池式蒸汽发生器制造技术

本申请的实施例提供一种池式蒸汽发生器，其包括：内筒体，形成容置空间，容置空间适用于放置反应堆堆芯以及壳程介质，内筒体的上部设置有至少一个壳程介质入口，壳程介质入口适用于通入被反应堆堆芯加热后的壳程介质，内筒体的底部设置有壳程介质出口，其中，壳程介质为液态金属；外筒体，套设在内筒体，外筒体与内筒体之间形成环状空间；多个螺纹管，设置在环状空间内，螺纹管包括设置在下方的管程介质进口和设置在上方的蒸汽出口，其中，螺纹管内自下而上流动的管程介质与壳程介质进行逆流换热变成蒸汽从蒸汽出口流出；以及泵送组件，与壳程介质入口连通，泵送组件适用于将被反应堆堆芯加热后的壳程介质从壳程介质入口泵送到环状空间内。状空间内。状空间内。

【技术实现步骤摘要】
池式蒸汽发生器


[0001]本申请的实施例涉及一种直流蒸汽发生器，尤其是涉及一种应用于液态金属反应堆的一体化大盘管池式蒸汽发生器。

技术介绍

[0002]随着新技术的发展，在核电、能源、电力、化工、制药、石油等行业常采用液态金属反应堆，液态金属反应堆是指以液态金属为冷却剂的反应堆，主要包括钠冷快堆、铅铋快堆、铅冷堆、钠钾堆、锂钾堆、铅锂堆、液汞堆等，以及其它未详细列举的金属反应堆。蒸汽发生器作为液态金属堆一、二次侧介质传递热量的枢纽，是反应堆中的关键设备，其安全性具有十分重要的意义。
[0003]在相关技术中，常见的直流蒸汽发生器的反应堆空间狭小，装配焊接空间充足，不易组装，制造难度高，此外，还存在换热管内介质流速不均衡的缺陷。

