【发明授权】一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器_中核霞浦核电有限公司_201811629952.4 

申请/专利权人:中核霞浦核电有限公司

申请日:2018-12-29

发明/设计人:卢忠斌;侯健红;陈征

公开(公告)日:2020-10-23

代理机构:核工业专利中心

公开(公告)号:CN109737365B

代理人:李东斌

主分类号:F22B1/02(20060101)

地址:355100 福建省宁德市霞浦县赤岸大道56号钦驰文化园

分类号:F22B1/02(20060101);F28D7/06(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.10.23#授权;2019.06.04#实质审查的生效;2019.05.10#公开

摘要:本发明涉及核电站蒸汽发生器技术领域,具体公开了一种长方体钠‑钠‑水一体蒸汽发生器。该蒸汽发生器中筒体为长方体壳体结构,在筒体上端设有上层管板,若干个钠‑水传热管设置在筒体中,且钠‑水传热管的两端口分别设置在上层管板的左右两个半平面上,在筒体上端设有上封头,通过垂直隔板将上封头与上层管板分成蒸汽室和给水室两个独立的空间,并分别与钠‑水传热管的两端口连通;在所述的筒体内设置有钠‑钠传热管,在筒体外侧壁设有围板,其将筒体侧壁上的钠‑钠传热管一端口封闭形成一次钠入口;围板将筒体侧壁上的钠‑钠传热管另一端口封闭形成一次钠出口。该蒸汽发生器传热效率提高,钠循环流程减少为一个钠循环流程,流程阻力明显降低。

主权项:1.一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,其特征在于:该蒸汽发生器包括筒体4、上封头8、钠-水传热管3以及钠-钠传热管5,其中,筒体4为长方体壳体结构,在筒体4上端设有上层管板,若干个钠-水传热管3设置在筒体4中,且钠-水传热管3的两端口分别设置在上层管板的左右两个半平面上,在筒体4上端设有上封头8,通过隔板7将上封头8与上层管板分成蒸汽室和给水室两个独立的空间,并分别与钠-水传热管3的两端口连通;在所述的筒体4内设置有钠-钠传热管5,在筒体4外侧壁设有围板,所述围板将筒体4侧壁上的钠-钠传热管5一端口封闭形成一次钠入口11;所述的围板将筒体4侧壁上的钠-钠传热管5另一端口封闭形成一次钠出口10;所述的筒体4的左右两侧侧壁上设有若干组钠-钠传热管5,在筒体4左侧或右侧设置的每组钠-钠传热管5与其相邻的另外一组钠-钠传热管5上下布置;所述的筒体4外侧壁的围板外设有外壳,其与围板形成保护氩气室6;所述的筒体4侧壁上的钠-钠传热管5为U型管结构;在靠近蒸汽发生器底板1的筒体4左右侧壁上设有一组连接左右侧壁的钠-钠传热管5;所述围板将一组钠-钠传热管5的端口与另一组钠-钠传热管5的端口共同封闭形成折返室。

