[发明专利]一种蒸汽排放过程凝结水锤抑制系统

说明书

本发明涉及工业生产技术领域，尤其是涉及一种蒸汽排放过程凝结水锤抑制系统，包括：蒸汽排放系统、空气注射系统和流量控制系统；蒸汽排放系统的蒸汽变径管路可以增加蒸汽质量流率，使蒸汽射流到水箱中发生凝结，防止水锤的产生；所述空气注射系统通过不同主路将空气注射到蒸汽管路中，可以阻碍不同汽量下汽水在不同位置处的换热，有效抑制甚至消除凝结水锤在不同位置的产生，管路上多个压力传感器可以监测不同位置处压力波动进而得到凝结水击发生位置，从而选择不同空气注射主路的启停，通过空气注射系统旁路可以防止凝结水锤在弯头处的产生；流量控制系统根据蒸汽流量调节主路和旁路空气量的大小，从而更有效地抑制不同工况下凝结水锤的产生。

技术领域

本发明涉及工业生产技术领域，尤其是涉及一种蒸汽排放过程凝结水锤抑制系统。

背景技术

凝结水锤现象广泛出现在各种工业领域中，例如潜艇系统中的余热蒸汽排入海洋过程中，当蒸汽质量流率较小时，蒸汽与水在管内直接接触发生凝结，在管内容易出现凝结水锤现象；在核反应堆泄压系统中，向抑压池中注入的蒸汽量会逐渐发生变化，当蒸汽量较低时，过冷水就会回流进入蒸汽管路中，发生凝结水锤现象。

出现独立汽泡是凝结水锤的初始条件，由于水的密度大概是蒸汽的1000倍，独立汽泡所处区域会形成负压或真空状态，上下游两股水流被瞬间加速流向该负压区，引起巨大的压力波动，即发生凝结水锤现象。凝结水锤具有很大的振荡强度，会冲击和破坏管路及管路中的相关设备，严重影响系统的安全运行。因此，抑制甚至消除凝结水锤的产生对于相关的工业应用具有重要的意义。

现有技术中只能针对某一特定位置的两相水锤起到一定的抑制作用，但是凝结水锤具有随机性，而且蒸汽排放过程的蒸汽量会发生变化，因此，凝结水锤发生的位置会随机变化。所以，能够找到一种有效地抑制甚至消除不同工况下凝结水锤在不同位置产生的方法，对于相关的工业应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒸汽排放过程凝结水锤抑制系统，以缓解现有技术中存在的只能针对某一特定位置的两相水锤起到一定抑制作用的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种蒸汽排放过程凝结水锤抑制系统，包括蒸汽排放系统、空气注射系统和流量控制系统；

所述蒸汽排放系统包括蒸汽发生器1，与蒸汽发生器1依次连接的上游水平蒸汽管路4、竖直蒸汽管路5和下游水平蒸汽管路6，水平蒸汽管路4上设置安全阀2和蒸汽质量流量计3，下游水平蒸汽管路6的下游分为多个支路，每个支路通过比下游水平蒸汽管路6直径小的变径管与水箱12连通，多个变径管包括一个主路变径管7和多个旁路变径管，旁路变径管上设置有电动调节阀；所述蒸汽发生器1和水箱12下方分别设置有蒸汽发生器排污阀14和水箱排污阀13；

所述空气注射系统包括储气罐15，与储气罐15依次连接的压缩机16和空气管路17，空气管路17下游的管路分为多个空气注射主路和一个空气注射旁路20，空气注射主路和旁路均设置空气质量流量计22和主路电动调节阀23；上游水平蒸汽管路4和下游水平蒸汽管路6上设置有多个压力传感器25，通过压力传感器25监测不同位置处压力波动进而得到凝结水击发生位置，从而通过控制空气注射主路的电动调节阀23来控制不同空气注射主路的启停。

所述流量控制系统包括蒸汽质量流量计3、主路和旁路的空气质量流量计22以及与蒸汽质量流量计3和空气质量流量计22连接的控制器24，通过控制器24监测蒸汽流量来控制主路和旁路的电动调节阀23的开度进而控制主路和旁路的的空气流量的大小。

进一步地，所述变径管有三根，分别为主路变径管7、第一旁路变径管8和第二旁路变径管9；其中第一旁路变径管8和第二旁路变径管9分别通过其上设置的第一旁路电动调节阀10和第二旁路电动调节阀11控制其启停，变径管之间的中心距离大于三倍变径管管径。