水气分离装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种水气分离装置，更具体地说，涉及一种用于池式夹带机理研究的试验装置中的水气分离装置，以应用于核能工程和两相流工程中模拟测量不同液位高度和不同供气流量情况下池式容器中流体中的气体夹带量。
【背景技术】
[0002]在核电站设计施工过程中，核安全是需要考虑的首要问题。严重事故的预防和缓解技术是核电站设计的重要组成部分。
[0003]图I是一般核反应堆的降温原理示意图。当核反应堆发生失水事故时，将产生大量热量，主回路中的水量减少，热管202内产生水平分层流，使得液态的水和气态的水蒸气进入蒸汽发生器206。在自动卸压装置3打开后，大量的蒸汽会从向上从自动卸压装置的支管304流出。由于汽水两相交换动量，蒸汽会夹带着液体一起流动，从而造成主回路中水装量进一步减少。当主回路中水装量进一步减少时，压力容器205内的液位降低至热管202底部以下时，堆芯201产生的蒸汽通过相间拖曳力，将水以液滴的形式夹带出堆芯，而这样的夹带就是“池式夹带”。这一机理会造成堆芯液位的进一步降低，从而影响核反应堆安全。
[0004]由于一般情况下堆芯201液位低于热管202底部只在短时间内可能发生，且认为这部分夹带量较小，所以“池式夹带”这一现象没有被充分重视，在安全分析程序中也都没有描述池式夹带现象的模型。但是近几年的研究表明，忽略池式夹带也就少考虑了一项主回路失水的机制，从逻辑上讲是不准确的。由于发生失水事故后的压水堆内会发生池式夹带现象，这一现象将造成反应堆进一步的失水，进而发生堆芯裸露或堆芯熔化等严重事故。
[0005]所以，从安全分析的角度，建立能够准确定量描述池式夹带效应的模型是十分重要的。
[0006]现有的用于池式夹带机理研究的试验装置包括水气分离装置，根据由低至高的分离效率，现有的水气分离装置包括重力式分离器、折流式分离器、离心式分离器、丝网式分离器和微孔过滤分离器。当气液混合介质流速范围较大时，上述水气分离装置便无法满足较高的分离要求。
[0007]由于池式夹带机理试验需要使用水气分离装置分离夹带过程的液滴，因此对水气分离装置的分离效率要求较高。由于试验空间的限制，水气分离装置尺寸也不宜过大，不仅如此，由于池式夹带试验的要求，水气分离装置还应该具有较低的自身系统阻力（小于IOKPa)，以减少水气分离装置对流体产生的影响。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种水气分离装置，其结构简单并能够提高水气分离效率。
[0009]根据本实用新型一个方面的实施例，提供一种水气分离装置，包括:卧式容器;输入口，设置在所述卧式容器的第一端，以接收水气混合物；多个波纹板，设置在所述卧式容器中，所述波纹板的每个波纹的一个表面与所述水气混合物的流动方向相对;气体出口，设置在所述卧式容器的第二端的上部；以及至少一个液体出口，设置在所述卧式容器的第二端的下部。
[0010]根据本实用新型的一种实施例的水气分离装置，所述水气分离装置还包括设有多个通孔的孔板，所述孔板设置在所述气体出口与所述卧式容器结合的部位，并从所述卧式容器向下和向所述气体出口倾斜延伸。
[0011]根据本实用新型的一种实施例的水气分离装置，所述卧式容器的第一端设有第一透明观察窗。
[0012]根据本实用新型的一种实施例的水气分离装置，所述卧式容器的主体部上设有与所述第一透明观察窗大致垂直的至少一个第二观察窗。
[0013]根据本实用新型实施例的水气分离装置，所述卧式容器的主体部上设有第二压力表。
[0014]根据本实用新型的一种实施例的水气分离装置，所述输入口设有倾斜法兰，使得所述水气分离装置安装成使得卧式容器的轴向方向相对于垂直方向大致倾斜7-10度。
[0015]根据本实用新型的一种实施例的水气分离装置，所述卧式容器的主体部上设有速率表，以测量水气混合物在所述卧式容器中的流动速率。
[0016]根据本实用新型的水气分离装置的结构简单，可以提高水气分离效率，最大限度地保证了用于池式夹带机理研究的试验装置的试验条件和试验工况与原型核反应堆相同，从而获取更接近于原型堆实际情况的试验数据。
【附图说明】
[0017]本实用新型将参照附图来进一步详细说明，其中：
[0018]图I是一般核反应堆的降温原理示意图；
[0019]图2是根据本实用新型的示例性实施例的用于池式夹带机理研究的试验装置的立体示意图；
[0020]图3是图2所示试验装置的原理方框图；
