本發(fā)明涉及緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水流量、給水溫度、蒸汽壓力的準(zhǔn)確、穩(wěn)定控制領(lǐng)域，具體涉及緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)熱工參數(shù)穩(wěn)定控制裝置。

背景技術(shù)：

緊湊式蒸汽發(fā)生器目前已在核動(dòng)力裝置和其他工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)飽和式自然循環(huán)蒸汽發(fā)生器相比具有結(jié)構(gòu)緊湊、高效、負(fù)荷跟蹤反應(yīng)快的優(yōu)勢(shì)，但在外部擾動(dòng)下，過(guò)熱蒸汽壓力變化快，給水流量如果不能快速跟蹤負(fù)荷的變化，蒸汽品質(zhì)便無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)反應(yīng)堆冷卻劑蓄熱量大，在快速工況變化時(shí)，如果緊湊式蒸汽發(fā)生器給水量不與反應(yīng)堆的熱功率匹配，不僅無(wú)法保證蒸汽品質(zhì)，還可能使反應(yīng)堆及一回路參數(shù)無(wú)法穩(wěn)定。尤其對(duì)于低功率條件下，緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)會(huì)發(fā)生流動(dòng)不穩(wěn)定性現(xiàn)象，影響系統(tǒng)安全。

通常對(duì)于緊湊式蒸汽發(fā)生器的研發(fā)和設(shè)計(jì)中，需要針對(duì)蒸汽發(fā)生器二次側(cè)的兩相流動(dòng)阻力、傳熱特性和流動(dòng)不穩(wěn)定性開展實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)于采用緊湊式蒸汽發(fā)生器的核動(dòng)力裝置和工業(yè)系統(tǒng)，需要開展實(shí)驗(yàn)獲得系統(tǒng)的整體運(yùn)行特性。對(duì)于緊湊式蒸汽發(fā)生器設(shè)備或系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，都需要對(duì)緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)的給水流量、給水溫度和蒸汽壓力的精確、穩(wěn)定控制，保證給水流量跟蹤負(fù)荷的匹配變化，蒸汽品質(zhì)滿足設(shè)計(jì)要求以及避免發(fā)生流動(dòng)不穩(wěn)定性現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)熱工參數(shù)穩(wěn)定控制裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中的控制裝置存在的參數(shù)控制不精準(zhǔn)、控制范圍較小的問題，保證緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水流量、給水溫度、蒸汽壓力的準(zhǔn)確、穩(wěn)定控制，避免發(fā)生流動(dòng)不穩(wěn)定性現(xiàn)象。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)熱工參數(shù)穩(wěn)定控制裝置，包括儲(chǔ)水箱，儲(chǔ)水箱通過(guò)管道依次經(jīng)過(guò)高速離心泵、立式預(yù)熱器、調(diào)節(jié)管路后進(jìn)入到蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)給水入口，蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)蒸汽出口通過(guò)管道經(jīng)過(guò)冷凝器后回到儲(chǔ)水箱，其中所述的調(diào)節(jié)管路包括并聯(lián)的大流量調(diào)節(jié)支路和小流量調(diào)節(jié)支路，大流量調(diào)節(jié)支路的最大流量為小流量調(diào)節(jié)支路最大流量的8～10倍，其中大流量調(diào)節(jié)支路包括依次串聯(lián)的第一氣動(dòng)開關(guān)閥、第一多級(jí)節(jié)流孔板、第一文丘里流量計(jì)，小流量調(diào)節(jié)支路包括依次串聯(lián)的第二氣動(dòng)開關(guān)閥、第二多級(jí)節(jié)流孔板、第二文丘里流量計(jì)。本發(fā)明通過(guò)在高速離心泵的輸出管路上設(shè)置一個(gè)大流量調(diào)節(jié)支路和小流量調(diào)節(jié)支路的方式，實(shí)際運(yùn)行中根據(jù)流量范圍，控制氣動(dòng)開關(guān)閥進(jìn)行選擇，每個(gè)支路上均設(shè)置適應(yīng)于多級(jí)節(jié)流孔板，其目的在于增大離心泵出口與緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)出口蒸汽的壓差，至少大于0.4mpa以上，從而避免緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)出現(xiàn)流動(dòng)不穩(wěn)定性現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)二次側(cè)給水流量的穩(wěn)定控制。實(shí)際運(yùn)行中根據(jù)給水流量大小，調(diào)節(jié)立式預(yù)熱器的加熱功率，控制給水溫度在設(shè)定范圍內(nèi)。

