CN115430534A - 一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核电站设计技术领域，具体涉及一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，设置在通入到核电厂的内置换料水箱(4)中的泄压排放管道上，包括与所述泄压排放管道连通的连接定子(1)，设在所述连接定子(1)上的喷射器(2)，当所述泄压排放管道向所述内置换料水箱(4)中排放流体时，所述喷射器(2)能够随着所述流体的排出而旋转并对所述内置换料水箱(4)中的流体进行扰动。本发明利用流体自身动能推动喷射器(2)旋转，有效地降低了喷放导致的轴向载荷力，提高了设备的安全性，同时减少了内置换料水箱(4)内温度分层或局部高温，增强了内置换料水箱(4)的冷凝作用，有利于事故后泄压排放。

Description

一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置
技术领域
本发明属于核电站设计技术领域，具体涉及一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置。
背景技术
核电厂通常设置稳压器安全阀或余热排出安全阀来缓解一回路超压，一般会设置稳压器泄压箱收集安全阀排放的流体。除了上述安全阀会出现泄压排放的工况，也有其他高温高压管线事故后泄压排放的情况。稳压器泄压箱由于布置位置和空间受限，不能满足所有泄压排放的需求。在三代压水堆中，一般通过安全壳内的内置换料水箱(简称“水箱”)来收集泄压排放的需求，如图1所示。内置换料水箱布置在安全壳内地坑位置，混凝土结构外加刚敷面，水深2.8m，容积约为2200m3。内置换料水箱是核电厂事故后的重要水源，用来为一回路补水和淹没堆芯，其安全性和完整性尤为重要。以往的安全阀排放管线上设置有排放装置，该排放装置为固定式，在事故排放的过程中会对管道和结构产生较大的喷放载荷，这会对管道或支撑产生一定的危害性冲击。另外，内置换料水箱通常水温为50度以下，高温蒸汽或水在排放时遇到水箱内的冷水会产生冷凝，有利于事故后的排放。但是由于水箱体积较大，当排放流量较低时会在水箱中形成分层或局部高温，这对事故后排放的冷凝作用十分不利。
发明内容
本发明的目的是提供一种喷射装置，能够消耗喷放导致的轴向载荷力，提高设备的安全性，同时还能够增强内置换料水箱的内搅混作用，减少内置换料水箱内温度分层或局部高温，增强内置换料水箱的冷凝作用，有利于事故后泄压排放。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，设置在通入到核电厂的内置换料水箱中的泄压排放管道上，其中，包括与所述泄压排放管道连通的连接定子，设在所述连接定子上的喷射器，当所述泄压排放管道向所述内置换料水箱中排放流体时，所述喷射器能够随着所述流体的排出而旋转并对所述内置换料水箱中的流体进行扰动。
进一步，
所述连接定子为L型的弯管，中间为L型管道，所述L型管道的两端分别设有入口端和封闭端，所述入口端和所述封闭端均为直圆管型管道；
所述入口端用于与所述泄压排放管道连通，所述L型管道用于转变流体流动方向，所述封闭端用于安装所述喷射器；在所述封闭端的末端为密封结构，在所述封闭端的侧壁上设置排放孔；
所述泄压排放管道排放的流体依次通过所述入口端、所述L型管道后进入所述封闭端，随后通过所述排放孔进入所述喷射器，由所述喷射器排出。
进一步，所述排放孔为一对，径向对称设置在所述封闭端的侧壁上，两个所述排放孔的总面积不小于所述入口端的径向截面的面积；在所述封闭端的侧壁上还设有两道平行的环形的凹槽，用于与所述喷射器的连接；所述凹槽的宽度为0.5-1mm,深度为2-3mm；所述排放孔位于两道所述凹槽之间。
进一步，在所述凹槽与所述排放孔之间还设有一道环形的密封槽，所述密封槽内设置O型密封圈，用于配合所述喷射器对所述凹槽与所述排放孔之间实现密封。
进一步，
所述喷射器由转动套筒、分配管和喷头组成；
所述转动套筒为圆筒状结构，套设在所述封闭端的侧壁上；
所述分配管为若干根，呈弯刀形的弧状结构，均匀轴向设置在所述转动套筒的外表面上，所述分配管的一端与所述转动套筒连通，另一端为密封结构；
所述喷头为若干个，均匀设置在所述分配管的内弧一侧；
所述排放孔排放的流体经所述分配管从所述喷头射出，所述转动套筒能够随着所述流体的排出而旋转。
进一步，所述转动套筒内表面有两道环形的凸台，所述凸台的高度与所述封闭端的所述凹槽的深度相适应，通过所述凸台与所述凹槽的咬合配合，实现所述封闭端与所述喷射器的连接；所述凸台与所述凹槽间留有间隙用于实现所述转动套筒的旋转。
进一步，相邻的所述分配管之间按照120°或90°的间隔的弧度分布在所述转动套筒的周向上。
