CN219243549U - 一种核电用板壳式蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

一种核电用板壳式蒸汽发生器，卧式筒体的长度大于其高度，卧式筒体中设置有板壳式换热器本体，板壳式换热器本体包括有介质入口、介质出口和循环水流道，板束组件的底部与卧式筒体的内腔底部之间设置有滑道组件，卧式筒体的底部设置有循环水入口，卧式筒体的顶部设置有高压蒸汽出口，高压蒸汽出口处设置有气水分离装置，卧式筒体的底部设置有间断排污口，卧式筒体的侧面设置有连续排污口、温度计口以及液位计口。本实用新型零部件少，生产制造难度小，安装简单，板束组件可利用滑道组件进行滑动，方便板束组件的拆装。利用丝网除沫器将水蒸气分离为干饱和的蒸汽，便于发电设备使用。本实用新型的板壳式蒸汽发生器的占地面积是管壳式蒸汽发生器1/3~1/4。

Description

一种核电用板壳式蒸汽发生器

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及核电设备，特别是一种核电用板壳式蒸汽发生器。

背景技术

随着核电基地的增多和发电机组的扩大，企业管理成本居高不下，而风电、光伏发电等新能源产业在快速发展中成本大幅下降，这无疑对核电产业发展带来挑战，所以采用先进节能高效核电生产设备是势在必行。

核电生产包含着复杂的能量转换和热量传递过程，因而核电站要用到很大数量的换热器。每台核电机组要用到数十台各种用途的换热器，在核电站换热器中，蒸汽发生器是最重要且难度最大的换热器。蒸汽发生器是产生汽轮机所需蒸汽的换热设备，在核反应堆中，核裂变产生的热量由冷却剂带出，通过蒸汽发生器将热量传递给二回路工质，使其产生具有一定温度、一定压力和一定干度的蒸汽。此蒸汽再进入汽轮机中做功，转换为电能或机械能。过去在核电上常用的蒸汽发生器是管壳式蒸汽发生器、螺旋盘管换热器等类型。目前核电上用的管壳式蒸汽发生器主要是U形管式换热器，U形管式换热器是管壳式换热器的一种，它由管板、壳体、管束等零部件组成。U型管式换热器的每根管子都弯成U型，进出口分别安装在同一管板的两侧，封头用隔板分成两室，由此，每根管子都可以自由伸缩，而与其他管子和壳体无关，但是，现有的U形管式换热器存在以下缺点：

1、内件多，制造和组装难度大，加工时间长，换热管穿管费时费力，管内清洗比较困难。由于管子需要有一定的弯曲半径，导致管板的利用率较低。

2、占地面积大。

3、所用材料消耗大，成本较高。

4、传热效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种核电用板壳式蒸汽发生器，所述的这种核电用板壳式蒸汽发生器要解决现有技术中的制造和组装难度大、占地面积大、传热效率低下的技术问题。

本实用新型的一种核电用板壳式蒸汽发生器，包括卧式筒体，所述的卧式筒体的长度方向平行水平方向，卧式筒体的高度方向平行竖直方向，卧式筒体的长度大于其高度，卧式筒体中设置有板壳式换热器本体，板壳式换热器本体包括有板束组件、介质入口、介质流道、介质出口和循环水流道，板束组件的底部与卧式筒体的内腔底部之间设置有滑道组件，介质入口通过介质流道与介质出口连通，介质入口和介质出口均设置在卧式筒体的侧面，循环水流道的入口和出口分别设置在板束组件的下侧和上侧，卧式筒体的底部设置有循环水入口，卧式筒体的顶部设置有高压蒸汽出口，高压蒸汽出口处设置有气水分离装置，卧式筒体的顶部设置有压力测量口、安全阀口、放空口、紧急放空口，卧式筒体的底部设置有间断排污口、排液口，卧式筒体的侧面设置有连续排污口、温度计口以及从上至下依次排列的第一液位计口、第二液位计口、第三液位计口、第四液位计口。