所述高速離心泵的輸出管路上還通過(guò)一個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥連接至高速離心泵的輸入端。

所述蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)給水入口上還設(shè)置有第一氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥。二次側(cè)給水流量可通過(guò)第一氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，二次側(cè)蒸汽壓力可通過(guò)蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證實(shí)現(xiàn)中對(duì)蒸汽發(fā)生器二次側(cè)蒸汽品質(zhì)的要求，一般要求不小于1.5mpa。

所述蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)蒸汽出口與冷凝器之間的設(shè)置有蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥。

冷凝器的輸出管道依次經(jīng)過(guò)冷凝壓力調(diào)節(jié)閥、第二氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥回流至儲(chǔ)水箱。冷凝器能夠?qū)⒏邷馗邏赫羝淠蓡蜗嗨?，根?jù)實(shí)驗(yàn)需求，改變冷凝器冷卻水流量，控制冷凝溫度，凝水管線上布置有凝水壓力調(diào)節(jié)閥，目的是提高冷凝器殼側(cè)壓力，強(qiáng)化冷凝器傳熱能力，通過(guò)第二氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，控制凝水流量和冷凝器內(nèi)凝水液位。

在所述儲(chǔ)水箱上設(shè)置有手動(dòng)截止閥。儲(chǔ)水箱為整個(gè)回路的水源，布置高度必需大于離心泵吸入口，避免離心泵發(fā)生氣蝕，保證離心泵的運(yùn)行安全，補(bǔ)水箱布置9根交流電加熱棒，分為三組獨(dú)立運(yùn)行，根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)需求，控制電加熱棒投入數(shù)量，對(duì)儲(chǔ)水箱水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，儲(chǔ)水箱設(shè)置有磁翻板液位計(jì)，時(shí)刻監(jiān)測(cè)儲(chǔ)水箱液位，保證完全淹沒電加熱棒。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)熱工參數(shù)穩(wěn)定控制裝置，通過(guò)在高速離心泵的輸出管路上設(shè)置一個(gè)大流量調(diào)節(jié)支路和小流量調(diào)節(jié)支路的方式，實(shí)際運(yùn)行中根據(jù)流量范圍，控制氣動(dòng)開關(guān)閥進(jìn)行選擇，每個(gè)支路上均設(shè)置適應(yīng)于多級(jí)節(jié)流孔板，其目的增大離心泵出口與緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)出口蒸汽的壓差，至少大于0.4mpa以上，從而避免緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)出現(xiàn)流動(dòng)不穩(wěn)定性現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)二次側(cè)給水流量的穩(wěn)定控制；

2、本發(fā)明緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)熱工參數(shù)穩(wěn)定控制裝置，冷凝器能夠?qū)⒏邷馗邏赫羝淠蓡蜗嗨鶕?jù)實(shí)驗(yàn)需求，改變冷凝器冷卻水流量，控制冷凝溫度，凝水管線上布置有凝水壓力調(diào)節(jié)閥，目的是提高冷凝器殼側(cè)壓力，強(qiáng)化冷凝器傳熱能力，通過(guò)第二氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，控制凝水流量和冷凝器內(nèi)凝水液位；

3、本發(fā)明緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)熱工參數(shù)穩(wěn)定控制裝置，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中精確、穩(wěn)定控制緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水流量、給水溫度和蒸汽壓力，滿足實(shí)驗(yàn)研究任務(wù)的需求。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖。

附圖中標(biāo)記及對(duì)應(yīng)的零部件名稱：

1-高速離心泵，2-氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，3-第一氣動(dòng)開關(guān)閥，4-第一多級(jí)節(jié)流孔板，5-第一文丘里流量計(jì)，6-第二氣動(dòng)開關(guān)閥，7-第二多級(jí)節(jié)流孔板，8-第二文丘里流量計(jì)，9-第一氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，10-蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥，11-冷凝器，12-冷凝壓力調(diào)節(jié)閥，13-第二氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥，14-，15-手動(dòng)截止閥，16-手動(dòng)截止閥，17-立式預(yù)熱器，18-蒸汽發(fā)生器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例

