一种适合高温高压换热流道结构制造技术

技术编号:19795806 阅读:32 留言:0更新日期:2018-12-19 03:47
本实用新型专利技术属于换热流道结构技术领域,具体涉及一种适合高温高压换热流道结构;该结构包括一个流道板,所述流道板为矩形结构,所述流道板前表面为面临高热载荷面,所述流道板后表面沿流道板长度方向平行密集排列多个向外凸起的筋板,相邻筋板两两首尾连接,形成串联的U型流道;所述筋板首尾连接处形成的流道中流道板上设置凸起的小隔片;本实用新型专利技术结构简单,能有效降低热应变,从而增加热疲劳循环次数。

【技术实现步骤摘要】
一种适合高温高压换热流道结构
本专利技术属于换热流道结构
,具体涉及一种适合高温高压换热流道结构。
技术介绍
在许多核电工程项目中由于其特殊性,一般都是高温高压的冷却水,同时有一些部件将承受上万次的高热通量的热载荷,如果不通过换热把热量及时带走,这些部件的材料将发生蠕变,且达不到热疲劳寿命的要求等,最终导致部件受损。例如在ITER(InternationalThermonuclearExperimentalReactor,国际热核聚变实验堆)中,直接面临等离子体的部件,将承受辐射热载荷高达350kW/m2,同时也将承受中子热载荷(P0=5.0W/cm3;λ=13.6cm),部件都是采用4MPa\70℃的高温高压的冷却水进行冷却换热,并且由于冷却水冲蚀原因,面临高热载荷的面厚度一般在6mm左右,流体速度控制<5m/s,并且规定这些部件能承受30000次的热疲劳循环。如何降低面临等离子体的部件上的温度、减少热应变,这些都面临很大挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适合高温高压换热流道结构,减少面临高热载荷部件的热应变,提高热疲劳循环次数。为了解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案是:本专利技术一种适合高温高压换热流道结构,该结构包括一个流道板,所述流道板为矩形结构,所述流道板前表面为面临高热载荷面,所述流道板后表面沿流道板长度方向平行密集排列多个向外凸起的筋板,相邻筋板两两首尾连接,形成串联的U型流道;所述筋板首尾连接处形成的流道中流道板上设置凸起的小隔片。所述小隔片为椭圆筒结构;流道末端与小隔断之间的距离以流道根部倒角尺寸确定。所述流道的高宽比优选1.5。所述筋板为薄板结构。所述流道板的长、宽、高分别为350mm、11mm和15mm,所述流道板厚度最薄处为6mm,所述流道板形成13个串联流道,筋板厚度为4mm。所述流道板的材料为316LN-IG。本专利技术的技术效果主要体现在:本专利技术一种适合高温高压换热流道结构,结构简单,能有效降低热应变,从而增加热疲劳循环次数。附图说明图1为本专利技术一种适合高温高压换热流道结构轴测示意图;图2为本专利技术一种适合高温高压换热流道结构主视图;图3为本专利技术一种适合高温高压换热流道结构横截面示意图;图4为本专利技术一种适合高温高压换热流道结构流道连接处放大示意图;图5为本专利技术一种适合高温高压换热流道结构正面面临高热载荷面的热疲劳分析示意图;图6为本专利技术一种适合高温高压换热流道结构面临高热载荷面背部的热疲劳分析示意图;图7为本专利技术一种适合高温高压换热流道结构面临高热载荷面背部左下角的热疲劳分析示意图;图8为本专利技术一种适合高温高压换热流道结构面临高热载荷面背部右上角的热疲劳分析示意图;具体实施方式下面将结合附图,对本专利技术一种适合高温高压换热流道结构进行清楚、完整地描述。如图1至图4所示,本专利技术一种适合高温高压换热流道结构,该结构包括一个流道板,所述流道板为矩形结构,所述流道板前表面为面临高热载荷面,所述流道板后表面沿流道板长度方向平行密集排列多个向外凸起的筋板,相邻筋板两两首尾连接,形成串联的U型流道;所述筋板首尾连接处形成的流道中流道板上设置凸起的小隔片,所述小隔片为椭圆筒结构;设置小隔片的目的抵抗筋板末端热应变,流道末端与小隔断之间的距离一般以流道根部倒角尺寸确定;所述流道的高宽比优选1.5;所述筋板为薄板结构;在ITER中永久电极,电极表面将承受高热载荷,达350kW/m2,同时也将承受中子热载荷,电极表面采用4MPa\70℃的高温高压的冷却水进行冷却,并且这些部件规定承受30000次的热疲劳循环。进一步,所述流道板的长、宽、高分别为350mm、11mm和15mm,所述流道板厚度最薄处为6mm,所述流道板形成13个串联流道,筋板厚度为4mm;所述流道板的材料为316LN-IG,以保证抗压强度与耐腐蚀性能。如图5至图8所示,通过计算分析,电极表面平均温度249.8℃,最高温度293℃;按照ITER热疲劳循环30000次的要求,总热应变不超过0.3%。本专利技术流道板面临高热载荷面上的热疲劳总热应变<0.3%,满足热疲劳循环要求,如图5所示。本专利技术一种适合高温高压换热流道结构面临高热载荷面背部热应力情况如图6至图8所示,局部热应变最大0.39%,与以往的换热流道相比,总热应变从原来结构的1.2%减少到0.39%,有效减少热应变范围,大大增加了热疲劳循环次数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适合高温高压换热流道结构,其特征在于:该结构包括一个流道板,所述流道板为矩形结构,所述流道板前表面为面临高热载荷面,所述流道板后表面沿流道板长度方向平行密集排列多个向外凸起的筋板,相邻筋板两两首尾连接,形成串联的U型流道;所述筋板首尾连接处形成的流道中流道板上设置凸起的小隔片。

【技术特征摘要】
1.一种适合高温高压换热流道结构,其特征在于:该结构包括一个流道板,所述流道板为矩形结构,所述流道板前表面为面临高热载荷面,所述流道板后表面沿流道板长度方向平行密集排列多个向外凸起的筋板,相邻筋板两两首尾连接,形成串联的U型流道;所述筋板首尾连接处形成的流道中流道板上设置凸起的小隔片。2.根据权利要求1所述的一种适合高温高压换热流道结构,其特征在于:所述小隔片为椭圆筒结构;流道末端与小隔断之间的距离以流道根部倒角尺寸确定。3.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐红兵蔡立君卢勇袁应龙王明旭刘雨祥刘容利甘明杨郭凯飞王波马静王英翘李波
申请(专利权)人:核工业西南物理研究院
类型:新型
国别省市:四川,51

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