进一步的，所述的气水分离装置为丝网除沫器。

进一步的，所述的板束组件包括传热板，传热板垂直于卧式筒体的底部，板束组件与卧式筒体的底部之间设置有间隙。

进一步的，所述的卧式筒体底部设置有重型马鞍式支座。

进一步的，所述的滑道组件包括设置在板束组件底部的行走轮和设置在卧式筒体的内腔底部的滑道，行走轮设置在滑道上。

进一步的，所述的滑道由槽钢构成。

进一步的，所述的卧式筒体的侧面设置有平盖，平盖通过法兰和螺栓与卧式筒体连接，介质入口和介质出口设置在平盖中。

本实用新型与现有技术相比，其效果是积极和明显的。

1、本实用新型的板壳式蒸汽发生器综合管壳式和板式换热器的结构特点，既有管壳式蒸汽发生器的耐高温、耐高压性，同时又兼有板式换热器的高效传热性。

2、零部件少，生产制造难度小，安装简单，板束组件可利用滑道组件进行滑动，方便板束组件的拆装。

3、利用丝网除沫器将水蒸气分离为干饱和的蒸汽，便于发电设备使用。

4、本实用新型的板壳式蒸汽发生器的占地面积是管壳式蒸汽发生器1/3~1/4。

5、板材比管材的单位生产成本低，在相同工况下，本实用新型的板壳式蒸汽发生器材料消耗是管壳式蒸发器的1/3~1/4，因此制造成本低。

6、本实用新型采用卧式结构，具有立式蒸汽发生器所不具备的优点：

1）二次侧水容积（整个筒体中除了板束组件之外的空间）较大，瞬态工况时运行性能平稳，能更好应付补给水丧失事故；

2）蒸发表面积较大，单位面积蒸汽负荷低；蒸汽逸出速度较慢，易于汽水分离，具有简单的汽水分离功能；

3）立式的传热板片表面不会形成滞流区。传热板片底部的循环水具有一定流速，泥渣不会在这里沉积和浓缩；

4）二次侧低流速，减少了因振动和外来物撞击引起的传热板片微振磨损；

5）传热面热负荷较低，对传热板片降质有较大抗力；板束组件上方有不高的水位，它能保证稳定的水循环，循环水到达板束组件之前有可能完全除去其中的气体。

7、可通过第一液位计口、第二液位计口、第三液位计口、第四液位计口对卧式筒体中的循环水液位进行监测，当循环水液位过低时，可通过循环水入口补充循环水。

8、本实用新型是一种新类型的核电用蒸汽发生器，实现了核电设备的自主化制造，提升国内装备制造技术水平，具有良好的社会效益和经济效益。

9、能够大幅降低核电设备制造成本，初步核算每个核电机组可直接降低制造成本至少上百万元，经济效益显著。

附图说明

图1为本实用新型的一种核电用板壳式蒸汽发生器的示意图。

图2为图1的A向示意图。

图3为图1的B向示意图。

图4为本实用新型的一种核电用板壳式蒸汽发生器的使用状态示意图。

图5为图4的C局部放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述，但本实用新型并不限制于本实施例，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。本实用新型中的上、下、前、后、左、右等方向的使用仅为了描述方便，并非对本实用新型的技术方案的限制。

如图1-图5所示，本实用新型的一种核电用板壳式蒸汽发生器，包括卧式筒体1，所述的卧式筒体1的长度方向平行水平方向，卧式筒体1的高度方向平行竖直方向，卧式筒体1的长度大于其高度，卧式筒体1中设置有板壳式换热器本体，板壳式换热器本体包括有板束组件2、介质入口3、介质流道26、介质出口4和循环水流道27，板束组件2的底部与卧式筒体1的内腔底部之间设置有滑道组件5，介质入口3通过介质流道26与介质出口4连通，介质入口3和介质出口4均设置在卧式筒体1的侧面，循环水流道27的入口和出口分别设置在板束组件2的下侧和上侧，卧式筒体1的底部设置有循环水入口6，卧式筒体1的顶部设置有高压蒸汽出口7，高压蒸汽出口7处设置有气水分离装置8，卧式筒体1的顶部设置有压力测量口9、安全阀口10、放空口11、紧急放空口12，卧式筒体1的底部设置有间断排污口13、排液口14，卧式筒体1的侧面设置有连续排污口15、温度计口16以及从上至下依次排列的第一液位计口17、第二液位计口18、第三液位计口19、第四液位计口20。

进一步的，所述的气水分离装置8为丝网除沫器。

进一步的，所述的板束组件2包括传热板，传热板垂直于卧式筒体1的底部，板束组件2与卧式筒体1的底部之间设置有间隙。

进一步的，所述的卧式筒体1底部设置有重型马鞍式支座21。

进一步的，所述的滑道组件5包括设置在板束组件2底部的行走轮22和设置在卧式筒体1的内腔底部的滑道，行走轮22设置在滑道上。

进一步的，所述的滑道由槽钢23构成。

进一步的，所述的卧式筒体1的侧面设置有平盖24，平盖24通过法兰25和螺栓与卧式筒体1连接，介质入口3和介质出口4设置在平盖24中。

本实施例的工作原理：

带有核裂变产生的热量的高温冷却剂从介质入口3进入，经过介质流道26，从介质出口4排出，低温循环水从循环水入口6进入卧式筒体1中，并且从循环水流道27的入口进入，从循环水流道27的出口再进入到卧式筒体1中，高温冷却剂通过传热板将循环水加热沸腾后后蒸发成为水蒸气，然后经过气水分离装置8分离，产生干饱和蒸汽，再由高压蒸汽出口7排出，此蒸汽再进入汽轮机中做功，转换为电能或机械能。

一回路冷却剂的热量通过板壳式蒸汽发生器的传热板传递给二回路循环水，加热水至沸腾，经过气水分离后产生驱动汽轮机的干饱和蒸汽，在这个能量转换过程中，蒸汽发生器既是一回路的设备，又是二回路的设备，所以被称为一、二回路的枢纽。

