蒸汽发生器并联倒U型管束倒流情况测定方法及测量装置

蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况测定方法及测量装置
技术领域
1.本发明涉及蒸汽发生器技术领域，尤其涉及蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况测定方法及测量装置。


背景技术：

2.动力装置系统中，受热面大多是由并联加热或冷却通道组成，但是在自然循环条件下，由于其驱动力相对较低、系统参数耦合性较强，并联通道有可能发生流动不稳定现象。对于蒸汽发生器并联倒u型管束而言，在正常运行条件下特，热流体从蒸汽发生器进口腔室流经并联倒u型管束，被蒸汽发生器二次侧流体冷却后进出蒸汽发生器出口腔室，但是，在自然循环条件下，部分倒u型管内流体会从出口腔室倒流至进口腔室，并在进口腔室内产生复杂搅浑，降低了系统冷热源位差并增加了系统流动阻力，从而对系统自然循环能力产生负面影响，影响了核动力装置的安全运行，因此有必要采用实验方法对蒸汽发生器并联倒u型管束内倒流现象开展研究。


技术实现要素：

3.针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况测定方法，能够对蒸汽发生器并联倒u型管束内的倒流现象及倒流管空间分布进行测量。
4.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
5.蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况测定方法，其特征在于，包括以下步骤，
6.s1：在并联倒u型管束的每个倒u型管进口和出口处设置管口温度测量组件，对每个倒u型管的进口和出口温度进行测量；
7.s2：在并联倒u型管束中选择特征管，在特征管的外壁上设置管壁温度测定组件，对倒u型管的壁温进行测量；
8.s3：在蒸汽发生器的一次侧倒u型管设置差压测点，对流动压降进行测量；
9.s4：结合s1-s3中的测量结果，对蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况进行分析。
10.进一步的，步骤s1中所述的管口温度测量组件为热电偶布置板，所述热电偶布置板上并联设有36根铠装热电偶。
11.进一步的，所述铠装热电偶测量端直径为1mm。
12.进一步的，步骤s2中所述的管壁温度测定组件为热电偶丝。
13.进一步的，步骤s2中将热电偶丝分层布置在特征管的外壁上。
14.进一步的，步骤s2中特征管的数量为10根。
15.进一步的，步骤s3中在并联倒u型管束的管板内开孔作为倒u型管束差压测点，两个所述差压测点之间连接压降变送器。
16.进一步的，根据蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况测定方法的测量装置，包括位于每个所述倒u型管进口和出口处的管口温度测量组件，位于特征管外壁上的管壁温度测定组件和一次侧倒u型管上的压降变送器。
17.本发明的有益效果是：
18.本发明中在并联倒u型管束的每个倒u型管进口和出口处设置管口温度测量组件，在尽量减少对流场影响的前提下实现对倒u型管进口和出口温度的测量，从而实现对倒流现象及倒流管空间分布的直接测量；在倒u型管管壁设置温度测点，通过对传热过程进行分析，可以实现对倒流现象的间接测量；在蒸汽发生器一次侧倒u型管设置差压测点，通过对流动压降进行分析，可以实现对倒流现象的间接测量；通过这三种测量方式的结合，可实现对并联倒u型管束的倒流情况的间接测量和综合分析，且最终得出的测量分析结果更加准确，从而为核动力装置的安全运行研究提供坚实的基础。
附图说明
19.图1为本发明中蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况测量装置结构示意图。
20.图2为本发明中热电偶布置板安装位置示意图。
21.图3为本发明中热电偶丝安装位置示意图。
22.图4为本发明中压降变送器安装位置示意图。
