[發明專利]一種核電站的汽水轉換型鼓泡器

在審

• 申請號: 202010801260.4
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111821873A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 武心壯;夏栓;黃鏡宇;向文娟;張翔云;劉漢臣;邱健;施偉
• 申請（專利權）人: 上海核工程研究設計院有限公司
• 主分類號: B01F3/04
• 分類號: B01F3/04
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 劉寧

本發明公開了一種核電站的汽水轉換型鼓泡器，包括依次連接的進水腔室(2)、收縮腔室(4)、混合腔室(5)、升壓腔室(6)和鼓泡腔室(7)，進汽管道(1)插入所述進水腔室(2)中，所述進汽管道(1)的出口連接縮放噴嘴(9)進口，所述縮放噴嘴(9)進口和出口之間略收縮，所述縮放噴嘴(9)出口設置在所述鼓泡器的收縮腔室(4)內。該發明利用汽液兩相混合升壓原理，蒸汽通過縮放噴嘴加速后，將周圍的水吸入混合腔室完成冷凝過程，通過升壓腔室進入鼓泡腔室，最后通過鼓泡腔室上的小孔降低流速后均勻的進入水箱，避免了蒸汽在水箱中凝結產生的壓力振蕩，同時增強了水的混合，提升了設備的安全性。

技術領域

本發明屬于核電站卸壓系統領域，特別是安全殼換料水箱的泄壓裝置技術領域。

背景技術

蒸汽噴射到過冷水中進行直接接觸凝結的現象普遍存在于多種工業場合，由于蒸汽在過冷水中浸沒射流凝結具有高效的混合和換熱能力，在化工、電力、冶金、制冷、軍工和核工業等領域得到了廣泛的應用，如直接接觸式換熱器、蒸汽射流泵、水下推進系統，特別是PWR的卸壓系統。第三代非能動壓水堆的安全殼內換料水箱中的鼓泡器卸壓即采用了蒸汽射流凝結換熱的機理，鼓泡器的設計需滿足蒸汽排放的要求，必須考慮蒸汽卸壓過程中的凝結換熱現象和由于蒸汽凝結引起的壓力振蕩現象。蒸汽射流凝結是一個伴有質量、動量和能量交換的復雜的兩相流動過程，此過程中伴有多種物理現象，這些物理現象使得蒸汽射流沖擊和壓力波動特性變得十分復雜。特別是凝結過程產生的壓力振蕩對水箱中的設備的影響分析帶來挑戰，目前尚未形成滿意的分析方法，因此需要耗費大量的人力和物力通過試驗方法驗證壓力振蕩產生的影響。如果能設計一種既能滿足卸壓要求，同時避免在水箱中產生凝結壓力振蕩的鼓泡器，將大大節約試驗成本，同時提升設備的安全性。

本發明提供一種核電站的汽水轉換型鼓泡器，該設計利用汽液兩相混合升壓原理，蒸汽通過縮放噴嘴加速后，將周圍的水吸入混合腔室完成冷凝過程，通過升壓腔室進入鼓泡腔室，最后通過鼓泡腔室上的小孔降低流速后均勻的進入水箱。該設計實現了將蒸汽冷凝發生在鼓泡之前，混合后的流體通過鼓泡腔室進入水箱的過程為水射流過程，避免了蒸汽在水箱中凝結產生的壓力振蕩，同時增強了水的混合，提升了設備的安全性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種核電站的汽水轉換型鼓泡器，包括依次連接的進水腔室(2)、收縮腔室(4)、混合腔室(5)、升壓腔室(6)和鼓泡腔室(7)，進汽管道(1)插入所述進水腔室(2)中，所述進汽管道(1)的出口連接縮放噴嘴(9)進口，所述縮放噴嘴(9)進口和出口之間略收縮，所述縮放噴嘴(9)出口設置在所述鼓泡器的收縮腔室(4)內。

優選的，所述進汽管道(1)和所述縮放噴嘴(9)通過支撐板(10)與所述進水腔室(2)和所述收縮腔室(4)連接。

優選的，所述進水腔室(2)上開有進水孔(3)，水從所述進水孔(3)流入所述進水腔室(2)，并進入所述收縮腔室(4)。

優選的，所述鼓泡腔室(7)上開有鼓泡孔(8)，水從所述鼓泡孔(8)流入水箱。

核電站的汽水轉換型鼓泡器，該設計利用汽液兩相混合升壓原理，蒸汽通過縮放噴嘴加速后，將周圍的水吸入混合腔室完成冷凝過程，通過升壓腔室進入鼓泡腔室，最后通過鼓泡腔室上的小孔降低流速后均勻的進入水箱。該設計實現了將蒸汽冷凝發生在鼓泡之前，混合后的流體通過鼓泡腔室進入水箱的過程為水射流過程，避免了蒸汽在水箱中凝結產生的壓力振蕩，同時增強了水的混合，提升了設備的安全性。

附圖說明

圖1為一種核電站的汽水轉換型鼓泡器主視圖；

圖2為一種核電站的汽水轉換型鼓泡器縱剖面圖；

其中：1—進汽管道；2—進水腔室；3—進水孔；4—收縮腔室；5—混合腔室；6—升壓腔室；7—鼓泡腔室；8—鼓泡孔；9—縮放噴嘴；10—支撐板。

具體實施方式