CN207611617U - 热分层消除装置及波动管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热分层消除装置及波动管，热分层消除装置设置在波动管的管体内，其包括径向连接在管体内的支撑轴、可转动穿设在所述支撑轴上的转动件、至少一个连接在所述转动件外侧面上的翅片。本实用新型的热分层消除装置，设置在波动管内，无需任何外部电源及辅助系统，利用冷却剂的波动冲击使其翅片转动来搅拌混合管内的冷却剂，有效地改善了波动管内的热分层现象，降低了波动管疲劳失效的概率，提高了波动管的寿命，提高核电站的安全性。

Description

热分层消除装置及波动管

技术领域

本实用新型涉及反应堆冷却系统技术领域，尤其涉及一种热分层消除装置及波动管。

背景技术

波动管是反应堆冷却剂系统中连接稳压器和一回路热侧的重要管道设备，其主要功能是在一回路中冷却剂温度和容积发生变化时，使一回路的冷却剂流入稳压器或从稳压器流回到一回路，从而保证稳压器为反应堆冷却剂系统提供连续的冷却剂容积和压力调整，是一回路压力边界的组成部分，其结构完整性对核电站安全运行有重要作用。

波动管连接的两个设备内介质温差较大，当冷却剂在波动管内波动较慢时，来自主管道的冷却剂温度低，密度大，占据波动管管道截面的下部；来自稳压器的冷却剂温度高，密度小，占据波动管管道截面的上部，这样就出现热分层现象，不同温度层间缺乏充分混合，在管道截面上产生不均匀的温度分布，这种情况的反复出现导致波动管产生弯曲应力，增加波动管焊缝疲劳失效的可能性。为此，需要提出一种用于改善波动管热分层现象的装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种改善波动管中热分层现象、提高反应堆安全性的热分层消除装置及具有该热分层消除装置的波动管。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种热分层消除装置，设置在波动管的管体内，所述热分层消除装置包括径向连接在管体内的支撑轴、可转动穿设在所述支撑轴上的转动件、至少一个连接在所述转动件外侧面上的翅片。

优选地，所述支撑轴上设有限制所述转动件轴向位移的限位件；所述限位件分布在所述转动件的相对两侧。

优选地，所述转动件对应所述管体的中心轴线穿设在所述支撑轴的中间位置上。

优选地，所述翅片表面所在平面平行所述支撑轴的轴向。

优选地，所述转动件为轴承。

优选地，所述翅片的形状为扇形、圆形、多边形或螺旋形。

本实用新型还提供一种波动管，包括管体以及至少一个以上任一项所述的热分层消除装置；所述热分层消除装置设置在所述管体内。

优选地，所述管体包括与稳压器连接的至少一段弯曲段、与所述弯曲段相接并连接主管道的水平段；所述热分层消除装置设置在所述水平段内。

优选地，所述波动管包括两个所述热分层消除装置；两个所述热分层消除装置间隔设置在所述水平段的两端处。

优选地，所述弯曲段相对水平面的倾斜角度为2°-15°。

本实用新型的热分层消除装置，设置在波动管内，无需任何外部电源及辅助系统，利用冷却剂的波动冲击使其翅片转动来搅拌混合管内的冷却剂，有效地改善了波动管内的热分层现象，降低了波动管疲劳失效的概率，提高了波动管的寿命，提高核电站的安全性。

本实用新型的热分层消除装置，结构简单，经济性好，可推广用于存在热分层现象的工业管道中，适用性广。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例的波动管的连接结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的波动管的径向截面结构示意图；

图3是本实用新型一实施例的波动管的水平段的轴向截面结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型一实施例的波动管，包括管体10以及至少一个设置在管体10内的热分层消除装置20。

在一应用中，管体10连接在一回路的主管道2和稳压器1之间，在一回路中冷却剂温度和容积发生变化时，一回路的冷却剂通过管体10流入稳压器1或从稳压器1流回到一回路。

管体10可包括与稳压器1连接的至少一段弯曲段11、与弯曲段11相接并连接主管道2的水平段12。在布置高度上，稳压器1位于主管道2的上方，管体10通过弯曲段11的一端连接稳压器1，弯曲段11相对稳压器1向下环绕延伸，通过水平段12连接主管道2。

管体10中，通过环绕延伸的弯曲段11，能很好地减少波动管膨胀收缩所产生的热应力影响。其中，弯曲段11向下环绕延伸设置，使得弯曲段11相对水平面倾斜，倾斜的角度可为2°-15°。

