[發明專利]模擬有或無軸流式預熱器的蒸汽發生器試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202011627967.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112798309A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 秋穗正;曾春杰;王瑩杰;田文喜;王明軍;蘇光輝
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種模擬有或無軸流式預熱器的蒸汽發生器的試驗裝置及方法，該裝置主體包括圓柱筒體、下降段模擬管、非均勻熱流密度加熱棒束、中央隔板和可拆卸底座。其中圓柱筒體頂部設有濕蒸汽出口，圓柱筒體下部兩側分別與兩根下降段模擬管相接，其底部與可拆卸底座連接。可拆卸底座上固定有非均勻熱流密度加熱棒束，布置的棒束的正中間被安裝中央隔板分成兩組；本發明還提供了該裝置的試驗方法；由以上裝置及方法，本發明可同時兼顧對帶有軸流式預熱器和不帶軸流式預熱器的蒸汽發生器進行模擬試驗。

技術領域

本發明涉及蒸汽發生器一二次側傳熱強化技術領域，具體涉及一種模擬有或無軸流式預熱器的蒸汽發生器試驗裝置及方法。

背景技術

對于核電站立式自然循環蒸汽發生器而言，提高蒸汽發生器內一二次側傳熱效率對于提高核電站運行效率，降低核電成本有很大幫助。蒸汽發生器中安裝的軸流式預熱器，可使冷熱兩側的二次側流體(冷態給水和再循環水)在給水管線以下的下降通道到中央隔板頂部之前的管束區內都能相對獨立地進行流動傳熱，以增大冷側傳熱管一、二次側流體的溫差以及冷側預熱區長度的方式強化傳熱。

但是目前關于軸流式預熱器對蒸汽發生器傳熱強化效果的研究，以及最優冷態給水和再循環水的分配比例的試驗研究較少。

中國專利申請號201610809982.8公開了一種帶軸向預熱器蒸汽發生器的實驗方法及應用，其中涉及了一種帶軸向預熱器(也可稱為軸流式預熱器)蒸汽發生器的試驗裝置的設計。該設計從研究軸流式預熱器對蒸汽發生器傳熱效果強化的角度來看，設計過于復雜，其下降段的設計完全可以采用水力直徑相同的圓形管道來模擬。該發明對蒸汽發生器U型管的模擬采用一流體回路實現，導致試驗回路增加，從合理簡化角度出發完全可以采用電加熱棒模擬(前人在這方面的研究廣泛使用電加熱棒模擬U型管，足以說明其可行性)。復雜的設計會導致制造成本高，且操作繁瑣。另一方面，該發明的試驗裝置不適合進行對比試驗，該裝置的軸向預熱器的設計不便于快速拆卸安裝，這就導致如果需要做無軸向預熱器的對比試驗，就需要耗費巨大的時間代價改造，導致效率低下。

中國專利申請號201320413431.1公開了一種蒸汽發生器下降通道的模擬結構。該結構中的底部環形圍筒的設計對于加工制造來說極其困難，該發明的設計是從筒體壁中“掏”出一大環圈的物質來形成該結構，同時這一變薄的筒壁與下降管的連接強度也會大大折扣。該結構向下延伸部分與底部形成的間隙用以模擬蒸汽發生器筒體底部環形缺口，但是，在蒸汽發生器二次側下降通道采用下降管段模擬的情況下，這種模擬環形缺口已經意義不大。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種模擬有或無軸流式預熱器的蒸汽發生器試驗裝置及方法，能夠在結構足夠簡單的條件下，同時滿足對帶軸流式預熱器和不帶軸流式預熱器的兩種蒸汽發生器進行各種工況下的對比試驗。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種模擬有或無軸流式預熱器的蒸汽發生器的試驗裝置，包括圓柱筒體6，所述圓柱筒體6頂部設有濕蒸汽出口3，所述圓柱筒體6下部兩側分別與一根用以模擬蒸汽發生器二次側下降環段的下降段模擬管1相連通，所述圓柱筒體6底端與可拆卸底座8連接；所述圓柱筒體6內沿軸向設置有多個非均勻熱流密度加熱棒束5，所述非均勻熱流密度加熱棒束5被中央隔板7分成左右兩組分別為左側棒束和右側棒束，左側棒束用以模擬蒸汽發生器U型管束熱側，右側棒束用以模擬蒸汽發生器U型管束冷側；在含有中央隔板7的情況下，模擬有軸流式預熱器的蒸汽發生器，在拆除中央隔板7的情況下，模擬無軸流式預熱器的蒸汽發生器。

所述下降段模擬管1由孔徑大的長直管、漸縮管、90度彎管和孔徑小的短直管四部分依次連接而成，所述孔徑小的短直管與圓柱筒體6下部側面連接；所述孔徑大的長直管是用以模擬蒸汽發生器二次側下降通道，孔徑小的短直管用以模擬蒸汽發生器筒體底部環形缺口。

所述可拆卸底座8與圓柱筒體6內非均勻熱流密度加熱棒束5連接并固定，所述中央隔板7與可拆底座8通過L型支架10螺釘連接。