全文数据:一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器技术领域本发明属于核电站蒸汽发生器技术领域,具体涉及一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器。背景技术钠冷快堆主热传输系统即产生蒸汽的系统是由两个回路,即一回路、二回路和蒸汽发生器组成。一回路由一回路钠循环泵、管道、中间热交换器组成,通过一回路钠循环泵驱动循环将堆容器中反应堆产生的核能,传递给中间热交换器二回路钠。二回路由中间热交换器、二回路钠循环泵、缓冲罐、钠分配管、蒸汽发生器及过热器组成。通过二回路钠循环泵驱动循环将中间热交换器二回路钠的热量,传递给蒸汽发生器及过热器中的水及蒸汽产生蒸汽及过热蒸汽。过热蒸汽驱动汽轮发电机发电。快堆主热传输中,二回路在实现反应堆产生的热量从一回路向蒸汽发生器传递的同时避免一回路放射性钠与蒸汽发生器的汽水可能的接触燃烧、爆炸。这种主热传输方案存在一些不足,主要表现在以下几个方面:1需要复杂的以钠为介质的二回路系统。2二回路系统包含许多关键设备:中间热交换器、二回路钠循环泵、缓冲罐、钠分配管、蒸汽发生器、过热器及连接这些设备的管道与阀门等。工程费用高。3中间热交换器通常安装在堆容器内,安装难度大,且常年处于高中子辐射环境。对设备性能、制造及安装要求高。4需要两个钠循环流程,传热效率低,运行操作复杂。发明内容本发明的目的在于提供一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,解决主热传输的不足,并实现堆芯主热传输的同时仍然可以避免一回路放射性钠与水汽可能的接触燃烧、爆炸。本发明的技术方案如下:一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,该蒸汽发生器包括筒体、上封头、钠-水传热管以及钠-钠传热管,其中,筒体为长方体壳体结构,在筒体上端设有上层管板,若干个钠-水传热管设置在筒体中,且钠-水传热管的两端口分别设置在上层管板的左右两个半平面上,在筒体上端设有上封头,通过垂直隔板将上封头与上层管板分成蒸汽室和给水室两个独立的空间,并分别与钠-水传热管的两端口连通;在所述的筒体内设置有钠-钠传热管,在筒体外侧壁设有围板,所述围板将筒体侧壁上的钠-钠传热管一端口封闭形成一次钠入口;所述的围板将筒体侧壁上的钠-钠传热管另一端口封闭形成一次钠出口。所述的筒体的左右两侧侧壁上设有若干组钠-钠传热管,在筒体左两侧或右侧设置的每组钠-钠传热管与其相邻的另外一组钠-钠传热管上下布置。所述的筒体侧壁上的钠-钠传热管为U型管结构;在靠近蒸汽发生器底板的筒体左右侧壁上设有一组连接左右侧壁的钠-钠传热管。所述的筒体上端左侧筒壁外焊接有围板,将最上端的一组钠-钠传热管的端口封闭形成一次钠入口;在筒体上端右侧筒壁外焊接围板将最上端的一组钠-钠传热管的端口封闭形成一次钠出口;在筒体左右两侧筒壁上焊接围板将一组钠-钠传热管的端口与另一组钠-钠传热管的端口共同封闭形成折返室。所述的钠-水传热管为U型结构,其上端面的两端口分别固定在上层管板的左右两个半平面上,在上层管板中央垂直安装的隔板与筒体上端安装的半圆形上封头固定连接,通过隔板将上封头及上层管板分割成左右两个独立的封闭空间,其中,左侧空间为蒸汽室,其与钠-水传热管的一侧端口相连通,并在左侧空间侧壁开有蒸汽出口;右侧空间为给水室,其与钠-水传热管的另一侧端口相连通,并在右侧空间侧壁开有给水入口。所述的筒体外侧壁的围板外设有外壳,其与围板形成保护氩气室。所述的筒体、上层管板、钠-钠传热管外侧壁、钠-水传热管外侧壁共同围成的空间中充满钠,形成二次钠空间,并在筒体上设有二次钠侧缓冲罐。一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器主热传输系统,该系统包括钠-钠-水一体蒸汽发生器,该系统中的主容器热区通过一回路主钠泵将堆芯栅板上堆芯产生的热钠介质,通过热段管道、过渡段管道接入钠-钠-水一体蒸汽发生器中的一次钠入口,一次钠出口通过冷段管道,将与二次钠空间热交换完毕的一次钠输送至主容器冷区。本发明的显著效果在于:本发明所述的一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,对堆容器影响小,同时避免中子辐射对钠-钠-水一体蒸汽发生器的影响;热传输系统从两个热交换器,减少为一个钠-钠-水一体蒸汽发生器,同时由于离开高中子辐射的堆容器,对设备耐辐射性能、制造及安装要求也明显降低;传热效率提高,钠循环流程减少为一个钠循环流程,流程阻力明显降低。附图说明图1为本发明所述的一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器结构示意图;图2为图1的B向视图;图3为图1的A-A剖视图;图4为本发明所述的一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器主热传输系统结构示意图;图中:1、蒸汽发生器底板;2、二次钠空间;3、钠-水传热管;4、筒体;5、钠-钠传热管;6、保护氩气室;7、隔板;8、上封头;9、二次钠侧缓冲罐;10、一次钠出口;11、一次钠入口;12、给水入口;13、蒸汽出口;14、主容器热区;15、热段;16、一回路主钠泵;17、过渡段;18、长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器;19、冷段;20、主容器冷区;21、堆芯栅板;22、堆芯。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。如图1~3所示,一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,包括筒体4、上封头8、钠-水传热管3以及钠-钠传热管5,其中,筒体4为长方体壳体结构,其下端的蒸汽发生器底板1与筒体侧壁形成密封的整体结构,在筒体4上端设置有上层管板,若干个U型结构的钠-水传热管3设置在筒体4内部,且钠-水传热管3上端面的两端口分别焊接固定在上层管板的左右两个半平面上,在上层管板中央垂直安装的隔板7与筒体4上端安装的半圆形上封头8固定连接,通过隔板7将上封头8及上层管板分割成左右两个独立的封闭空间,其中,左侧空间为蒸汽室,其与钠-水传热管3的一侧端口相连通,并在左侧空间侧壁开有蒸汽出口13;右侧空间为给水室,其与钠-水传热管3的另一侧端口相连通,并在右侧空间侧壁开有给水入口12;在筒体4的左右两侧的侧壁上安装有若干组钠-钠传热管5,每组钠-钠传热管5均与钠-水传热管3交错布置在筒体4中,且钠-钠传热管5的两端端口上下开口在筒体4的侧壁上;在靠近蒸汽发生器底板1的筒体4左右侧壁上安装一组连接左右侧壁的钠-钠传热管5;在筒体4上端左侧筒壁外焊接有围板,将最上端的一组钠-钠传热管5的端口封闭形成一次钠入口11;在筒体4上端右侧筒壁外焊接围板将最上端的一组钠-钠传热管5的端口封闭形成一次钠出口10;在筒体4左右两侧筒壁上焊接围板将一组钠-钠传热管5的端口与另一组钠-钠传热管5的端口共同封闭形成折返室;在筒体4的所有围板外固定有外壳,其与围板形成保护氩气室6;在筒体4、上层管板、钠-钠传热管5外侧壁、钠-水传热管3外侧壁共同围成的空间中充满钠,形成二次钠空间2,并在筒体4上安装有二次钠侧缓冲罐9,用于对二次钠空间2进行钠补充。如图4所示,一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器主热传输系统,该系统中的主容器热区14通过一回路主钠泵16将堆芯栅板21上堆芯22产生的热钠介质,通过热段15管道、过渡段17管道接入钠-钠-水一体蒸汽发生器18中的一次钠入口11,一次钠出口10通过冷段19管道,将与二次钠空间热交换完毕的一次钠输送至主容器冷区20。