进一步，每个所述分配管上的所述喷头沿所述分配管的轴向和径向均为并列排布；轴向上每排8-10个所述喷头；径向上共设置6排所述喷头，相邻的两排所述喷头之间间隔的弧度为15°；所述喷头的喷射方向与所述转动套筒中心线垂直。
进一步，所述分配管在所述转动套筒的轴线方向上为同一水平布置或螺旋型布置。
进一步，还包括固定支座，所述固定支座的一端连接所述内置换料水箱的底部，另一端连接所述连接定子，用于将所述连接定子固定，限制所述连接定子在轴向上的位移。
本发明的有益效果在于：
1.利用流体自身动能推动喷射器2旋转，有效地降低了喷放导致的轴向载荷力，提高了设备的安全性。
2.利用喷头23产生的射流作用有效地增强了内置换料水箱4的内搅混作用，减少了内置换料水箱4内温度分层或局部高温，增强了内置换料水箱4的冷凝作用，有利于事故后泄压排放。
附图说明
图1是背景技术部分所述的安全阀排放系统的示意图；
图2是本发明具体实施方式中所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置的示意图；
图3是本发明具体实施方式中所述的连接定子1的示意图；
图4是本发明具体实施方式中所述的喷射器2的轴向示意图(图中喷头23的数量仅为示意作用，分配管22之间的间隔的弧度为90°)；
图5是本发明具体实施方式中所述的喷射器2的径向示意图(图中喷头23的数量仅为示意作用)；
图中：1-连接定子，2-喷射器，3-固定支座，4-内置换料水箱，11-入口端，12-L型管道，13-排放孔，14-封闭端，15-凹槽，16-密封槽，21-转动套筒，22-分配管，23-喷头，24-凸台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图2所示，本发明提供的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，设置在通入到核电厂的内置换料水箱4中的泄压排放管道上，其中，包括与泄压排放管道连通的连接定子1，设在连接定子1上的喷射器2，当泄压排放管道向内置换料水箱4中排放流体时，喷射器2能够随着流体的排出而旋转并对内置换料水箱4中的流体进行扰动。还包括固定支座3，固定支座3的一端连接内置换料水箱4的底部，另一端与连接定子1相连，用于将连接定子1固定，限制连接定子1在轴向上的位移。
如图3所示，连接定子1为L型的弯管，中间为L型管道12，L型管道12的两端分别设有入口端11和封闭端14，入口端11和封闭端14均为直圆管型管道；
入口端11用于与泄压排放管道连通(两者之间焊接固定)，L型管道12用于转变流体流动方向，L型管道12可以是弯管也可以是直管连接弯头的形式；封闭端14用于安装喷射器2；在封闭端14的末端为密封结构，流体无法通过，在封闭端14的侧壁上设置排放孔13；
泄压排放管道排放的流体依次通过入口端11、L型管道12后进入封闭端14，随后通过排放孔13进入喷射器2，由喷射器2排出。
排放孔13为一对，径向对称设置在封闭端14的侧壁上，两个排放孔13的总面积不小于入口端11的径向截面的面积；在封闭端14的侧壁上还设有两道平行的环形的凹槽15，用于与喷射器2的连接；凹槽15的宽度为0.5-1mm,深度为2-3mm；排放孔13位于两道凹槽15之间。
在凹槽15与排放孔13之间还设有一道环形的密封槽16，密封槽16内设置O型密封圈，用于配合喷射器2对凹槽15与排放孔13之间实现密封。
如图4、5所示，喷射器2由转动套筒21、分配管22和喷头23组成；
转动套筒21为圆筒状结构，套设在封闭端14的侧壁上；
分配管22为若干根，呈弯刀形的弧状结构，均匀轴向设置在转动套筒21的外表面上，分配管22的一端与转动套筒21连通，另一端为密封结构；
喷头23为若干个，均匀设置在分配管22的内弧一侧；
排放孔13排放的流体经分配管22从喷头23射出，转动套筒21能够随着流体的排出而旋转。
转动套筒21内表面有两道环形的凸台24，凸台24的高度与封闭端14的凹槽15的深度相适应，通过凸台24与凹槽15的咬合配合，实现封闭端14与喷射器2的连接；凸台24与凹槽15间留有一定间隙用于实现转动套筒21的旋转。
相邻的分配管22之间按照120°或90°的间隔的弧度分布在转动套筒21的周向上。
每个分配管22上的喷头23沿分配管22的轴向和径向均为并列排布；轴向上每排8-10个喷头23；径向上共设置6排喷头23，相邻的两排喷头23之间间隔的弧度为15°；喷头23的喷射方向与转动套筒21中心线垂直。
分配管22在转动套筒21的轴线方向上为同一水平布置或螺旋型布置；同一水平布置可以节省转动套筒21在轴向上的高度，螺旋型布置时的旋转耗散的喷射载荷更大，更有利于设备的安全。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (10)