[0021 ]图4是图2所示试验装置的简易立体示意图；
[0022]图5是图2所示的试验装置的容器主体的下部的进气装置的剖视图；
[0023]图6是图2所示的试验装置的水气分离装置的立体示意图；
[0024]图7是图6所示水气分离装置的主视图，图中示出了位于水气分离装置内部的波纹板和孔板；
[0025]图8是图6所示水气分离装置的俯视图；
[0026]图9是图5所述水气分离装置的侧视图；以及
[0027]图10是示出水气分离装置的波纹板和孔板的剖视图。
【具体实施方式】
[0028]虽然将参照含有本实用新型的较佳实施例的附图充分描述本实用新型，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的实用新型，同时获得本实用新型的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本实用新型所描述的示例性实施例。
[0029]另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本文披露的实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
[0030]根据本实用新型总体上的发明构思，提供一种应用于用于池式夹带机理研究的试验装置的水气分离装置。水气分离装置包括:卧式容器;输入口，设置在所述卧式容器的第一端，以接收水气混合物；多个波纹板，设置在所述卧式容器中，所述波纹板的每个波纹的一个表面与所述水气混合物的流动方向相对;气体出口，设置在所述卧式容器的第二端的上部；以及至少一个液体出口，设置在所述卧式容器的第二端的下部。
[0031]本实用新型的实施例的用于池式夹带机理研究的试验装置，可应用于核能工程、热能工程和两相流工程等领域。该试验装置能够真实模拟实际如图I所示的核反应堆在严重事故情况下压力容器内的水以液滴的形式被水蒸气夹带出堆芯的现象，以获取更接近于原型核反应堆实际情况的试验数据。尤其是，该试验装置可用于验证池式夹带模型，补充夹带的高速区试验数据，形成现有的池式夹带高速区模型。这样，可以为预先采取预防措施提供依据，或者在核反应堆出现事故情况下，为采取相应的应对措施提供依据，降低事故进一步恶化的可能性。
[0032]参见图2-4，本实用新型的一种示例性实施例的用于池式夹带机理研究的试验装置，包括:主体容器1、输入装置2、水气分离装置3和收集承重水箱4。主体容器I由例如不锈钢材料制成，并竖立放置，主体容器I内能够承受预定的压力。输入装置2设置在所述主体容器I的下部，以向所述主体容器I内输入气体和水;水气分离装置3设置在所述主体容器I的上部，以将从主体容器I排出的水气混合物分离成水和气体。收集承重水箱4与所述水气分离装置3连通，以收集从所述水气分离装置3排出的水并计量所收集的水的重量。这样，可以计算水以液滴的形式被气体夹带出的主体容器的量，从而获得模拟原型核反应堆实际情况的试验数据。
[0033]在一种示例性实施例中，参见图2-5，输入装置2包括:输入容器21、进水部22、和进气装置23。输入容器21由例如不锈钢之类的材料制成，与所述主体容器I的下部通过法兰211连接，以与主体容器I协作形成封闭容器。进水部22设置在所述输入容器21的下部，以通过设置在输入容器21底部的进水口 221向所述主体容器I内输入水。进气装置23设置在所述进水部22的上部，以向所述主体容器I中的水中输送气体并产生气泡。主体容器I的高度大约为2.2米。
[0034]详细而言，进气装置23包括:至少一个进气口 231、设有均匀分布的多个微孔2321的上板232、与上板232相对设置的下板233;以及在垂直方向上穿过所述上板232和下板233的多个水管234。进入进水部22的水经所述水管234进入所述主体容器1，并使从所述进气口231输入的气体经所述微孔2321输送到所述主体容器I中的水中。这样，水和空气之类的气体在输入装置2彼此独立地进入主体容器1，并在主体容器I中混合。可以理解，水管234可以模拟核反应堆中的燃料棒，使得从而上板232排出的气体模拟核反应堆中被燃料棒加热水而产生了水蒸气，这样更接近核反应堆的内部结构。微孔2321均匀分布，以使气体流量在主体容器I内均勾分布。
[0035]如图2-3所示，根据本实用新型实施例的试验装置还包括鼓风机5，鼓风机5通过管道51与所述进气口 231连通，以向所述进气装置23输送气体。在所述鼓风机5