本發(fā)明涉及強化傳熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器的試驗回路。

背景技術(shù)：

標準蒸汽發(fā)生器（SG）的原理是：進入SG的給水與位于給水環(huán)上面的分離器與干燥器的再循環(huán)水相混合，隨后，混合水流入壓力圍板和管束圍板之間，直到管板；然后這種混合水以360°角的扇形面同時流入熱支路面和冷支路面的管束。

現(xiàn)有的標準蒸汽發(fā)生器（SG）導致壓力殼內(nèi)介質(zhì)的預熱效果差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器的試驗回路，該試驗回路是針對帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器的特殊性對現(xiàn)有回路進行改進，與帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器配套使用，解決現(xiàn)有的標準蒸汽發(fā)生器導致壓力殼內(nèi)介質(zhì)的預熱效果差的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器的試驗回路，包括熱源流體回路和再循環(huán)水回路，所述熱源流體回路為再循環(huán)水和給水提供熱源，所述再循環(huán)水回路包括換熱器、循環(huán)泵，換熱器將濕蒸汽出口的濕蒸汽冷卻成給定溫度的飽和水后通過屏蔽泵分成冷回路和熱回路，所述冷回路用于將溫度較低的飽和水回流到U形管的冷端，所述熱回路用于將溫度較高的飽和水回流到U形管的熱端。

現(xiàn)有的試驗模擬體通常采用標準蒸汽發(fā)生器（SG），與標準蒸汽發(fā)生器（SG）配合使用的試驗回路只有熱源流體回路，標準蒸汽發(fā)生器（SG）產(chǎn)生的濕蒸汽形成飽和水再回流利用形成再循環(huán)水，再循環(huán)水與給水混合后流入壓力圍板和管束圍板之間，直到管板； 由于現(xiàn)有的標準蒸汽發(fā)生器（SG）內(nèi)，沒有根據(jù)U形管兩側(cè)溫度的不同進行區(qū)分，進而在循環(huán)水和給水混合后全部與標準蒸汽發(fā)生器（SG）內(nèi)部的水混合，這樣一導致將原有溫度較高的水介質(zhì)的溫度降低，進而導致預熱效果差，蒸汽產(chǎn)生較為緩慢。

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點對標準蒸汽發(fā)生器（SG）進行了改進，重新設計得到本發(fā)明的帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器，并重新設計出與帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器相匹配的試驗回路。

所述帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器包括殼體，殼體的下端設置有管板，管板上設置有U形管，U形管一端與一次側(cè)入口連通，另一端與一次側(cè)出口連通，所述管板上在U形管的外側(cè)環(huán)設有一次圍筒，所述管板上設置有隔離板，所述隔離板將一次圍筒內(nèi)部分隔成冷支路和熱支路，所述管板上在冷支路的外側(cè)設置有二次圍板，所述一次圍筒的下部在隔離板的兩側(cè)均設置有通孔，所述殼體的頂部設置有濕蒸汽出口，所述殼體上設置有與濕蒸汽出口連接的二次側(cè)熱端入口和二次側(cè)冷端入口，所述二次側(cè)熱端入口與熱支路配合，所述二次側(cè)冷端入口與冷支路配合，所述殼體上設置有與二次側(cè)冷端入口配合的給水口。

其中，所述殼體具體是指一種壓力容器罐，所述U形管具體是指一種熱流體流通的管道，其與一次側(cè)入口連通的一端通入熱流體，熱流體在殼體內(nèi)將熱量傳遞給殼體內(nèi)的水介質(zhì)后，由一次側(cè)出口排出加熱后由進入U形管，所述一次圍筒具體是指將U形管與水介質(zhì)隔開的結(jié)構(gòu)，其上設置有通孔，所述通孔用于使一次圍筒外側(cè)的水介質(zhì)進入到其內(nèi)側(cè)，次圍筒的設置能夠避免再循環(huán)水和給水直接與U形管接觸；所述隔離板的底部與管板連接相對稱的2個側(cè)壁與一次圍筒的內(nèi)側(cè)連接，所述熱支路具體是指U形管進入熱流體的一端周圍區(qū)域；所述冷支路具體是指U形管熱流體流出的一端周圍區(qū)域；所述二次圍板具體是指一種半圓弧狀的結(jié)構(gòu)，其作用是與一側(cè)圍筒之間形成導入從二次側(cè)冷端入口進入的再循環(huán)水和給水的通道，在殼體與一側(cè)圍筒之間形成導入從二次側(cè)熱端入口進入的再循環(huán)水通道，進而避免從二次側(cè)冷端入口進入的再循環(huán)水和給水與從二次側(cè)熱端入口進入的再循環(huán)水在殼體內(nèi)混合；所述一次側(cè)入口具體是指熱流體進入U形管的結(jié)構(gòu)，所述一次側(cè)出口具體是指熱流體流出U形管的結(jié)構(gòu)；所述二次側(cè)冷端入口具體是指溫度較低的在循環(huán)水流入殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)，所述二次側(cè)熱端入口具體是指溫度較高的在循環(huán)水流入殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)；為使蒸汽發(fā)生器的效果最佳化，只用少量再循環(huán)水同給水相混合；其余再循環(huán)水直接流入返回熱支路；所述二次側(cè)冷端入口和二次側(cè)熱端入口優(yōu)選設置在與U形管頂端配合的位置。

