借助溢流道在热交换器上部供入二回路流体的热交换器制造技术

在热交换器中，例如装备原子能动力装置的蒸汽发生器中，二次流体喷射到有同一竖直轴线的外壳（１０）与束壳或芯壳（２６）之间所形成的环形空间（３０）的上部。流体的喷射由进入到溢流道或溢流堰（６２）中的供给管（４４）实现。溢流道（６２）有一上部水平缘（６４），二次流体从该缘（６４）排到偏斜壁（５４）上，再朝着环形空间（３０）的底部方向沿该壁（５４）流动。阻挡移动体的装置（６０）也设置在溢流道（６２）之中或溢流道与偏斜壁（５４）之间。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热交换器，例如装备原子能动力装置的蒸汽发生器。更确切地说，本专利技术涉及一种具有基本呈竖直斧状圆柱形外壳的热交换器，在该外壳内，同轴地设有圆柱束或包围着热交换器管束或套座的芯壳。在这类热交换器中，通常一次流体在束管之内循环，而二次流体在束管外边循环。更确切地说，通常把二次流体射入外壳和束壳之间所形成的环形空间，而且基本上使其进入所述空间的上部，从而使二次流体落入前述环形空间，此后，再上升到束壳之内，这样便从管内循环的一次流体所提供的热中得到好处。一种公知的将二次流体射入到外壳和束壳之间所形成的环形空间上部的方案已在法国专利FR-A-2477265中公开。二次流体经供给管进入蒸汽发生器，供给管与喇叭形的或半喇叭形的封闭供给集流器密封连接，供给集流器环绕环形空间顶部设置，在上部母面上，该喇叭形成半喇叭形集流器设有孔，若干个倒“J”形管与这些孔相连，确保二次流体射入到环形空间。在热换器中利用喷射二次流体的这种方法存在着一些缺陷。首先，由于二次流体喷射管的特殊形状和安装这些管的环形空间上部的特殊形状以及二次流体经过这些管高速喷出，会导致在环形空间上部产生涡流。这些涡流是有害的，因为它们会减少热交换的热效率，特别是当热交换器是预热型交换器时更是如此。为了消除这些缺陷，法国专利FR-A-2644926中提出了各种解决方案，其中的一种方案由单向板围成的部分密封的环形空间和向下延伸的倒置的“J”形管组成，倒“J”形管穿过单向板延伸，并固定在该板上。但这种系统的结构可能造成二次流体喷入热交换器，这会使结构复杂、成本高。而且，将这种结构结合到热交换器的生产周期中会出现一些难于解决的问题，为了使管延伸出来，需要考虑制造公差，这会引起管低端(还不具有它们的延伸部分)和单向板上所形成的相应孔之间的轴线不重合，而这对于每个倒“J”形管是不相同的。这些问题会使热交换器的生产周期过分地延长。固定延伸到单抽板和倒“J”形管的端部，也会因交换器运行期间和停止期间二者之间所发生的不同的膨胀而产生的机械应力作用，导致延伸破裂的危险。在美国专利US-A-3913531和US-A-3906905中，蒸发生器的二次水供给也借助一喇叭形的集流器装置来保证，该集流器设置在外壳和束壳之间所形成的环形空间的顶部。在喇叭口形集流器的下部母面处;该集源器没有若干孔，这些孔向下直接通入到环形空间。尽管这种结构特别简单，但仍然在环形空间的顶部产生涡流。而且，停止二次水供给又会使集流器完全空着，这样在重新开始供给时会产生水锤。本专利技术特别涉及到一种热交换器，在该热交换器中，由于喷射装置将二次流体喷射到环形空间的上部，该喷射装置制造和组装简单、迅速、便宜，在运行过程中，既不会产生涡流，也不会有在不同膨胀作用下引起机械元件损坏的危险，更不会有发生任何水锤现象的危险。本专利技术的上述效果通过下述方案实现一种热交换器，包括有一外壳和一束壳，外壳与束壳具有共同的竖直轴线，在两者之间形成了一个环形空间，一束管安装在束壳之内，二次流体供给装置设置在环形空间的上部区域，供给管插入外壳并与二次流体供给装置相通，其改进是，所述的供给装置包括一个位于所述环形空间上部区域的溢流道，在所述空间的至少一部分圆周上延伸，该溢流道具有水平上缘，供给管在所述缘水平下方的水平位置处完全通入到溢液道。一偏斜壁，设置在所述缘的前面，并向下延伸而且在所述缘的下方呈倾斜状，以便通过供给管引入溢流道，从溢流道的缘上流出的二次流体沿着所述偏斜壁通过细流向下流入到所述的环形空间。在以这种方式产生的热交换器中，二次流体从溢道或堰落到偏斜壁上，然后再沿着偏斜壁朝环形空间的底部流动。这种特殊的简单结构确保了环形空间圆周边上的流动能够较好的沿圆周分布，尤其是在低流量供给条件下会更好。而且，控制流体流动避免了涡流的产生，这样保持了热交换器的热效率。此外，没有溢流道或与溢流道相通的供给管的排水或排泄，这样，就不会有水锤的危险。