[发明专利]船用蒸汽发生器二次侧沸腾传热分析装置

说明书

本发明的目的在于提供船用蒸汽发生器二次侧沸腾传热分析装置，包括试验段、水箱、循环水泵、预热器、汽水分离器，试验段的入口依次连接第一软管段、流量调节阀、电磁流量计、预热器、过滤器、循环水泵和水箱，试验段的出口依次连接第二软管段、流量控制阀、汽水分离器、水位控制阀、水箱，试验段的材料为透明材料，试验段的侧面设置光源和摄影仪，循环水泵和水箱之间设有旁通回路，旁通回路上设置旁通阀，试验段入口与第一软管段之间设置用于分流入口工质的均流孔板，试验段里安装支撑板，支撑板支撑电加热元件，试验段的侧壁上安装热电偶和压力传感器。本发明能够模拟蒸汽发生器二次侧的非均匀加热管束通道并满足单相对流传热和沸腾传热的要求。

技术领域

本发明涉及的是一种蒸汽发生器，具体地说是蒸汽发生器的分析装置。

背景技术

蒸汽发生器是压水堆核动力装置一、二回路之间的枢纽，其内部流动和传热过程的稳定性直接关系到整个核动力系统的安全性和经济性。

蒸汽发生器在设计中通常采用纵向冲刷管束的经验公式来计算二次侧的沸腾传热系数，但事实上，由于一次侧冷却剂流经U型管时会产生几十摄氏度的温降，按照热负荷的差别，通常将U型管的二次侧区分为热侧和冷侧，由于热侧和冷侧加热功率的不同，会使两侧流体产生密度差，进而引起压力差，冷侧流体会在压差的驱动下向热侧流动，使管束间产生流体的横向位移。在船用蒸汽发生器中，由于摇摆的影响，横向流动会更加严重。因此，为了进一步开展更为精细化的研究，有必要设计和开发相应的可视化试验装置，为深入研究奠定基础。

目前的研究主要集中在两个方面：一是以防止传热管腐蚀以及高功率蒸汽发生器设计为目标的工业化或半工业化试验研究，这类研究的试验装置往往尺度较大，重点关注宏观热工参数的测量和经验公式的适用性，对蒸汽发生器二次侧的流动和传热特性研究很少，不适合精细化的基础研究S.Tieszen,H.Merte,V.S.Arpaci.Crevice boiling insteam generators.Journal of Heat Transfer,1987,109:761-767；I.C.Chu,H.J.Chung,S.Lee.Flow-induced vibration of nuclear steam generator U-tubes in two-phaseflow.Nuclear Engineering and Design,2011,241:1508-1515；二是以管束通道为对象进行的流动和传热研究，这类研究重点关注单通道内的试验现象和传热过程，并不考虑通道间流体存在横向流动时沸腾传热特性的变化，也无法同时研究摇摆、起伏、倾斜、竖直等运动对非均匀加热管束间流动和传热特性的影响“单管换热管测试装置”，CN202101956U；H.Kumamaru,Y.Koizumi,K.Tasaka.Investigation of pre-and post-dryout heattransfer of steam-water two-phase flow in a rod bundle.Nuclear Engineeringand Design,1987,102(1):71-84；一种蒸汽发生器倾斜管束换热实验装置及方法”，CN108872304A。

发明内容

本发明的目的在于提供能够模拟蒸汽发生器二次侧的非均匀加热管束通道并满足单相对流传热和沸腾传热要求的船用蒸汽发生器二次侧沸腾传热分析装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明船用蒸汽发生器二次侧沸腾传热分析装置，其特征是：包括试验段、水箱、循环水泵、预热器、汽水分离器，试验段的入口依次连接第一软管段、流量调节阀、电磁流量计、预热器、过滤器、循环水泵和水箱，试验段的出口依次连接第二软管段、流量控制阀、汽水分离器、水位控制阀、水箱，试验段的材料为透明材料，试验段的侧面设置光源和摄影仪，循环水泵和水箱之间设有旁通回路，旁通回路上设置旁通阀，试验段入口与第一软管段之间设置用于分流入口工质的均流孔板，试验段里安装支撑板，支撑板支撑电加热元件，试验段的侧壁上安装热电偶和压力传感器。

本发明还可以包括：