一种用于金属快堆的蒸汽发生器制造技术

本发明专利技术提供一种用于金属快堆的蒸汽发生器，该蒸汽发生器包括容器主体和设置在容器主体内的直管换热管，容器主体内形成了壳程和管程，容器主体上自下而上设置二次侧进口、一次侧出口、一次侧进口、二次侧出口，高温介质通过一次侧进口进入壳程，经过冷却后，从一次侧出口导出；低温介质通过二次侧进口进入管程，经过加热后，从二次侧出口导出。本发明专利技术通过高温液态金属冷却剂流经壳程，高压低温冷却剂流经管程，在保证蒸汽发生器所需要的安全性和可靠性的基础上，降低蒸汽发生器的制造成本与制造难度，提高蒸汽发生器整体的经济性。

A steam generator for metal fast reactor

The invention provides a steam generator for a metal fast reactor, which comprises a main body of the container and a straight tube heat exchanger tube arranged in the main body of the container. The shell side and the tube side are formed in the main body of the container. The secondary side inlet, the primary side outlet, the primary side inlet and the secondary side outlet are arranged from bottom to top on the main body of the container, and the high temperature is achieved. The medium enters the shell process through the primary side inlet, and is exported from the primary side outlet after cooling. The cryogenic medium enters the pipe process through the secondary side inlet, and is exported from the secondary side outlet after heating. The invention reduces the manufacturing cost and difficulty of the steam generator and improves the overall economy of the steam generator on the basis of guaranteeing the safety and reliability of the steam generator by using the high temperature liquid metal coolant flowing through the shell and the high pressure low temperature coolant flowing through the pipe.