1.一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，设置在通入到核电厂的内置换料水箱(4)中的泄压排放管道上，其特征是：包括与所述泄压排放管道连通的连接定子(1)，设在所述连接定子(1)上的喷射器(2)，当所述泄压排放管道向所述内置换料水箱(4)中排放流体时，所述喷射器(2)能够随着所述流体的排出而旋转并对所述内置换料水箱(4)中的流体进行扰动。
2.如权利要求1所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，其特征是：
所述连接定子(1)为L型的弯管，中间为L型管道(12)，所述L型管道(12)的两端分别设有入口端(11)和封闭端(14)，所述入口端(11)和所述封闭端(14)均为直圆管型管道；
所述入口端(11)用于与所述泄压排放管道连通，所述L型管道(12)用于转变流体流动方向，所述封闭端(14)用于安装所述喷射器(2)；在所述封闭端(14)的末端为密封结构，在所述封闭端(14)的侧壁上设置排放孔(13)；
所述泄压排放管道排放的流体依次通过所述入口端(11)、所述L型管道(12)后进入所述封闭端(14)，随后通过所述排放孔(13)进入所述喷射器(2)，由所述喷射器(2)排出。
3.如权利要求2所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，其特征是：所述排放孔(13)为一对，径向对称设置在所述封闭端(14)的侧壁上，两个所述排放孔(13)的总面积不小于所述入口端(11)的径向截面的面积；在所述封闭端(14)的侧壁上还设有两道平行的环形的凹槽(15)，用于与所述喷射器(2)的连接；所述排放孔(13)位于两道所述凹槽(15)之间；所述凹槽(15)的宽度为0.5-1mm,深度为2-3mm。
4.如权利要求3所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，其特征是：在所述凹槽(15)与所述排放孔(13)之间还设有一道环形的密封槽(16)，所述密封槽(16)内设置O型密封圈，用于配合所述喷射器(2)对所述凹槽(15)与所述排放孔(13)之间实现密封。
5.如权利要求4所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，其特征是：
所述喷射器(2)由转动套筒(21)、分配管(22)和喷头(23)组成；
所述转动套筒(21)为圆筒状结构，套设在所述封闭端(14)的侧壁上；
所述分配管(22)为若干根，呈弯刀形的弧状结构，均匀轴向设置在所述转动套筒(21)的外表面上，所述分配管(22)的一端与所述转动套筒(21)连通，另一端为密封结构；
所述喷头(23)为若干个，均匀设置在所述分配管(22)的内弧一侧；
所述排放孔(13)排放的流体经所述分配管(22)从所述喷头(23)射出，所述转动套筒(21)能够随着所述流体的排出而旋转。
6.如权利要求5所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，其特征是：所述转动套筒(21)内表面有两道环形的凸台(24)，所述凸台(24)的高度与所述封闭端(14)的所述凹槽(15)的深度相适应，通过所述凸台(24)与所述凹槽(15)的咬合配合，实现所述封闭端(14)与所述喷射器(2)的连接；所述凸台(24)与所述凹槽(15)间留有间隙用于实现所述转动套筒(21)的旋转。
7.如权利要求6所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，其特征是：相邻的所述分配管(22)之间按照120°或90°的间隔的弧度分布在所述转动套筒(21)的周向上。
8.如权利要求7所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，其特征是：每个所述分配管(22)上的所述喷头(23)沿所述分配管(22)的轴向和径向均为并列排布；轴向上每排8-10个所述喷头(23)；径向上共设置6排所述喷头(23)，相邻的两排所述喷头(23)之间间隔的弧度为15°；所述喷头(23)的喷射方向与所述转动套筒(21)中心线垂直。
9.如权利要求8所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，其特征是：所述分配管(22)在所述转动套筒(21)的轴线方向上为同一水平布置或螺旋型布置。
10.如权利要求1所述的一种用于事故泄压排放的旋转喷射装置，其特征是：还包括固定支座(3)，所述固定支座(3)的一端连接所述内置换料水箱(4)的底部，另一端连接所述连接定子(1)，用于将所述连接定子(1)固定，限制所述连接定子(1)在轴向上的位移。
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