在管体10中，水平段12内流体(如冷却剂)流速较慢，是热分层现象发生的最主要区域，因此优选将热分层消除装置20设置在水平段12内。

进一步优选地，如图1、3所示，波动管包括两个热分层消除装置20；两个热分层消除装置20间隔设置在水平段12的两端处，即一个热分层消除装置20靠近弯曲段11，另一个热分层消除装置20靠近主管道2。

如图2、3所示，热分层消除装置20包括支撑轴21、转动件22以及至少一个翅片23。支撑轴21径向连接在管体10内，两端通过焊接等方式固定在管体10内壁的相对两侧上。转动件22穿设在支撑轴21上并可相对支撑轴21转动(圆周转动)。翅片23连接在转动件22的外侧面上，在外力冲击下，转动件22和翅片23同时转动。

作为选择，支撑轴21对应管体10的内径设置其中，管体10的中心轴线与支撑轴21的轴线相垂直交叉。转动件22可对应管体10的中心轴线穿设在支撑轴21的中间位置上。翅片23在转动件22上的高度小于管体10的半径，翅片23的宽度也小于管体10的半径，使得翅片23远离转动件11的外端与管体10的内壁之间、翅片23的侧面与管体10的内壁之间有足够的间隔供冷却剂通过。

此外，为限制转动件22在支撑轴21上轴向位移，支撑轴21上设有限位件(未图示)；限位件分布在转动件22的相对两侧。限位件可为限位销、限位凸台等。

转动件22可为轴承。

翅片23可通过焊接方式或一体铸造方式连接在转动件22上。翅片23的形状可为但不限于扇形、圆形、多边形或螺旋形等。

翅片23表面所在平面平行支撑轴21的轴向，从而翅片23的表面朝向冷却剂的流动方向，在冷却剂流动冲击下，带动转动件22相对支撑轴21圆周转动。

如图3所示，本实施例中，翅片23设有三个，均匀间隔连接在转动件22的外周侧面上。

可以理解地，热分层消除装置20中，支撑轴21、转动件22和翅片23的尺寸均可根据管体10内径做调整，翅片23的数量也可根据管体10内径增减。

热分层消除装置20在管体10内使用时，当冷却剂在波动管内波动时，冷却剂的冲击使翅片23转动，从而使得管体10内处于上层的较高温度的冷却剂与处于下层的较低温度的冷却剂进行充分混合，减弱管内热分层现象。降低了波动管疲劳失效的概率，提高了波动管的寿命。

另外，本实用新型中的热分层消除装置20，并不限于在波动管内的应用，还适用于存在热分层现象的各种管道中，适用性广。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种热分层消除装置，其特征在于，设置在波动管的管体（10）内，所述热分层消除装置（20）包括径向连接在管体（10）内的支撑轴（21）、可转动穿设在所述支撑轴（21）上的转动件（22）、至少一个连接在所述转动件（22）外侧面上的翅片（23）。

2.根据权利要求1所述的热分层消除装置，其特征在于，所述支撑轴（21）上设有限制所述转动件（22）轴向位移的限位件；所述限位件分布在所述转动件（22）的相对两侧。

3.根据权利要求1所述的热分层消除装置，其特征在于，所述转动件（22）对应所述管体（10）的中心轴线穿设在所述支撑轴（21）的中间位置上。

4.根据权利要求1所述的热分层消除装置，其特征在于，所述翅片（23）表面所在平面平行所述支撑轴（21）的轴向。

5.根据权利要求1-4任一项所述的热分层消除装置，其特征在于，所述转动件（22）为轴承。

6.根据权利要求1-4任一项所述的热分层消除装置，其特征在于，所述翅片（23）的形状为扇形、圆形、多边形或螺旋形。

7.一种波动管，其特征在于，包括管体（10）以及至少一个权利要求1-6任一项所述的热分层消除装置（20）；所述热分层消除装置（20）设置在所述管体（10）内。

8.根据权利要求7所述的波动管，其特征在于，所述管体（10）包括与稳压器（1）连接的至少一段弯曲段（11）、与所述弯曲段（11）相接并连接主管道（2）的水平段（12）；所述热分层消除装置（20）设置在所述水平段（12）内。

9.根据权利要求8所述的波动管，其特征在于，所述波动管包括两个所述热分层消除装置（20）；两个所述热分层消除装置（20）间隔设置在所述水平段（12）的两端处。

10.根据权利要求8所述的波动管，其特征在于，所述弯曲段（11）相对水平面的倾斜角度为2°-15°。