23.图5为本发明实施例一中蒸汽发生器一次侧进口温度变化曲线图。
24.图6为本发明实施例一中倒u型管进口温度变化曲线图。
25.图7为本发明实施例一中倒u型管h＝50mm处壁温变化曲线图。
26.图8为本发明实施例一中倒u型管h＝300mm处壁温变化曲线图。
27.图9为本发明实施例一中倒u型管束进出口压降变化曲线图。
28.其中，1-热电偶布置板，2-热电偶丝，3-压降变送器。
具体实施方式
29.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
30.蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况测定方法，包括以下步骤，
31.s1：在并联倒u型管束的每个倒u型管进口和出口处设置管口温度测量组件，对每个倒u型管的进口和出口温度进行测量；具体的，所述的管口温度测量组件为热电偶布置板，所述热电偶布置板上并联设有36根铠装热电偶，所述铠装热电偶测量端直径为1mm。
32.s2：在并联倒u型管束中选择10根特征管，在特征管的外壁上设置管壁温度测定组件，对倒u型管的壁温进行测量；根据倒流机理研究能表征倒流现象发生的u型管即为特征管；
33.具体的，在特征管的外壁上分层布置热电偶丝，以实现对壁温的测量；
34.s3：在蒸汽发生器的一次侧倒u型管设置差压测点，对流动压降进行测量；具体的，在并联倒u型管束的管板内开孔倒u型管设置差压测点，两个所述差压测点之间连接压降变送器，通过压降变送器对并联倒u型管束内的流动压降进行测量；
35.s4：根据s1-s3中的测量结果，对蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况进行分析。
36.进一步的，蒸汽发生器并联倒u型管束倒流情况的测量装置如附图1-4所示。
37.具体的，所述测量装置包括位于每个所述倒u型管进口和出口处的管口温度测量组件，位于特征管外壁上的管壁温度测定组件和一次侧倒u型管上的压降变送器3。
38.所述管口温度测量组件具体为热电偶布置板1，如附图2所示；所述热电偶布置板1上设有36根铠装热电偶，所述热电偶测量端直径为1mm。
39.所述管壁温度测定组件具体为分层布置在特征管外壁上的热电偶丝2，如附图3所示。
40.在并联倒u型管束的管板内开孔作为倒u型管束的差压测点，两个压差测量之间连接所述压降变送器3，如附图4所示。
41.实施例一：
42.前期实验研究发现，sg并联倒u型管束内倒流现象的出现是由于在低流量条件下，部分u型管工作在进出口压降和流量关系曲线的负斜率区附近，进出口压降为负值，u型管内流体在重力驱动力的作用下维持正向流动，但是随着并联u型管束进出口压降的进一步下降，该部分u型管内重力驱动力无法克服流动阻力和sg进出口腔室压差，管内流速逐渐降低直至出现倒流现象。倒流管的出现会直接影响并联u型管束进口区域温度分布，从而对正流管的进出口压降和流量关系曲线产生影响，进而影响倒流管的空间分布；因此，设置具体实验方案如下：采用准稳态方法，通过维持蒸汽发生器一次侧进口流量不变，逐步提高蒸汽发生器一次侧进口温度，进而获得倒流现象发生的规律，蒸汽发生器一次侧进口温度如附图5所示。从附图5中可以看出，蒸汽发生器一次侧进口温度近似呈线性上升趋势。随着蒸汽发生器一次侧进口温度上升，部分倒u型管内出现了倒流现象。
43.利用本发明中的方法对倒u型管内的倒流情况进行测定，结果如附图6-9所示。
44.图6为倒流管进口温度变化，对比图5和图6可以看出，倒流管内在发生倒流现象之前，其升温速率与蒸汽发生器一次侧进口温度升温速率相同，但是随着蒸汽发生器一次侧进口温度上升，其出现突然陡降现象，这说明有较冷的流体流入u型管进口。
45.该倒流管管壁壁温变化如附图7-8所示，其中，图7为h＝50mm处的壁温，图8为h＝300mm处的壁温。在此过程中，并联倒u型管束进出口压降变化如附图9所示。综合分析图6-9可以看出，本发明中的测量方法可以较好地实现对倒流现象测量。
46.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。