[发明专利]模拟有或无轴流式预热器的蒸汽发生器试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟有或无轴流式预热器的蒸汽发生器的试验装置及方法，该装置主体包括圆柱筒体、下降段模拟管、非均匀热流密度加热棒束、中央隔板和可拆卸底座。其中圆柱筒体顶部设有湿蒸汽出口，圆柱筒体下部两侧分别与两根下降段模拟管相接，其底部与可拆卸底座连接。可拆卸底座上固定有非均匀热流密度加热棒束，布置的棒束的正中间被安装中央隔板分成两组；本发明还提供了该装置的试验方法；由以上装置及方法，本发明可同时兼顾对带有轴流式预热器和不带轴流式预热器的蒸汽发生器进行模拟试验。

技术领域

本发明涉及蒸汽发生器一二次侧传热强化技术领域，具体涉及一种模拟有或无轴流式预热器的蒸汽发生器试验装置及方法。

背景技术

对于核电站立式自然循环蒸汽发生器而言，提高蒸汽发生器内一二次侧传热效率对于提高核电站运行效率，降低核电成本有很大帮助。蒸汽发生器中安装的轴流式预热器，可使冷热两侧的二次侧流体(冷态给水和再循环水)在给水管线以下的下降通道到中央隔板顶部之前的管束区内都能相对独立地进行流动传热，以增大冷侧传热管一、二次侧流体的温差以及冷侧预热区长度的方式强化传热。

但是目前关于轴流式预热器对蒸汽发生器传热强化效果的研究，以及最优冷态给水和再循环水的分配比例的试验研究较少。

中国专利申请号201610809982.8公开了一种带轴向预热器蒸汽发生器的实验方法及应用，其中涉及了一种带轴向预热器(也可称为轴流式预热器)蒸汽发生器的试验装置的设计。该设计从研究轴流式预热器对蒸汽发生器传热效果强化的角度来看，设计过于复杂，其下降段的设计完全可以采用水力直径相同的圆形管道来模拟。该发明对蒸汽发生器U型管的模拟采用一流体回路实现，导致试验回路增加，从合理简化角度出发完全可以采用电加热棒模拟(前人在这方面的研究广泛使用电加热棒模拟U型管，足以说明其可行性)。复杂的设计会导致制造成本高，且操作繁琐。另一方面，该发明的试验装置不适合进行对比试验，该装置的轴向预热器的设计不便于快速拆卸安装，这就导致如果需要做无轴向预热器的对比试验，就需要耗费巨大的时间代价改造，导致效率低下。

中国专利申请号201320413431.1公开了一种蒸汽发生器下降通道的模拟结构。该结构中的底部环形围筒的设计对于加工制造来说极其困难，该发明的设计是从筒体壁中“掏”出一大环圈的物质来形成该结构，同时这一变薄的筒壁与下降管的连接强度也会大大折扣。该结构向下延伸部分与底部形成的间隙用以模拟蒸汽发生器筒体底部环形缺口，但是，在蒸汽发生器二次侧下降通道采用下降管段模拟的情况下，这种模拟环形缺口已经意义不大。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种模拟有或无轴流式预热器的蒸汽发生器试验装置及方法，能够在结构足够简单的条件下，同时满足对带轴流式预热器和不带轴流式预热器的两种蒸汽发生器进行各种工况下的对比试验。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模拟有或无轴流式预热器的蒸汽发生器的试验装置，包括圆柱筒体6，所述圆柱筒体6顶部设有湿蒸汽出口3，所述圆柱筒体6下部两侧分别与一根用以模拟蒸汽发生器二次侧下降环段的下降段模拟管1相连通，所述圆柱筒体6底端与可拆卸底座8连接；所述圆柱筒体6内沿轴向设置有多个非均匀热流密度加热棒束5，所述非均匀热流密度加热棒束5被中央隔板7分成左右两组分别为左侧棒束和右侧棒束，左侧棒束用以模拟蒸汽发生器U型管束热侧，右侧棒束用以模拟蒸汽发生器U型管束冷侧；在含有中央隔板7的情况下，模拟有轴流式预热器的蒸汽发生器，在拆除中央隔板7的情况下，模拟无轴流式预热器的蒸汽发生器。

所述下降段模拟管1由孔径大的长直管、渐缩管、90度弯管和孔径小的短直管四部分依次连接而成，所述孔径小的短直管与圆柱筒体6下部侧面连接；所述孔径大的长直管是用以模拟蒸汽发生器二次侧下降通道，孔径小的短直管用以模拟蒸汽发生器筒体底部环形缺口。

所述可拆卸底座8与圆柱筒体6内非均匀热流密度加热棒束5连接并固定，所述中央隔板7与可拆底座8通过L型支架10螺钉连接。