一种循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型一种循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统，属于原子光辐射【技术领域】，其上封头、上筒体、锥形体、下筒体和下封头从上往下依次连接；上封头顶部设置有蒸汽出口管，上筒体内部安装汽水分离器，上筒体壁上设置给水接管，给水接管与筒体内部的给水环管相连，给水环管上设置了若干非均匀布置的给水分配管，给水环管与给水分配管通过T形接头进行连接；下筒体内部设置传热管束及管束套筒，管束套筒位于传热管束外层；下封头包括冷却剂进口水室和冷却剂出口水室，述冷却剂进口水室和冷却剂出口水室之间为科镍隔板。本实用新型能有效满足87Rb原子能级跃迁过程中产生光辐射所需辐射能量，保证了87Rb原子能级跃迁的顺利进行。
【专利说明】一种循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于原子光辐射【技术领域】，具体涉及一种循环式光辐射能量交换蒸汽 发生系统。
【背景技术】
[0002] 87Rb原子能级跃迁过程中，基态的两个超精细能级跃迁频率约为6835MHz，第一 激发态有两个精细结构能级5 2P3/2和52P1/2，这两个能级的超精细分裂较基态小，分别为 840MHz (F=3与F=0)和430MHz (F=2与F=l)。由于多普勒展宽与此分裂值差不多，故激发态 的超精细结构无法分辨。因此87Rb原子的第一激发态与基态间的跃迁谱线只包括Di和D 2 线两个超精细结构成分a线和b线。
[0003] 基态能级中的|F=2, mF=0>和|F=1，mF=0>这两个能级之间跃迁频率的精确值为 6834. 68XXXX MHz (外磁场H=0)，后四位数字由系统微扰确定。通过检测装置获得87Rb的 吸收谱线。该谱线可作为鉴频谱线。但由于气态 87Rb粒子数密度小，|F=2，mF=0>和|F=1， mF=l>两能级距离较小，在常温时两能级粒子数差是非常小的，故最终通过这种装置所得到 的吸收谱线非常微弱。
[0004] 85Rb基态52P1/2分成两个超精细能级F=3和F=2,间距3036MHz。它的光谱同样也 有Di线（7947A )和D2线（7800A )且每条线同样包括两个超精细成分A线和B线。由于 a，A线相距较近，b，B相距较远，故当87Rb灯的抽运光经过 85Rb滤光泡后，Di、D2线中的a线 被滤掉，基本上只会剩下b、B两条线。
[0005] 经过滤光泡滤掉a线的抽运光到达吸收泡后，吸收泡中的87Rb原子若处在基态F=1 的能级上就会被b线抽运到5 2P3/2或52P1/2能级上去，但激发态寿命很短，它们很快又会自 发辐射返回基态。由于在激发态期间，碰撞使得激发态充分混杂，返回基态时落到F=2能 级及F=1能级的几率可视为相等。但由于b线抽运光的存在，原子只要落到F=1能级上又 会被抽运到5 2P3/2或52P1/2能级上去；而由于没有抽运光的激发，落在F=2能级上的原子停 在这个能级上。最后结果必然是把原子全部抽运到F=2能级上，F=1的能级被抽空。这样， F=2和F=1能级经过光抽运的粒子数差约增加了 103倍。
[0006] 欲产生上述过程的光辐射，需要由循环式光辐射能量交换系统提供所需要的辐射 能量，循环式光辐射能量交换系统中能量交换过程需要蒸汽式发生装置来实现，蒸汽发生 装置是循环式光辐射能量交换系统中连接一、二回路的重要设备，其主要功能是将冷却剂 带出的热量传递给二回路工质，产生蒸汽供应汽轮发电机组及其他二回路耗气设备。 实用新型内容
[0007] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高效率将冷却剂带出的热量传递给 二回路工质，产生蒸汽供应汽轮发电机组及其他二回路耗气设备的循环式光辐射能量交换 蒸汽发生系统。
[0008] 为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
[0009] -种循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统，其特征是，包括上封头、上筒体、锥形 体、下筒体和下封头，所述上封头、上筒体、锥形体、下筒体和下封头从上往下依次连接； [0010] 所述上封头顶部设置有蒸汽出口管，所述上筒体内部安装汽水分离器，所述上筒 体壁上设置给水接管，给水接管与筒体内部的给水环管相连，给水环管上设置了若干非均 匀布置的给水分配管，所述给水环管与给水分配管通过T形接头进行连接；
[0011] 所述下筒体内部设置传热管束及管束套筒，所述管束套筒位于所述传热管束外 层；
[0012] 所述下封头包括冷却剂进口水室和冷却剂出口水室，所述冷却剂进口水室和冷 却剂出口水室之间为科镍隔板。
[0013] 进一步的，蒸汽出口管内设置有由若干个小直径文丘里管组成的限流器。
[0014] 进一步的，所述循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统还包括辅助进水管。所述辅 助进水管设置在所述上筒体另一侧，与所述给水接管对称布置。