本發(fā)明所述屏蔽泵為現(xiàn)有技術(shù)，是能夠驅(qū)動不同溫度的流體循環(huán)起來的循環(huán)泵；所述U形管的熱端具體是指熱流體進入的一端，所述U形管的冷端具體是指熱流體在U形管內(nèi)換熱后流出的一端。

優(yōu)選地，在換熱器和循環(huán)泵之間設置過濾器。

本發(fā)明通過設置再循環(huán)水回路，將帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的濕蒸汽抽出帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器，避免濕蒸汽在帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)直接冷凝回流，濕蒸汽通過換熱器冷凝成設定溫度的飽和水后通過屏蔽泵分別將溫度較高的飽和水分給熱回路，通過熱回路回到帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)U形管的熱端繼續(xù)加熱蒸發(fā)、將溫度較低的飽和水分給冷回路，與給水混合后回到帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)。

進一步地，熱源流體回路包括與U形管兩端連通的一次側(cè)入口、一次側(cè)出口，在一次側(cè)入口、一次側(cè)出口之間形成循環(huán)管路，循環(huán)管路上設置有第一加熱器、第一調(diào)節(jié)閥和第一循環(huán)泵。

所述第一加熱器將熱源流體加熱到設定溫度后在輸送至U形管為帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水介質(zhì)提供熱源；所述第一調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)熱源流體的流速，上述熱源流體回路能夠源源不斷的為U形管提供熱源。

進一步地，循環(huán)水回路、冷回路和熱回路之間通過三通管連通。

進一步地，熱回路上設置有第二加熱器。

即第二加熱器設置在三通管的下游，所述下游具體是指再循環(huán)水流向的后端，如此設置能夠避免能源的浪費。

進一步地，冷回路上設置有冷凝器。

進一步地，冷回路上設置有第二調(diào)節(jié)閥、第一流量計。

所述第一流量計優(yōu)選文丘里流量計。

進一步地，熱回路上設置有第三調(diào)節(jié)閥、第二流量計。

所述第二流量計優(yōu)選文丘里流量計。

在冷回路、熱回路上單獨設置調(diào)節(jié)閥、流量計，便于實現(xiàn)對冷回路、熱回路上參數(shù)的單獨控制。

進一步地，在帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器上二次側(cè)熱端入口下端設置泄壓閥。

泄壓閥的設置便于試驗過程中對帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)壓力和水位的控制。

進一步地，冷回路采用槽隼法蘭與二次側(cè)冷端入口連接，所述熱回路采用槽隼法蘭與二次側(cè)熱端入口連接；所述再循環(huán)水回路采用槽隼法蘭與濕蒸汽出口連接。

如此設置便于冷回路、熱回路和再循環(huán)水回路的拆卸與安裝，提高操作的方便性。

進一步地，熱源流體回路采用槽隼法蘭一次側(cè)入口、一次側(cè)出口連接。

如此設置便于熱源流體回路的拆卸與安裝，提高操作的方便性。

本發(fā)明的的工作原理：

1）、當進行帶軸向預熱器試驗時，試驗回路流程如下。

試驗回路一次側(cè)的去離子水經(jīng)過預熱段和加熱電源加熱成13MPa、240℃以上的高溫水流過U型管，把帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)的過冷水加熱成飽和水，進一步產(chǎn)生飽和濕蒸汽。

假定帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器本體冷端105℃給水量為G，帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器本體內(nèi)部循環(huán)倍率為r。在試驗過程中，試驗本體出口輸出的濕蒸汽量為G×r，內(nèi)部循環(huán)水量為G×(r-1)，給水量為G，從而實現(xiàn)質(zhì)量平衡。

