[发明专利]一种用于高温高压条件下过热工质的高效混合器

说明书

本发明公开的是一种用于高温高压条件下过热工质的高效混合器，包括内部中空的筒体部件，筒体部件的左端连通有出口部件，还包括过热工质入口部件，过热工质入口部件为三通管件，过热工质入口部件的左端口与筒体部件的右端连通，过热工质入口部件的右端连通有低温工质入口部件；还包括喷管组件，喷管组件的右端外径面与低温工质入口部件的内径壁连接在一起，喷管组件的开设有若干个进行叉排布置的喷孔，喷管组件的左端内径安装有2个限流块，2个限流块之间存在一个出水间隙，喷管组件的外壁设置有若干个周向布置的扰动支撑件。

技术领域

本发明涉及一种混合器，具体涉及到了一种适用于高温高压条件下过热工质的卧式高效混合器。

背景技术

在高温高压热工水力实验装置中，经常出现实验段的出口工质达到过热状态的情况。当这种情况出现时，实验段功率的轻微变化即可引发过热工质温度及密度的大幅升降，由于实验装置容积有限，容易引起实验装置系统压力的大幅波动，严重时直接危及实验装置系统的安全性和可靠性。如果将过热工质的直接输送至换热器，则换热器管程所受到的高速高温冲击较大，同时在冷流体作用下管程承压边界的温度梯度较大，容易产生局部热疲劳，从而影响换热器承压边界的安全性和整个设备的使用寿命。因此，常常在实验段出口设置混合器，将高温过热工质与实验旁路的低温过冷工质进行充分混合，以降低工质的温度、减轻换热器的热冲击及热疲劳、提高实验装置系统的安全性和可靠性。

目前，虽然混合器的结构和类型种类较多，但是针对高温高压条件下过热工质的混合器设计制造仍然存在一些技术难题：1.如何高效地降低混合后的工质温度或质量含汽率，提高工质温度分布的均匀程度；2.如何避免设备内部发生水锤现象，如何减缓过热工质对设备承压部件的高速高温冲击；3.如何降低设备加工制造及工艺实现的难度，提高设备的安全性与可靠性；4.如何排除设备中不凝气体，减轻溶解氧对设备的腐蚀等等。

本发明正是基于这一工程背景和技术需求，通过技术创新和试验验证获得专利技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高温高压条件下过热工质的高效混合器，能避免水锤现象的发生、同时提高工质温度分布的均匀程度。

为解决上述缺点，本发明的技术方案如下：

一种用于高温高压条件下过热工质的高效混合器，包括内部中空的筒体部件，筒体部件的左端连通有出口部件，还包括过热工质入口部件，过热工质入口部件为三通管件，过热工质入口部件的左端口与筒体部件的右端连通，过热工质入口部件的右端连通有低温工质入口部件；还包括喷管组件，喷管组件的右端外径面与低温工质入口部件的内径壁连接在一起，喷管组件的开设有若干组进行叉排布置的喷孔，喷管组件的左端内径安装有2个限流块，2个限流块之间存在一个出水间隙，喷管组件的外壁设置有若干个周向布置的扰动支撑件。

上述高效混合器的工作原理是：高温过热工质从过热工质入口部件的高温过热工质入口端进入到过热工质入口部件内部，低温过冷工质从低温工质入口部件的右端进入到喷管组件内部，在2个限流块的限流作用下，大部分的低温过冷工质从喷孔内喷出与进入的高温过热工质进行充分混合，而小部分的低温过冷工质从2个限流块之间的出水间隙流出与混合和的喷淋混合工质再次混合，起到二次混合降温的目的，而本发明设置的叉排布置的喷孔能够有效的并均匀的将低温工质与高温过热工质混合，再此基础上，本发明还设置有扰动支撑件，扰动支撑件设置后，可以高效地将高温条件下过热工质混合成过冷或低质量含汽率的饱和工质，同时有效地避免了水锤现象的发生。

总的说来，上述结构是利用热工水力实验装置实验支路中过热工质的压力低于实验旁路低温过冷工质压力的特点，采用卧式结构和出口设置了限流块的喷管，将流入设备的大部分低温工质由喷管沿程喷淋进入过热工质混合，在喷淋混合沿程中设置多处周向设置的扰动支撑件搅混工质，最后将喷淋混合工质与喷管组件流出的小部分低温过冷工质二次交混，可以高效地将高温条件下过热工质混合成过冷或低质量含汽率的饱和工质，同时有效地避免了水锤现象的发生。