[發明專利]一種用于高溫高壓條件下過熱工質的高效混合器

有效

• 申請號: 201610971781.8
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN106345361B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 李永亮;張君毅;莢川;郎雪梅;黃彥平
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: B01F13/10
• 分類號: B01F13/10;B01F5/04;B01F5/06;B01F15/00;B01F15/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開的是一種用于高溫高壓條件下過熱工質的高效混合器，包括內部中空的筒體部件，筒體部件的左端連通有出口部件，還包括過熱工質入口部件，過熱工質入口部件為三通管件，過熱工質入口部件的左端口與筒體部件的右端連通，過熱工質入口部件的右端連通有低溫工質入口部件；還包括噴管組件，噴管組件的右端外徑面與低溫工質入口部件的內徑壁連接在一起，噴管組件的開設有若干個進行叉排布置的噴孔，噴管組件的左端內徑安裝有2個限流塊，2個限流塊之間存在一個出水間隙，噴管組件的外壁設置有若干個周向布置的擾動支撐件。

技術領域

本發明涉及一種混合器，具體涉及到了一種適用于高溫高壓條件下過熱工質的臥式高效混合器。

背景技術

在高溫高壓熱工水力實驗裝置中，經常出現實驗段的出口工質達到過熱狀態的情況。當這種情況出現時，實驗段功率的輕微變化即可引發過熱工質溫度及密度的大幅升降，由于實驗裝置容積有限，容易引起實驗裝置系統壓力的大幅波動，嚴重時直接危及實驗裝置系統的安全性和可靠性。如果將過熱工質的直接輸送至換熱器，則換熱器管程所受到的高速高溫沖擊較大，同時在冷流體作用下管程承壓邊界的溫度梯度較大，容易產生局部熱疲勞，從而影響換熱器承壓邊界的安全性和整個設備的使用壽命。因此，常常在實驗段出口設置混合器，將高溫過熱工質與實驗旁路的低溫過冷工質進行充分混合，以降低工質的溫度、減輕換熱器的熱沖擊及熱疲勞、提高實驗裝置系統的安全性和可靠性。

目前，雖然混合器的結構和類型種類較多，但是針對高溫高壓條件下過熱工質的混合器設計制造仍然存在一些技術難題：1.如何高效地降低混合后的工質溫度或質量含汽率，提高工質溫度分布的均勻程度；2.如何避免設備內部發生水錘現象，如何減緩過熱工質對設備承壓部件的高速高溫沖擊；3.如何降低設備加工制造及工藝實現的難度，提高設備的安全性與可靠性；4.如何排除設備中不凝氣體，減輕溶解氧對設備的腐蝕等等。

本發明正是基于這一工程背景和技術需求，通過技術創新和試驗驗證獲得專利技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于高溫高壓條件下過熱工質的高效混合器，能避免水錘現象的發生、同時提高工質溫度分布的均勻程度。

為解決上述缺點，本發明的技術方案如下：

一種用于高溫高壓條件下過熱工質的高效混合器，包括內部中空的筒體部件，筒體部件的左端連通有出口部件，還包括過熱工質入口部件，過熱工質入口部件為三通管件，過熱工質入口部件的左端口與筒體部件的右端連通，過熱工質入口部件的右端連通有低溫工質入口部件；還包括噴管組件，噴管組件的右端外徑面與低溫工質入口部件的內徑壁連接在一起，噴管組件的開設有若干組進行叉排布置的噴孔，噴管組件的左端內徑安裝有2個限流塊，2個限流塊之間存在一個出水間隙，噴管組件的外壁設置有若干個周向布置的擾動支撐件。

上述高效混合器的工作原理是：高溫過熱工質從過熱工質入口部件的高溫過熱工質入口端進入到過熱工質入口部件內部，低溫過冷工質從低溫工質入口部件的右端進入到噴管組件內部，在2個限流塊的限流作用下，大部分的低溫過冷工質從噴孔內噴出與進入的高溫過熱工質進行充分混合，而小部分的低溫過冷工質從2個限流塊之間的出水間隙流出與混合和的噴淋混合工質再次混合，起到二次混合降溫的目的，而本發明設置的叉排布置的噴孔能夠有效的并均勻的將低溫工質與高溫過熱工質混合，再此基礎上，本發明還設置有擾動支撐件，擾動支撐件設置后，可以高效地將高溫條件下過熱工質混合成過冷或低質量含汽率的飽和工質，同時有效地避免了水錘現象的發生。

總的說來，上述結構是利用熱工水力實驗裝置實驗支路中過熱工質的壓力低于實驗旁路低溫過冷工質壓力的特點，采用臥式結構和出口設置了限流塊的噴管，將流入設備的大部分低溫工質由噴管沿程噴淋進入過熱工質混合，在噴淋混合沿程中設置多處周向設置的擾動支撐件攪混工質，最后將噴淋混合工質與噴管組件流出的小部分低溫過冷工質二次交混，可以高效地將高溫條件下過熱工質混合成過冷或低質量含汽率的飽和工質，同時有效地避免了水錘現象的發生。