從濕蒸汽出口排出的質(zhì)量為G×r的濕蒸汽，經(jīng)過換熱器冷卻成飽和水后，其中質(zhì)量為G×(r-1)×B（B為一個百分數(shù)，按試驗參數(shù)進行調(diào)節(jié)）的飽和水注入U型管熱端，剩下的質(zhì)量為G[(r-1)×(1-B)+1]的飽和水進一步冷卻到給定溫度注入U型管冷端。

2）、當進行不帶軸向預熱器試驗時（將本發(fā)明所述帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器中的一次圍筒、二次圍板和隔離板拆卸即可），試驗回路流程如下：

試驗回路一次側(cè)的去離子水經(jīng)過預熱段和加熱電源加熱成13MPa、240℃以上的高溫水流過U型管，把帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)的過冷水加熱成飽和水，進一步產(chǎn)生飽和濕蒸汽。

假定帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器本體冷端105℃給水量為G，帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器本體內(nèi)部循環(huán)倍率為r。在試驗過程中，試驗濕蒸汽出口排出輸出的濕蒸汽量為G×r，內(nèi)部循環(huán)水量為G×(r-1)，給水量為G，從而實現(xiàn)質(zhì)量平衡。

從濕蒸汽出口排出排出的質(zhì)量為G×r的濕蒸汽，經(jīng)過換熱器冷卻到給定溫度（質(zhì)量為G×(r-1)的飽和水與質(zhì)量為G的105℃過冷水混合后得到）后，其中質(zhì)量為G×r/2的過冷水注入U型管熱端，剩下的質(zhì)量為G×r/2的過冷水注入U型管冷端。

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

1、本發(fā)明所述試驗回路不僅能夠避免濕蒸汽在帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)在直接冷凝回路影響加熱效果，而且通過屏蔽泵將飽和水分成分別將溫度較高的飽和水分給熱回路，通過熱回路回到帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)U形管的熱端繼續(xù)加熱蒸發(fā)、將溫度較低的飽和水分給冷回路，與給水混合后回到帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器內(nèi)，提高了U形管熱端的加熱效果。

2、本發(fā)明所述試驗回路不僅結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，可以應用于帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器試驗，也能開展不帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器的對比試驗，還能進行與SG相關(guān)的試驗。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1是試驗回路的路程圖；

圖2是種帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-濕蒸汽出口，2-二次側(cè)熱端入口，3-二次側(cè)冷端入口，4-一次側(cè)入口，5-一次側(cè)出口，6-U形管，11-換熱器，12-一循環(huán)泵，13-第一加熱器，14-第一調(diào)節(jié)閥，15-三通管，16-第二加熱器，17-冷凝器，18-第二調(diào)節(jié)閥，19-第一流量計，20-第三調(diào)節(jié)閥，21-第二流量計，22-泄壓閥，110-熱源流體回路，220-再循環(huán)水回路，221-冷回路，222-熱回路。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1：

如圖1、圖2所示，一種帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器的試驗回路，包括熱源流體回路110和再循環(huán)水回路220，所述熱源流體回路110為再循環(huán)水和給水提供熱源，所述再循環(huán)水回路220包括換熱器11、循環(huán)泵12，換熱器11將濕蒸汽出口1的濕蒸汽冷卻成給定溫度的飽和水后通過屏蔽泵分成冷回路221和熱回路222，所述冷回路221用于將溫度較低的飽和水回流到U形管6的冷端，所述熱回路用于將溫度較高的飽和水回流到U形管6的熱端；所述熱源流體回路包括與U形管6兩端連通的一次側(cè)入口4、一次側(cè)出口5，在一次側(cè)入口4、一次側(cè)出口5之間形成循環(huán)管路，循環(huán)管路上設置有第一加熱器13、第一調(diào)節(jié)閥14和第一循環(huán)泵23；所述循環(huán)水回路220、冷回路221和熱回路222之間通過三通管15連通。

實施例2：

如圖1、圖2所示，本實施例基于實施例1，所述熱回路222上設置有第二加熱器16；所述冷回路221上設置有冷凝器17；所述冷回路221上設置有第二調(diào)節(jié)閥18、第一流量計19；所述熱回路上設置有第三調(diào)節(jié)閥20、第二流量計21；在帶軸向預熱器蒸汽發(fā)生器上二次側(cè)熱端入口2下端設置泄壓閥22。

實施例3：

如圖1、圖2所示，本實施例基于實施例1，所述冷回路221采用槽隼法蘭與二次側(cè)冷端入口3連接，所述熱回路222采用槽隼法蘭與二次側(cè)熱端入口2連接；所述再循環(huán)水回路220采用槽隼法蘭與濕蒸汽出口1連接；所述熱源流體回路110采用槽隼法蘭一次側(cè)入口4、一次側(cè)出口5連接。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，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、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。