[0015] 优选的，所述传热管束为U形管束。
[0016] 优选的，所述汽水分离器由筒状旋风式分离器和波纹板分离器组成。
[0017] 本实用新型的有益效果是能有效满足87Rb原子能级跃迁过程中产生光辐射所需 辐射能量，保证了 87Rb原子能级跃迁的顺利进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型实施例循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
[0020] 一种循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统，上封头1、上筒体2、锥形体3、下筒体4 和下封头5,所述上封头1、上筒体2、锥形体3、下筒体4和下封头5从上往下依次连接；所 述上封头1顶部设置有蒸汽出口管11，蒸汽出口管11内设置有若干个小直径文丘里管组 成的限流器12,上筒体2内部安装汽水分离器，汽水分离器由筒状旋风式分离器21和波纹 板分离器22组成，筒状旋风式分离器21用于粗分离，波纹板分离器22用于细分离，经过 两级汽水分离后，饱和蒸汽的湿度可小于〇. 25%。上筒体2壁上对称设置给水接管23和辅 助进水管24,给水接管23和辅助进水管24分别与筒体内部的给水环管25相连，给水环管 24上设置了若干非均匀布置的给水分配管，给水环管25与给水分配管通过T形接头进行 连接；下筒体4内部设置U形传热管束41及管束套筒42,管束套筒42位于U形传热管束 41外层；这样，给水流量沿环形管道的最佳分配。将80%的给水分配到传热管束热侧，20% 的给水分配到冷侧，保证冷、热两侧的蒸发量大致相等，避免了两侧之间的热虹吸作用。所 述下封头5包括冷却剂进口水室51和冷却剂出口水室52,冷却剂进口水室51和冷却剂出 口水室52之间为科镍隔板53。
[0021] 本实施例的循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统运行时，冷却剂由下封头5进口 管嘴进入进口水室51，然后通过U形传热管束41将热量传递给二回路侧工质，冷却剂在流 出U形传热管束41后通过出口水室52,再从下封头出口管嘴流出，由主泵输送回反应堆。
[0022] 同时，由由管束套筒42内侧和U形传热管束41之间的通道组成的下降通道、U形 传热管束41内的上升通道和连接它们的管束套筒42缺口及汽水分离器组成循环回路。在 循环回路中下降通道内流动的是单相得冷水，而上升通道内流动的温度较高的汽水和混合 的热水，形成两根温度和密度都不相同的水柱。在同一系统下压力下，冷水柱和热水柱两者 的密度差形成自然循环的驱动力，驱动冷水沿下降通道向下流动，而汽水混合物则沿上升 通道向上流，从而建立起自然循环，冷水柱和热水柱咋循环式光辐射能量交换系统的上部 集水箱中接触，进行汽一水分离，未汽化部分的水流再循环进入冷水柱。
[0023] 最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本实用新型的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精 神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1. 一种循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统，其特征是，包括上封头、上筒体、锥形体、 下筒体和下封头，所述上封头、上筒体、锥形体、下筒体和下封头从上往下依次连接； 所述上封头顶部设置有蒸汽出口管，所述上筒体内部安装汽水分离器，所述上筒体壁 上设置给水接管，给水接管与筒体内部的给水环管相连，给水环管上设置了若干非均匀布 置的给水分配管，所述给水环管与给水分配管通过T形接头进行连接； 所述下筒体内部设置传热管束及管束套筒，所述管束套筒位于所述传热管束外层； 所述下封头包括冷却剂进口水室和冷却剂出口水室，所述冷却剂进口水室和冷却剂出 口水室之间为科镍隔板。
2. 根据权利要求1所述的循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统，其特征在于，蒸汽出 口管内设置有由若干个文丘里管组成的限流器。
3. 根据权利要求1或2所述循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统，其特征在于，还包括 辅助进水管，所述辅助进水管设置在所述上筒体另一侧，与所述给水接管对称布置。
4. 根据权利要求1或2所述循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统，其特征在于，所述传 热管束为倒U形管束。
5. 根据权利要求1或2所述循环式光辐射能量交换蒸汽发生系统，其特征在于，所述汽 水分离器由筒状旋风式分离器和波纹板分离器组成。
【文档编号】F22B33/18GK203880678SQ201420195128
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】詹志明 申请人:江汉大学