本实用新型的核电用板壳式蒸汽发生器与核电用管壳式蒸汽发生器进行对比，其效果如下：

1、本实用新型的板壳式蒸汽发生器综合管壳式和板式换热器的结构特点，既有管壳式蒸汽发生器的耐高温、耐高压性，同时又兼有板式换热器的高效传热性。

2、零部件少，生产制造难度小，安装简单，板束组件2可利用滑道组件5进行滑动，方便板束组件2的拆装。

3、利用丝网除沫器将水蒸气分离为干饱和的蒸汽，便于发电设备使用。

4、本实用新型的板壳式蒸汽发生器的占地面积是管壳式蒸汽发生器1/3~1/4。

5、板材比管材的单位生产成本低，在相同工况下，本实用新型的板壳式蒸汽发生器材料消耗是管壳式蒸发器的1/3~1/4，因此制造成本低。

6、本实用新型采用卧式结构，具有立式蒸汽发生器所不具备的优点：

1）二次侧水容积（整个筒体中除了板束组件2之外的空间）较大，瞬态工况时运行性能平稳，能更好应付补给水丧失事故；

2）蒸发表面积较大，单位面积蒸汽负荷低；蒸汽逸出速度较慢，易于汽水分离，具有简单的汽水分离功能；

3）立式的传热板片表面不会形成滞流区。传热板片底部的循环水具有一定流速，泥渣不会在这里沉积和浓缩；

4）二次侧低流速，减少了因振动和外来物撞击引起的传热板片微振磨损；

5）传热面热负荷较低，对传热板片降质有较大抗力；板束组件2上方有不高的水位，它能保证稳定的水循环，循环水到达板束组件2之前有可能完全除去其中的气体。

7、可通过第一液位计口17、第二液位计口18、第三液位计口19、第四液位计口20对卧式筒体1中的循环水液位进行监测，当循环水液位过低时，可通过循环水入口6补充循环水。

8、本实用新型是一种新类型的核电用蒸汽发生器，实现了核电设备的自主化制造，提升国内装备制造技术水平，具有良好的社会效益和经济效益。

9、能够大幅降低核电设备制造成本，初步核算每个核电机组可直接降低制造成本至少上百万元，经济效益显著。

Claims (7)

1.一种核电用板壳式蒸汽发生器，其特征在于：包括卧式筒体（1），所述的卧式筒体（1）的长度方向平行水平方向，卧式筒体（1）的高度方向平行竖直方向，卧式筒体（1）的长度大于其高度，卧式筒体（1）中设置有板壳式换热器本体，板壳式换热器本体包括有板束组件（2）、介质入口（3）、介质流道（26）、介质出口（4）和循环水流道（27），板束组件（2）的底部与卧式筒体（1）的内腔底部之间设置有滑道组件（5），介质入口（3）通过介质流道（26）与介质出口（4）连通，介质入口（3）和介质出口（4）均设置在卧式筒体（1）的侧面，循环水流道（27）的入口和出口分别设置在板束组件（2）的下侧和上侧，卧式筒体（1）的底部设置有循环水入口（6），卧式筒体（1）的顶部设置有高压蒸汽出口（7），高压蒸汽出口（7）处设置有气水分离装置（8），卧式筒体（1）的顶部设置有压力测量口（9）、安全阀口（10）、放空口（11）、紧急放空口（12），卧式筒体（1）的底部设置有间断排污口（13）、排液口（14），卧式筒体（1）的侧面设置有连续排污口（15）、温度计口（16）以及从上至下依次排列的第一液位计口（17）、第二液位计口（18）、第三液位计口（19）、第四液位计口（20）。

2.根据权利要求1所述的一种核电用板壳式蒸汽发生器，其特征在于：所述的气水分离装置（8）为丝网除沫器。

3.根据权利要求1所述的一种核电用板壳式蒸汽发生器，其特征在于：所述的板束组件（2）包括传热板，传热板垂直于卧式筒体（1）的底部，板束组件（2）与卧式筒体（1）的底部之间设置有间隙。

4.根据权利要求1所述的一种核电用板壳式蒸汽发生器，其特征在于：所述的卧式筒体（1）底部设置有重型马鞍式支座（21）。

5.根据权利要求1所述的一种核电用板壳式蒸汽发生器，其特征在于：所述的滑道组件（5）包括设置在板束组件（2）底部的行走轮（22）和设置在卧式筒体（1）的内腔底部的滑道，行走轮（22）设置在滑道上。

6.根据权利要求5所述的一种核电用板壳式蒸汽发生器，其特征在于：所述的滑道由槽钢（23）构成。

7.根据权利要求1所述的一种核电用板壳式蒸汽发生器，其特征在于：所述的卧式筒体（1）的侧面设置有平盖（24），平盖（24）通过法兰（25）和螺栓与卧式筒体（1）连接，介质入口（3）和介质出口（4）设置在平盖（24）中。

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