技术实现思路

[0004]为了解决上述或者其它方面的至少一种技术问题，本申请实施例提供一种池式蒸汽发生器，蒸汽发生器的中间区域有很大的空间可以用于布置反应堆堆芯及控制棒驱动机构，装配焊接空间充足，适合一体化反应堆，池式蒸汽发生器包括：内筒体，形成容置空间，容置空间适用于放置反应堆堆芯以及壳程介质，内筒体的上部设置有至少一个壳程介质入口，壳程介质入口适用于通入被反应堆堆芯加热后的壳程介质，内筒体的底部设置有壳程介质出口，其中，壳程介质为液态金属；外筒体，套设在内筒体，外筒体与内筒体之间形成环状空间；多个螺纹管，设置在环状空间内，螺纹管包括设置在下方的管程介质进口和设置在上方的蒸汽出口，其中，螺纹管内自下而上流动的管程介质与壳程介质进行逆流换热变成蒸汽从蒸汽出口流出；以及泵送组件，与壳程介质入口连通，泵送组件适用于将被反应堆堆芯加热后的壳程介质从壳程介质入口泵送到环状空间内。
[0005]根据本申请实施例的池式蒸汽发生器，通过采用外筒体套设内筒体的方式，将螺纹管设置在两者之间的空间内，通过壳程介质与管程介质的逆流换热获得过热蒸汽，增大内筒体内的空间，降低装配焊接的难度，并且，安装在内筒体内部的反应堆堆芯及控制棒驱动机构的安装难度降低。
附图说明
[0006]图1是根据本申请的示例性实施例的池式蒸汽发生器的透视图；
[0007]图2是图1所述的池式蒸汽发生器的立体图；
[0008]图3是图1所示的池式蒸汽发生器的内部结构立体图；
[0009]图4是图3所示的内部结构的局部结构放大示意图；
[0010]图5示意性示出了本申请实施例的池式蒸汽发生器的管束支撑组件的正视图。
[0011]上述附图中，附图标记含义具体如下：
[0012]1‑
内筒体；
[0013]2‑
壳程介质入口；
[0014]3‑
外筒体；
[0015]4‑
螺纹管；
[0016]5‑
上孔板；
[0017]6‑
下孔板；
[0018]7‑
管程进口集箱；
[0019]8‑
入口接管；
[0020]9‑
下降管；
[0021]10
‑
管程出口集箱；
[0022]11
‑
蒸汽出口；
[0023]12
‑
盘管进口连接管；
[0024]13
‑
盘管出口连接管；
[0025]14
‑
节流件；
[0026]15
‑
支撑条；
[0027]16
‑
固定件；以及
[0028]17
‑
上盖板。
具体实施方式
[0029]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请作进一步的详细说明。
[0030]但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本申请实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。
[0031]本申请图1是根据本申请的示例性实施例的池式蒸汽发生器的透视图；图2是图1所述的池式蒸汽发生器的立体图；图3是图1所示的池式蒸汽发生器的内部结构立体图。
[0032]本申请实施例提供一种池式蒸汽发生器，如图1至图3所示，包括：内筒体1、外筒体3、外筒体3和泵送组件。内筒体1形成容置空间，容置空间适用于放置反应堆堆芯以及壳程介质，内筒体1的上部设置有至少一个壳程介质入口2，壳程介质入口2适用于通入被反应堆堆芯加热后的壳程介质，内筒体1的底部设置有壳程介质出口，其中，壳程介质为液态金属。外筒体3套设在内筒体1，外筒体3与内筒体1之间形成环状空间。螺纹管4的数量为多个，多个螺纹管4设置在环状空间内，螺纹管4包括设置在下方的管程介质进口和设置在上方的蒸汽出口11，其中，螺纹管4内自下而上流动的管程介质与环形空间内自上而下流动的壳程介质进行逆流换热变成蒸汽从蒸汽出口11流出。泵送组件与壳程介质入口连通，泵送组件适用于将被反应堆堆芯加热后的壳程介质从壳程介质入口泵送到环状空间内。
[0033]在本实施例中，通过采用外筒体套设内筒体的方式，将螺纹管设置在两者之间的空间内，通过壳程介质与管程介质的逆流换热获得过热蒸汽，增大内筒体内的空间，降低装配焊接的难度。并且，安装在内筒体内部的反应堆堆芯及控制棒驱动机构的安装难度降低。
[0034]根据本申请的一些实施例，管程介质包括水。
[0035]根据本申请的一些实施例，池式蒸汽发生器还包括上孔板5和下孔板6。上孔板5设置在环状空间，上孔板5上设置有多个输入通孔，上孔板5位于螺纹管4的顶部与壳程介质入口2之间位置，上孔板5被构造成对壳程介质入口2流入的壳程介质进行均流。下孔板6设置在环状空间，下孔板6位于螺纹管4的底部与壳程介质出口之间位置，下孔板6上设置有适用于均匀输出壳程介质的多个输处通孔，用以将完成逆流换热的壳程介质回流至内筒体1内重新加热。
[0036]在本实施例中，池式蒸汽发生器内筒体1的内部为反应堆堆芯及控制棒驱动机构布置空间，被堆芯加热后的液态金属介质(壳程介质)被泵送组件泵至内筒体1内侧区域的上部空间，通过壳程介质入口2接管进入蒸汽发生器的壳程(环状空间内)，经上孔板5均流以后，通过管束区域(螺纹管4)进行换热，经下孔板6流回到反应堆，再次被加热后泵至壳程介质入口2，进行循环作业。
[0037]根据本申请的一些实施例，上孔板5、下孔板6均为环形板，其大小与环状空间的横截面尺寸匹配。上孔板5、下孔板6在不同的直径上沿环向设置有多个小孔，其中，小孔的数量、小孔的直径及小孔的分布需结合液态金属的流场分布通过热工水力分析计算确定。当壳程介质通过壳程介质入口2进入环状空间之前，上孔板5会对流入的壳程介质进行均流，使壳程流体与管程流体发生热交换前在上孔板环形面域分布均匀，确保壳程介质与管程介质换热充分。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种池式蒸汽发生器，包括：内筒体，所述内筒体形成容置空间，所述容置空间适用于放置反应堆堆芯以及壳程介质，所述内筒体的上部设置有至少一个壳程介质入口，所述壳程介质入口适用于通入被所述反应堆堆芯加热后的壳程介质，所述内筒体的底部设置有壳程介质出口，其中，所述壳程介质为液态金属；外筒体，套设在所述内筒体，所述外筒体与所述内筒体之间形成环状空间；多个螺纹管，设置在所述环状空间内，所述螺纹管包括设置在下方的管程介质进口和设置在上方的蒸汽出口，其中，所述螺纹管内自下而上流动的管程介质与所述壳程介质进行逆流换热变成蒸汽从所述蒸汽出口流出；以及泵送组件，与所述壳程介质入口连通，所述泵送组件适用于将被所述反应堆堆芯加热后的壳程介质从所述壳程介质入口泵送到所述环状空间内。2.根据权利要求1所述的池式蒸汽发生器，还包括：上孔板，设置在所述环状空间，所述上孔板上设置有多个输入通孔，所述上孔板位于所述螺纹管的顶部与所述壳程介质入口之间位置，所述上孔板被构造成对上述壳程介质入口流入的壳程介质均流；以及下孔板，设置在所述环状空间，所述下孔板位于所述螺纹管的底部与所述壳程介质出口之间位置，所述下孔板上设置有适用于均匀输出壳程介质的多个输处通孔，用以将完成逆流换热的壳程介质回流至所述内筒体内重新加热。3.根据权利要求2所述的池式蒸汽发生器，还包括：管程进口集箱，设置在所述环状空间的顶部，所述管程进口集箱上设置有入口接管，所述入口接管适用于通入管程介质；以及多个下降管，每个所述下降管的上端与所述管程进口集箱连通，下端与所述螺纹管的管程介质进口连通。4.根据权利要求3所述的池式蒸汽发生器，还包括：管程出口集箱，设置在所述环状空间的顶部，所述管程出口集箱与所述螺纹管的上端连通，所述管程出口集箱上设置有所述蒸汽出口。5.根据权利要求4所述的池式蒸汽发生器，其中，多个所述螺纹管间隔错位布置成一层管束，多层所述管束沿所述环状空间的径向分布组合成盘管组件，其中，多个所述螺纹管均分别通过多个所述下降管与所述管程进口集箱连通，每个所述螺纹管的上端均与所述管程出口集箱连通。6.根据权利要求5所述的池式蒸汽发生器，还包括：盘管进口连接管...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔鹏瑞，杨红义，朱丽娜，梁继越，刘新鹏，庄毅，肖常志，周寅鹏，王利霞，黄源彬，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：