附在水膜上。同时，蒸汽流经波形板6区域，在波形板6的钩状槽中，可以收集板壁上的水以及捕获蒸汽流中的水滴，逐渐增厚的水滴在重力作用下，沿着波形板6向下汇集起来沿着钩形槽流入疏水槽5，从分离组件分离出来的蒸汽进入再热器进行再热以获得满足要求的干蒸汽。
本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元，在有效的汽水分离再热器(MSR)空间内增大了蒸汽分离面积，提高汽水分离能力。
波形板6材料为不锈钢，能有效降低回路中的腐蚀产物，提高了使用寿命；波形板6采用侧边压紧，即保证了压紧效果，又节约了蒸汽流通空间。
对本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元进行了实际工况的热态汽水分离试验。试验按照核电站中汽水分离再热器(MSR)实际运行的工况参数，对本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元进行了试验，试验过程中详细测定了分离单元进出口的湿度、压降等特征。
试验结果如图3所示，图a表示在汽水分离再热器(MSR)实际1.1MPa条件下的分离单元出口蒸汽湿度与进口蒸汽流速的关系，图b表示在汽水分离再热器(MSR)实际1.1MPa条件下分离单元的压降与进口蒸汽流速的关系。
通过热态汽水分离试验表明，本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元出口蒸汽湿度及压降满足工业设计要求，且其分离效率和压降优于目前核电厂正在使用的其他同类产品。
对本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元的框架进行可强度计算，采用有限元程序对其进行模型简化得到几何模型；通过计算，本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元的框架最大等效应力低于设计温度下的屈服极限，本发明的汽水分离再热器用汽水分离单元的框架的强度满足要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种汽水分离再热器用汽水分离单元，其特征在于，它包括至少二个Y形对称设置分离组件，所述分离组件由框架组件和波形板组件构成，所述波形板组件设置在所述框架组件内，所述框架组件包括顶部支撑、进口均气孔板、底部支撑和疏水槽，所述疏水槽设置在所述底部支撑的下部。
2.如权利要求1所述的汽水分离再热器用汽水分离单元，其特征在于，所述进口均气孔板上设置了正三角形排布的气孔。
3.如权利要求1所述的汽水分离再热器用汽水分离单元，其特征在于，在所述底部支撑上设置有蒸汽出口围堰板。
4.如权利要求1所述的汽水分离再热器用汽水分离单元，其特征在于，所述疏水槽下部设置了长方形的开孔。
5.如权利要求1所述的汽水分离再热器用汽水分离单元，其特征在于，所述波形板组件由波形板及焊接在波形板上的挡水钩组成，所述波形板之间设置有定位块。
6.如权利要求1所述的汽水分离再热器用汽水分离单元，其特征在于，所述波形板组件通过一顶紧装置设置在所述框架组件内，所述顶紧装置包括压紧板和紧定螺钉螺母，所述压紧板通过紧定螺钉螺母固定在所述分离组件的两端。
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