如圖1所示，本發(fā)明緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)熱工參數(shù)穩(wěn)定控制裝置，包括儲(chǔ)水箱14，儲(chǔ)水箱14為整個(gè)回路的水源，布置高度必需大于離心泵吸入口，避免離心泵發(fā)生氣蝕，保證離心泵的運(yùn)行安全，補(bǔ)水箱布置9根交流電加熱棒，分為三組獨(dú)立運(yùn)行，根據(jù)實(shí)際實(shí)驗(yàn)需求，控制電加熱棒投入數(shù)量，對(duì)儲(chǔ)水箱14水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)，儲(chǔ)水箱14設(shè)置有磁翻板液位計(jì)，時(shí)刻監(jiān)測(cè)儲(chǔ)水箱14液位，保證完全淹沒電加熱棒，儲(chǔ)水箱14上設(shè)置有手動(dòng)截止閥15，儲(chǔ)水箱14與高速離心泵1的管道上還安裝有手動(dòng)截止閥16，儲(chǔ)水箱14通過(guò)管道依次經(jīng)過(guò)高速離心泵1、立式預(yù)熱器17、調(diào)節(jié)管路后進(jìn)入到蒸汽發(fā)生器18的二次側(cè)給水入口，調(diào)節(jié)管路包括并聯(lián)的大流量調(diào)節(jié)支路和小流量調(diào)節(jié)支路，大流量調(diào)節(jié)支路的最大流量為小流量調(diào)節(jié)支路最大流量的8～10倍，其中大流量調(diào)節(jié)支路包括依次串聯(lián)的第一氣動(dòng)開關(guān)閥3、第一多級(jí)節(jié)流孔板4、第一文丘里流量計(jì)5，小流量調(diào)節(jié)支路包括依次串聯(lián)的第二氣動(dòng)開關(guān)閥6、第二多級(jí)節(jié)流孔板7、第二文丘里流量計(jì)，大流量調(diào)節(jié)支路的最大流量為0.3t/h～1.0t/h，小流量調(diào)節(jié)支路的最大流量為0.05t/h～0.3t/h，在實(shí)際運(yùn)行中，根據(jù)流量范圍，控制第一氣動(dòng)開關(guān)閥3和第二氣動(dòng)開關(guān)閥6進(jìn)行選擇，第一多級(jí)節(jié)流孔板4和第二多級(jí)節(jié)流孔板7的級(jí)數(shù)可以在較大的范圍內(nèi)變化，如級(jí)數(shù)為4～10級(jí)，其目的是增大離心泵出口與緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)出口蒸汽的壓差，至少大于0.4mpa以上，從而避免緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)出現(xiàn)流動(dòng)不穩(wěn)定性現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)二次側(cè)給水流量的穩(wěn)定控制；蒸汽發(fā)生器18的二次側(cè)給水入口上還設(shè)置有第一氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥9，二次側(cè)給水流量可通過(guò)第一氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥9進(jìn)行調(diào)節(jié)，二次側(cè)蒸汽壓力可通過(guò)蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥10進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證實(shí)現(xiàn)中對(duì)蒸汽發(fā)生器二次側(cè)蒸汽品質(zhì)的要求，一般要求不小于1.5mpa，預(yù)熱器17為直接加熱管式結(jié)構(gòu)，采用功率為30kw的模塊化電源進(jìn)行加熱，能夠?qū)崿F(xiàn)5kw/s的功率升降速率。對(duì)實(shí)驗(yàn)中最大流量1t/h工況，可實(shí)現(xiàn)2.14℃/s的升溫速率，滿足實(shí)驗(yàn)中對(duì)給水溫度變化速率的要求；蒸汽發(fā)生器18的二次側(cè)蒸汽出口通過(guò)管道經(jīng)過(guò)冷凝器11后回到儲(chǔ)水箱14，高速離心泵1的輸出管路上還通過(guò)一個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥2連接至高速離心泵1的輸入端；冷凝器11的輸出管道依次經(jīng)過(guò)冷凝壓力調(diào)節(jié)閥12、第二氣動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥13回流至儲(chǔ)水箱14。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)冷凝器冷卻水流量、儲(chǔ)水箱14電加熱棒功率以及預(yù)熱器功率等方式控制緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水溫度，在支路上設(shè)置多級(jí)節(jié)流孔板，增大了離心泵出口與緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)出口蒸汽的壓差，避免了緊湊式蒸汽發(fā)生器二次側(cè)發(fā)生流量振蕩現(xiàn)象，蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥與給水流量調(diào)節(jié)閥協(xié)同控制，使得蒸汽品質(zhì)與給水流量變化滿足實(shí)驗(yàn)要求，通過(guò)凝水壓力調(diào)節(jié)閥提高冷凝器殼側(cè)壓力0.3～1.0mpa，強(qiáng)化了冷凝器11傳熱能力，從而減小了冷凝器設(shè)備傳熱面積和體積要求。

以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。