一种具有排污功能的高温气冷堆蒸汽发生器的制作方法

1.本发明属于核能开发和利用的领域，涉及一种具有排污功能的高温气冷堆蒸汽发生器。


背景技术：

2.核能开发领域的高温气冷堆一回路装置主要包括反应堆、热气导管、主氦风机、蒸汽发生器等四大部件，目前设计的立式、直流螺旋管型蒸汽发生器的螺旋管无法通过涡流检测，无法进行在役检查，不能在停堆情况下及时发现传热管的异常而提前采取措施；当传热管出现破口时，高能管道存在甩击效应，有导致事故扩大的问题，另外在蒸汽发生器事故排放时只能从单一的排放流道排出二回路水汽，排放效率低，从而导致一回路进水风险大；当传热管需要堵管或做其它维修处理时，检修极其困难；在正常运行情况下，蒸汽发生器二回路入口过冷水至出口过热蒸汽，温度约从200℃
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600℃区域变化，传热管金属存在较大热应力，传热管加工制造难度大；二回路水汽直流通过蒸汽发生器，无排污能力，导致传热管束内浓缩的杂质增加，存在传热效率下降和沉积物腐蚀等问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有排污功能的高温气冷堆蒸汽发生器，该发生器具有排污能力，且安全性较高，结垢风险较低。
4.为达到上述目的，本发明所述的具有排污功能的高温气冷堆蒸汽发生器包括蒸汽发生器基体、主给水系统、主蒸汽系统、蒸汽发生器连续排污系统及蒸汽发生器事故排放系统；
5.蒸汽发生器基体的顶部开口处设置有蒸汽发生器上封头，蒸汽发生器基体的底部开口处设置有蒸汽发生器下封头，蒸汽发生器下封头内形成蒸汽发生器底部氦气腔室；
6.蒸汽发生器基体内设置有二回路介质换热流道，二回路介质换热流道与蒸汽发生器基体之间形成一回路介质换热流道；
7.主给水系统的出口与二回路介质换热流道的入口相连通，二回路介质换热流道的出口与主蒸汽系统相连通；
8.蒸汽发生器上封头通过上封头内壳隔板为冷氦出口腔室及热氦分配腔室，蒸汽发生器基体的两侧设置有氦气上升流道，热氦分配腔室的出口经一回路介质换热流道、蒸汽发生器下封头及氦气上升流道与冷氦出口腔室相连通；
9.二回路介质换热流道通过蒸汽发生器连续排污阀与蒸汽发生器连续排污系统相连通，二回路介质换热流道经蒸汽发生器事故排放阀组与蒸汽发生器事故排放系统相连通。
10.蒸汽发生器基体的侧面设置有主给水进口腔室；主给水系统的出口经主给水进口腔室与二回路介质换热流道的入口相连通。
11.蒸汽发生器基体的侧面设置有主蒸汽出口腔室；二回路介质换热流道的出口经主
蒸汽出口腔室与主蒸汽系统相连通。
12.二回路介质换热流道包括依次相连通的第一级换热组件、第二级换热组件、第三级换热组件、第四级换热组件、第五级换热组件、第六级换热组件及第七级换热组件，相邻两级换热组件之间通过转向封头相连通；
13.蒸汽发生器上封头、上封头内壳隔板及蒸汽发生器下封头均为可拆卸结构。
14.各转向封头通过蒸汽发生器连续排污阀与蒸汽发生器连续排污系统相连通。
15.各转向封头经蒸汽发生器事故排放阀组与蒸汽发生器事故排放系统相连通；
16.各转向封头为可拆卸装置。
17.本发明具有以下有益效果：
18.本发明所述的具有排污功能的高温气冷堆蒸汽发生器在具体操作时，当一回路检测到湿度信号后，则说明一、二回路传热组件破口，自动打开蒸汽发生器事故排放阀组。当机组启动期间，为快速使传热基体升温或为一回路反向加热，通过开启蒸汽发生器连续排污阀组，从主给水或主蒸汽系统引入二回路高温水或蒸汽用于加热；当机组停机初期，为快速使传热基体降温和降低一回路氦气温度，可通过开启蒸汽发生器连续排污阀组，从主给水系统引入低温水进行冷却，需要说明的是，本发明取消传热管束结构，避免传热管束破口产生高能管道甩击的问题，避免二回路介质温升大而产生的热应力问题；避免出现每个传热流道一二回路贯通的问题。另外，在转向封头上布置蒸汽发生器事故排放阀组，以增加二回路介质的排放能力，多重冗余的蒸汽发生器事故排放阀组增加了安全性能；在事故排放管线上增设蒸汽发生器连续排污阀，在二回路水汽蒸发过程中进行连续排污，降低结垢风险，蒸汽发生器连续排污阀还可兼顾二回路启动预热及停机降温的功能；在对某级换热组件堵管后，对蒸汽发生器整体换热效率及通流能力影响较小。
19.进一步，蒸汽发生器上封头及蒸汽发生器下封头均为可拆卸结构，在停堆检修期间拆卸后，可进行一回路传热管束的在役检查，清理传热管束内石墨粉尘等沉积物，保证传热效率不下降。
20.进一步，各转向封头为可拆卸装置，拆卸后可进行二回路传热流道的在役检查、堵管、清洗及维修工作。当某一级出现一、二回路泄漏的情况堵管后，仅对本级换热组件的通流及换热效率产生影响，对蒸汽发生器总体的通流和换热影响较小。
附图说明
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明的轴向剖面俯视图；
23.图3为本发明的径向剖面主视图；
24.图4为本发明的顶部俯视图。
25.其中，1为蒸汽发生器基体、2
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1为主给水系统、2
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2为主蒸汽系统、3为蒸汽发生器事故排放系统、4为热氦气、5为冷氦气、6为冷氦出口腔室、7为热氦分配腔室、8为蒸汽发生器下封头、9为蒸汽发生器底部氦气腔室、10
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1为蒸汽发生器上封头、10
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2为上封头内壳隔板、11为主蒸汽出口腔室、12为主给水进口腔室、13为转向封头、14为二回路介质换热流道、15为一回路介质换热流道、16为氦气上升流道、17
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1为第一级换热组件、17
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2为第二级换热组件、17
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3为第三级换热组件、17
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4为第四级换热组件、17