权利要求:1.一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,其特征在于:该蒸汽发生器包括筒体4、上封头8、钠-水传热管3以及钠-钠传热管5,其中,筒体4为长方体壳体结构,在筒体4上端设有上层管板,若干个钠-水传热管3设置在筒体4中,且钠-水传热管3的两端口分别设置在上层管板的左右两个半平面上,在筒体4上端设有上封头8,通过垂直隔板7将上封头8与上层管板分成蒸汽室和给水室两个独立的空间,并分别与钠-水传热管3的两端口连通;在所述的筒体4内设置有钠-钠传热管5,在筒体4外侧壁设有围板,所述围板将筒体4侧壁上的钠-钠传热管5一端口封闭形成一次钠入口11;所述的围板将筒体4侧壁上的钠-钠传热管5另一端口封闭形成一次钠出口10。2.根据权利要求1所述的一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,其特征在于:所述的筒体4的左右两侧侧壁上设有若干组钠-钠传热管5,在筒体4左两侧或右侧设置的每组钠-钠传热管5与其相邻的另外一组钠-钠传热管5上下布置。3.根据权利要求2所述的一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,其特征在于:所述的筒体4侧壁上的钠-钠传热管5为U型管结构;在靠近蒸汽发生器底板1的筒体4左右侧壁上设有一组连接左右侧壁的钠-钠传热管5。4.根据权利要求1所述的一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,其特征在于:所述的筒体4上端左侧筒壁外焊接有围板,将最上端的一组钠-钠传热管5的端口封闭形成一次钠入口11;在筒体4上端右侧筒壁外焊接围板将最上端的一组钠-钠传热管5的端口封闭形成一次钠出口10;在筒体4左右两侧筒壁上焊接围板将一组钠-钠传热管5的端口与另一组钠-钠传热管5的端口共同封闭形成折返室。5.根据权利要求1所述的一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,其特征在于:所述的钠-水传热管3为U型结构,其上端面的两端口分别固定在上层管板的左右两个半平面上,在上层管板中央垂直安装的隔板7与筒体4上端安装的半圆形上封头8固定连接,通过隔板7将上封头8及上层管板分割成左右两个独立的封闭空间,其中,左侧空间为蒸汽室,其与钠-水传热管3的一侧端口相连通,并在左侧空间侧壁开有蒸汽出口13;右侧空间为给水室,其与钠-水传热管3的另一侧端口相连通,并在右侧空间侧壁开有给水入口12。6.根据权利要求1所述的一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,其特征在于:所述的筒体4外侧壁的围板外设有外壳,其与围板形成保护氩气室6。7.根据权利要求1所述的一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器,其特征在于:所述的筒体4、上层管板、钠-钠传热管5外侧壁、钠-水传热管3外侧壁共同围成的空间中充满钠,形成二次钠空间2,并在筒体4上设有二次钠侧缓冲罐9。8.一种长方体钠-钠-水一体蒸汽发生器主热传输系统,其特征在于:该系统包括如权利要求1所述的钠-钠-水一体蒸汽发生器18,该系统中的主容器热区14通过一回路主钠泵16将堆芯栅板21上堆芯22产生的热钠介质,通过热段15管道、过渡段17管道接入钠-钠-水一体蒸汽发生器18中的一次钠入口11,一次钠出口10通过冷段19管道,将与二次钠空间热交换完毕的一次钠输送至主容器冷区20。

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