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属快堆的蒸汽发生器
本专利技术涉及核电站设备
，尤其涉及一种用于金属快堆的蒸汽发生器。
技术介绍
在核反应堆中使用的蒸汽发生器一般采用钛管作为耐腐蚀层，由于钛管的使用温度在425摄氏度以下，极大地限制了此种反应器的使用温度范围，将无法适用于金属块堆领域，而且采用钛管作为耐腐蚀层，增加了换热器制造的成本，常用的U型换热管由于需要在折弯处设置抗震条，而且由于液态金属粘度较大，而且容易腐蚀换热管，如果液态金属在管程中流动，将造成液态金属流动阻力增大，对液态金属输送泵的要求提高，且影响液态金属的自然循环能力，而多层套管结构用于蒸汽发生器，将难以进行在役检查工作，且由于多层管板的存在将无法进行换热器换热管的堵管维修工作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种能够防止换热管破裂造成一、二次侧冷却剂相混，保证放射性边界和压力边界的完整性的蒸汽发生器。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于金属快堆的蒸汽发生器，其包括容器主体和设置在容器主体内的直管换热管，所述容器主体内形成了壳程和管程，所述容器主体上自下而上设置二次侧进口、一次侧出口、一次侧进口、二次侧出口，高温介质通过所述一次侧进口进入壳程，经过冷却后，从所述一次侧出口导出；低温介质通过所述二次侧进口进入所述管程，经过加热后，从所述二次侧出口导出。其中，所述直管换热管管壁至少由第一层管的管壁和第二层管的管壁贴合而成。其中，所述第一层管和第二层管由镍基合金或不锈钢制成。其中，所述蒸汽发生器还包括第一管板和第二管板，所述第一管板和所述第二管板均焊接在所述容器主体上，所述换热管的两端分别与所述第一管板和所述第二管板焊接连接。其中，所述蒸汽发生器还包括第一管箱和第二管箱，所述第一管箱与所述第一管板连接，所述第二管箱与所述第二管板连接。其中，所述第一管箱还设置第一管箱壳体，所述第二管箱还设置第二管箱壳体，所述二次侧进口设置于所述第二管箱壳体上，所述二次侧出口设置于所述第一管箱壳体上。其中，所述第一管板与所述第一管箱壳体之间形成了第一腔室，所述第二管板和所述第二管箱壳体之间形成了第二腔室，所述第二腔室、换热管、第一腔室形成了所述管程；所述容器主体、第一管板、第二管板构成了所述壳程。其中，所述第一管箱壳体和所述第二管箱壳体上分别设置人孔法兰，用于连接人孔盖板。其中，所述容器主体上还设置有膨胀节。本专利技术实施例的有益效果在于：1、本专利技术的换热管采用直管换热管，解决了U型换热管蒸汽发生器与套管式蒸汽发生器余热排出换热器功率密度低的问题、套管换热管无法堵管维修以及在役检查的问题以及套管式自然循环余排换热器存在的密封部位过多，换热器泄露风险增大的问题；2、本专利技术通过高温介质流经壳程，低温介质流经管程，降低壳程流速，减弱液态金属对换热管管壁及容器壁的磨损程度，并且降低液态金属冷却剂的流动阻力，降低壳程压降，提升其自然循环能力；3、本专利技术通过采用外层不锈钢材质换热管作为冗余层防腐蚀，解决了钛管防腐蚀层处于液态金属快堆运行温度范围内强氧化作用的问题，同时采用不锈钢材质，提高了换热管的可加工性能，进而进一步降低蒸汽发生器的制造难度和成本，本专利技术的蒸汽发生器能够防止换热管破裂造成一二次侧冷却剂相混，保证放射性边界和压力边界的完整性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的蒸汽发生器组成结构的示意图。图2是本专利技术的蒸汽发生器换热管的结构示意图。其中，1-第一管箱，2-第一管板，3-中层壳体，4-换热管，5-第二管板，6-第二管箱，7-人孔盖板，8-二次侧进口，9-一次侧出口，10-膨胀节，11-一次侧进口，12-二次侧出口，13-第一腔室，14-壳程，15-第二腔室，4-1内层管，4-2-中间管，4-3外层管。具体实施方式以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本专利技术可以用以实施的特定实施例。如图1所示，一种用于金属快堆的蒸汽发生器，所述蒸汽发生器包括容器主体、设置于容器主体内的换热管4，所述容器主体上自下而上设置有二次侧进口8、一次侧出口9、一次侧进口11、二次侧出口12，所述容器主体内形成了壳程14和管程，高温介质通过所述一次侧进口11进入壳程14，经过冷却后，从所述一次侧出口9导出；低温介质通过所述二次侧进口8进入所述管程，经过加热后，从所述二次侧出口12导出。其中，高温介质指液态金属冷却剂，低温介质指的是低温冷却剂。其中，所述容器主体包括上层壳体、中层壳体3以及下层壳体。其中，所述换热管4结构形式为直管换热管，管壁由双层或多层管壁贴合而成，管壁选材为不锈钢、镍基合金等，能够在400-600摄氏度的高温下正常工作。所述蒸汽发生器还包括第一管板2和第二管板5，所述第一管板2和第二管板5均焊接连接在所述容器主体上，换热管4的上下两端分别与所述第一管板2和所述第二管板5胀焊连接。所述蒸汽发生器还包括第一管箱1和第二管箱6，第一管箱1与第一管板2焊接连接，所述第二管箱6与所述第二管板5焊接连接，其中，第一管箱1还设置第一管箱壳体，第二管箱6还设置第二管箱壳体，第一管箱壳体上设置二次侧出口12，第二管箱壳体上设置二次侧进口8，其中所述第一管箱壳体为容器主体的上层壳体，第二管箱壳体为容器主体的下层壳体。其中，所述第一管板2与第一管箱壳体之间形成了第一腔室13，所述第二管箱壳体和所述第二管板5之间形成了第二腔室15。具体地，所述第一管板2、第二管板5以及容器主体的中层壳体3构成了壳程14，第一腔室13、换热管以及第二腔室15构成了管程，高温介质经过一次侧进口11进入所述壳程，经过冷却后，从所述一次侧出口9导出回流堆芯；所述低温介质通过所述二次侧进口8进入第二腔室15，分配给每一根换热管，经过加热后汇聚在第一腔室13，然后经由二次侧出口12导出。通过采用液态金属冷却剂流经壳程14，低温冷却剂流经管程，降低壳程14流速，减弱液态金属对换热管管壁及容器壁的磨蚀程度，并且减低液态金属冷却剂的流动阻力，降低壳程14压降，提升其自然循环能力。其中，由于第一管板2和第二管板5焊接在所述容器主体的中层壳体3上，因而所述壳程14为全焊接结构形式，可以防止液态金属冷却剂在高温下出现的氧化爆炸或辐射之后剧毒物质的泄露。所述第一管箱1的顶部的开口设置有人孔法兰，所述第二管箱6的底部开口设置有人孔法兰，人孔法兰用于连接人孔盖板7。所述容器主体上还设置有膨胀节10，用以补偿换热管与壳体间的膨胀差。如图2所示为本专利技术的蒸汽发生器换热管的结构示意图，图1中的换热管为三层管壁贴合而成的三层管壁直管换热管，其中，外层管4-3、中间管4-2、内层管4-1由镍基合金或不锈钢制成，具体地，其中外层管4-3与内层管4-1由不锈钢组成，具体地，由奥氏体不锈钢制成，中间管4-2采用镍基合金制成，其中该蒸汽发生器的中层壳体3材料选型也为奥氏体不锈钢。通过采用不锈钢材质换热管作为冗余层防腐蚀，解决了钛管作为防腐蚀层处于液态金属块堆运行温度范围内强氧化作用的问题，同时，由于采用不锈钢材质，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于金属快堆的蒸汽发生器，其特征在于：包括容器主体和设置在容器主体内的直管换热管，所述容器主体内形成了壳程和管程，所述容器主体上自下而上设置二次侧进口、一次侧出口、一次侧进口、二次侧出口；高温介质通过所述一次侧进口进入壳程，经过冷却后，从所述一次侧出口导出；低温介质通过所述二次侧进口进入所述管程，经过加热后，从所述二次侧出口导出。

【技术特征摘要】
1.一种用于金属快堆的蒸汽发生器，其特征在于：包括容器主体和设置在容器主体内的直管换热管，所述容器主体内形成了壳程和管程，所述容器主体上自下而上设置二次侧进口、一次侧出口、一次侧进口、二次侧出口；高温介质通过所述一次侧进口进入壳程，经过冷却后，从所述一次侧出口导出；低温介质通过所述二次侧进口进入所述管程，经过加热后，从所述二次侧出口导出。2.根据权利要求1所述的一种用于金属快堆的蒸汽发生器，其特征在于：所述直管换热管管壁至少由第一层管的管壁和第二层管的管壁贴合而成。3.根据权利要求2所述的一种用于金属快堆的蒸汽发生器，其特征在于：所述第一层管、第二层管由镍基合金或不锈钢制成。4.根据权利要求1所述的一种用于金属快堆的蒸汽发生器，其特征在于：所述蒸汽发生器还包括第一管板和第二管板，所述第一管板和所述第二管板均焊接在所述容器主体上，所述换热管的两端分别与所述第一管板和所述第二管板焊接连接。5.根据权利要求4所述的一种用于金属快...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎勋，翟立宏，李其朋，路广遥，唐叔建，吴凤岐，王弟东，曹学冰，周建明，刘强，魏超，周国丰，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，岭东核电有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44