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5为第五级换热组件、17
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6为第
六级换热组件、17
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7为第七级换热组件、18为蒸汽发生器事故排放阀组、19为蒸汽发生器连续排污阀、20为蒸汽发生器连续排污系统。
具体实施方式
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
27.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
28.参考图1、图2、图3及图4，本发明所述的具有排污功能的高温气冷堆蒸汽发生器包括蒸汽发生器基体1、主给水系统2
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1、主蒸汽系统2
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2、蒸汽发生器连续排污系统20及蒸汽发生器事故排放系统3；
29.蒸汽发生器基体1的顶部开口处设置有蒸汽发生器上封头10
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1，蒸汽发生器基体1的底部开口处设置有蒸汽发生器下封头8，蒸汽发生器下封头8内形成蒸汽发生器底部氦气腔室9；
30.蒸汽发生器基体1的侧面设置有主给水进口腔室12及主蒸汽出口腔室11；
31.蒸汽发生器基体1内设置有二回路介质换热流道14，二回路介质换热流道14与蒸汽发生器基体1之间形成一回路介质换热流道15；
32.主给水系统2
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1的出口经主给水进口腔室12与二回路介质换热流道14的入口相连通，二回路介质换热流道14的出口经主蒸汽出口腔室11与主蒸汽系统2
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2相连通；
33.二回路介质换热流道14包括依次相连通的第一级换热组件17
‑
1、第二级换热组件17
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2、第三级换热组件17
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3、第四级换热组件17
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4、第五级换热组件17
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5、第六级换热组件17
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6及第七级换热组件17
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7，相邻两级换热组件之间通过转向封头13相连通；
34.蒸汽发生器上封头10
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1通过上封头内壳隔板10
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2分隔为冷氦出口腔室6及热氦分配腔室7，蒸汽发生器基体1的两侧设置有氦气上升流道16，热氦分配腔室7的出口经一回路介质换热流道15、蒸汽发生器下封头8及氦气上升流道16与冷氦出口腔室6相连通；
35.蒸汽发生器基体1为一、二回路传热的主要部件，一回路热氦气4进入热氦分配腔室7内，再从上至下流过一回路介质换热流道15，将热量通过蒸汽发生器基体1传导给二回路介质换热流道14中的二回路汽水，换热后的氦气在蒸汽发生器下封头8内汇集，再从蒸汽发生器基体1两侧的氦气上升流道16流入蒸汽发生器上封头10
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1，然后从冷氦出口腔室6流出蒸汽发生器。
36.蒸汽发生器上封头10
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1、上封头内壳隔板10
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2及蒸汽发生器下封头8均为可拆卸结构，在停堆检修期间拆卸后，可进行一回路传热管束的在役检查，清理传热管束内石墨粉
尘等沉积物，保证传热效率不下降。
37.各转向封头13为可拆卸装置，拆卸后可进行二回路传热流道的在役检查、堵管、清洗及维修工作。主给水系统2
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1输出的主给水经主给水进口腔室12进入到第一级换热组件17
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1中，最后经第七级换热组件17
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7进入到主蒸汽出口腔室11中，最后进入到主蒸汽系统2
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2中。
38.各转向封头13通过蒸汽发生器连续排污阀19与蒸汽发生器连续排污系统20相连通，各转向封头13经蒸汽发生器事故排放阀组18与蒸汽发生器事故排放系统3相连通；
39.当一回路检测到湿度信号后，自动保护动作打开蒸汽发生器事故排放阀组18，当机组启动期间，为了快速使传热基体升温或为一回路反向加热，通过开启蒸汽发生器连续排污阀19，从主给水系统2
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1或主蒸汽系统2
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2引入二回路高温水或蒸汽用于加热；当机组停机初期，为快速使传热基体降温和降低一回路氦气温度，通过开启蒸汽发生器连续排污阀19，从主给水系统2
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1引入低温水进行冷却。