能够有效缓减热分层现象的多级球形蒸汽发生器给水管的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种能够有效缓减热分层现象的多级球形蒸汽发生器给水管，设置在所述蒸汽发生器二次冷却水入口与蒸汽发生器给水环之间，其特征在于：包括一体式连接的若干个球形管管段，所述若干个球形管管段的小管径端依次连接；所述多级球形给水管的一端与所述冷却水入口连通，另一端与所述给水环连通。本实用新型的多级球形蒸汽发生器给水管缩、扩流道，提高了管内局部流速，并改动局部结构流动方向，加强冷热流体搅混，缓减了低功率运行工况下给水环管中的热分层现象。
【专利说明】能够有效缓减热分层现象的多级球形蒸汽发生器给水管
【技术领域】
[0001]本发明涉及压水堆核电站【技术领域】，具体涉及一种能够有效缓减热分层现象的多级球形蒸汽发生器给水管。
【背景技术】
[0002]压水堆核电厂在低功率运行工况下(启动和停堆过程)，蒸汽发生器投运前，蒸汽发生器内的高温水加热给水入口水平段和弯头处的残留给水，使残留给水温度与蒸汽发生器二次侧内温度趋于一致。蒸汽发生器投运后，温度较低的给水通过给水管流入给水弯头和给水管水平段。给水环管内原有的残留给水温度相对较高，在给水小流量注入的情况下，由于冷、热流体缺乏充分的混合，给水环管内残留给水温度高，密度小，占据给水环管的上部；给水的温度低，密度大，占据给水环管的下部。此情况下，冷水层和热水层之间就形成了冷热流体交界面。工程上将上述现象称为蒸汽发生器给水环管热分层现象。
[0003]蒸汽发生器给水环管内流体的温度分层使得给水管内流体上部比下部的温度高，在给水环管截面产生附加总体弯曲热应力；此外，热分层发生时在冷热流体交界面上产生显著的热纹振荡，这种振荡作用于管道内壁面，造成局部热应力。两种应力叠加后会产生管道开裂、位移、热疲劳、弯曲以及支承部件载荷过大等危害，可能会限制管道的使用寿命，对蒸汽发生器执行其功能构成一定威胁。
【发明内容】
[0004]本发明的要解决的技术问题是提供一种通过特殊的给水管结构，加强低功率运行工况下蒸汽发生器给水入口冷热流体的搅混程度，缓减给水环管中的热分层现象的多级球形蒸汽发生器给水管。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种能够有效缓减热分层现象的多级球形蒸汽发生器给水管，设置在所述蒸汽发生器二次冷却水入口与蒸汽发生器给水环之间，其特征在于:包括一体式连接的若干个球形管管段，所述若干个球形管管段的小管径端依次连接；所述多级球形给水管的一端与所述冷却水入口连通，另一端与所述给水环连通。
[0006]每个球形管管段的管道最大内径与最小内径的比为1:0.85。
[0007]本发明的有益效果:
[0008]本发明的多级球形蒸汽发生器给水管缩、扩流道，提高了管内局部流速，并改动局部结构流动方向，加强冷热流体搅混，缓减了低功率运行工况下给水环管中的热分层现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为压水堆核电站蒸汽发生器示意图；
[0010]图2为本发明一种能够有效缓减热分层现象的阶梯形蒸汽发生器给水管示意图。
[0011]图中:1-蒸汽发生器，101-蒸汽发生器壳体，102-汽水分离器，103-干燥器，104-蒸汽出口，105-给水环，106- 二次冷却水入口，107-管束，108- 一次冷却水进入腔室，109- 一次冷却水输出腔室，110- 一次冷却水入口，111- 一次冷却水出口，2-壳体侧接管，3-多级球形给水管，301-第一级球形渐缩管段，302-第二级球形渐扩管段，303-第二级球形渐缩管段，304-第三级球形渐扩管段，305-第三级球形渐缩管段，306-第四级球形渐扩管段，4-给水三通，5-J形管。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
[0013]图1中，示出了一种蒸汽发生器的示例，该蒸汽发生器I包括管束107，该管束107被设置在蒸汽发生器壳体101内侧的下部，并且被浸没在二次冷却水中。管束107被制成倒置的U形，其一个端部以流体连通方式连接在一次冷却水进口腔室108上，而另外一个端部以流体连通方式连接在一次冷却水输出腔室109上，所述一次冷却水进入腔室108通过一次冷却水入口 110与反应堆热管段连通，所述一次冷却水输出腔室109通过一次冷却水出口 111与反应堆冷管段连通。多个离心式汽水分离器102被设置在蒸汽发生器壳体101内侧的上部，位于管束107的上方，尤其是位于盛装在蒸汽发生器壳体101中的二次冷却水的表面上方。一个干燥器103被设置在汽水分离器102的上方,在该干燥器103上应用了本发明的波形汽水分离板。
[0014]高温的一次冷却水被供送至一次冷却水进入腔室108中，该一次冷却水已经在核反应堆中被反应堆堆芯加热。一次冷却水通过管束107从一次冷却水进入腔室108流向一次冷却水输出腔室109。相反，二次冷却水通过二次冷却水入口 106和给水环105被导入蒸汽发生器壳体101内管束107的四周，其中，二次冷却水入口 106被设置在蒸汽发生器壳体101上。在一次冷却水流过管束107的过程中，通过与一次冷却水进行热交换，盛装在蒸汽发生器壳体101中的二次冷却水被加热。由此，由二次冷却水产生出蒸汽。
[0015]图2中，可以看出设置在所述二次冷却水入口 106的壳体侧接管2与蒸汽发生器内给水环105通过多级球形给水管3连接，所述多级球形给水管3包括一体式连接的若干个球形管管段，所述若干个球形管管段的小管径端依次连接；所述多级球形给水管3的一端与所述冷却水入口 106连通，另一端与所述给水环105连通；该给水环105上设置有若干个倒J形管；
[0016]每个球形管管段的管道最大内径与最小内径的比为1:0.85 ；
[0017]具体地，将位于蒸汽发生器壳体101内侧的水平的给水管设计为多级球结构，即依次为从蒸汽发生器壳体101到给水环105的第一级球形渐缩管段301、第二级球形渐扩管段302、第二级球形渐缩管段303、第三级球形渐扩管段304、第三级球形渐缩管段305、第四级球形渐扩管段306，第一级球形渐缩管段301与壳体侧接管2相连，第四级球形渐扩管段306与给水三通4相连。这样的结构依靠缩、扩流道，提高了管内流速，加强冷热流体搅混，缓减了低功率运行工况下给水环管中的热分层现象。
【权利要求】
1.一种能够有效缓减热分层现象的多级球形蒸汽发生器给水管，设置在所述蒸汽发生器二次冷却水入口与蒸汽发生器给水环之间，其特征在于:包括一体式连接的若干个球形管管段，所述若干个球形管管段的小管径端依次连接；所述多级球形给水管的一端与所述冷却水入口连通，另一端与所述给水环连通。
2.按照权利要求1所述的能够有效缓减热分层现象的多级球形蒸汽发生器给水管，其特征在于:每个球形管管段的管道最大内径与最小内径的比为1:0.85。
【文档编号】F22B37/10GK203501137SQ201320434972
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年7月22日 优先权日:2013年7月22日
【发明者】孙燕, 罗琦, 黄伟 申请人:中国核动力研究设计院