为了避免在不同膨胀影响下产生机械零件的损坏并以便简化部件，将供给管与溢流道和偏斜壁所形成的供给装置机械地分离。在本专利技术的最佳实施例中，溢流道具有与偏斜壁相连的水平上部壁，所述的机械分离是通过这样的方式来实现，即供给管以一定间隙通过所述上部水平壁，并与溢流道设有刚性机械连接。在该最佳实施例中，水平上部边缘在溢流道的侧壁上形成，并相对于外壳和束壳的共同竖直轴线朝外侧转向。一个或多个移动体阻挡装置有利地与二次流体供给装置相连。如此，该装置可以被设置在溢流道外侧壁和偏斜壁之间。在另一种实施例中，两个移动体阻挡装置设置在供给管两侧的溢流道中，所述溢流道在两个装置之间密封，这样，使由供给管引进的所有二次流体通过该移动体阻挡装置。每个流动体阻挡装置由一个网格、栅或等效结构形成。结果是，在制造或将供给管插入热交换器的过程中，当物体例如，焊条，螺钉、螺栓等不留心而引入交换器的二次回路时，不会在热交换器管道之间产生填塞，不会由于损坏交换管而发生故障。在实际中，在移动体阻挡装置所形成的流道孔的尺寸最多等于管束或管簇中相邻管之间的最小间隙。为了促进溢流道的通风，最佳地，在溢流道上部水平壁上随意加工有通风孔。为了避免对本专利技术热交换器增加允许溢流正对着束壳或正对着在内部重复热交换器外壳的中间侧缘的支撑，溢流道侧壁之一最好是由所过的束壳或中间侧缘构成。下面参照附图并结合非限定性的实施例对本专利技术进行详述。附图说明图1是本专利技术所述蒸汽发生器竖直截面局部剖视正面图。图2是把二次流体供到本专利技术的第一实施例图1所示蒸汽发生器的装置的垂直截面放大图。图3是本专利技术第一实施例图1Ⅲ-Ⅲ的竖直截面图。图4是与图2相类似的本专利技术第二个实施例的竖直截面图。图5是与图2和4相类似的本专利技术第三个实施例的竖直截面图。图6是与图2、4和5相类似的本专利技术第四个实施例的透视图。图7是本专利技术第五个实施例二次流体供给装置的透视图。图1示出了特别适于本专利技术的预热型蒸汽发生器。但是应该指出，本专利技术也可用锅炉型蒸汽发生器或其它类似结构的热交换器。在图1中，标号10表示竖直斧状，用来在一次水循环和加压水核反应堆的二次水蒸汽循环之间传递热的蒸汽发生器回转外壳。更准确地说，所述外壳10有一直径较小的下部10a和一直径较大的上部10b，以及一截锥形中间部10c。外壳10形成了一个封闭的内部空间，该内部空间由水平管板12分成主要的底部区域和次上部区域，水平管板12与外壳10在下部10a和外壳半球形底部之间的结合位置处密封地连接。竖直隔板14将通常作为水箱的主底部区域分成反应堆主回路中循环水的进水集流器16和出水集流器18。管20和22焊接在蒸汽发生器外壳10的半球形底部，并分别将集流器16和10连接到所述的主回路中。在由管板12形成的，次上部区域，倒U形管束24密封地连接到管板12上，确切地说，每个管24的两端分别与进水集流器16和排水集流器18相通。管束24由束壳26包围和覆盖着，束壳26同轴装在外壳10之内。束壳26的上壁基本与外壳10上部10b和中部10c之间结合处的位置水平。上壁与通道交叉，该通道与汽水分离器以及未示出的位于上部10b中的干燥装置相通，并且还通过蒸汽排出管28与外壳10的上端相通。管28将蒸汽发生器连接到二次回路(未示)中。束壳26与本文档来自技高网...

【技术保护点】
热交换器，包括一外壳（１０）和一束壳（３４），外壳（１０）和束（３４）具有共同的竖直轴线，在两者之间形成了一个环形空间（３０），一束管（２４）安装在束壳之内，二次流体供给装置（３２）设置在环形空间的上部区域，供给管（４４）插入外壳（１０）并与二次流体供给装置（３２）相通，其特征是，所述的供给装置（３２）包括： 一个溢流道（６２），设置在所述环形空间（３０）的上部区域并至少在所述空间的一部分圆周上延伸，所述溢流道（６２）具有水平上缘（６４），供给管（４４）在所述缘水平下方的水平位置处全部通入溢流道（６２）。 一偏斜壁（５４），设置在所述缘（６４）的前边，向下延伸并在所述缘的下方呈倾斜状，以便由供给管将二次流体引入溢流道（６２），从溢流道的缘（６４）上溢出的二次流体，再沿着所述偏斜壁（５４）向下流入所述的环形空间（３０）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C普辛，
申请(专利权)人：费罗马托姆公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]