一种核电站的卸压鼓泡装置及方法与流程

本发明属于核电站卸压系统领域，特别是卸压鼓泡技术领域。

背景技术：

蒸汽喷射到过冷水中进行直接接触凝结的现象普遍存在于多种工业场合，由于蒸汽在过冷水中浸没射流凝结具有高效的混合和换热能力，在化工、电力、冶金、制冷、军工和核工业等领域得到了广泛的应用，如直接接触式换热器、蒸汽射流泵、水下推进系统，特别是pwr的卸压系统。第三代非能动压水堆的安全壳内换料水箱中的鼓泡器卸压即采用了蒸汽射流凝结换热的机理，鼓泡器的设计需满足蒸汽排放的要求，必须考虑蒸汽卸压过程中的凝结换热现象和由于蒸汽凝结引起的压力振荡现象。蒸汽射流凝结是一个伴有质量、动量和能量交换的复杂的两相流动过程，此过程中伴有多种物理现象，这些物理现象使得蒸汽射流冲击和压力波动特性变得十分复杂。特别是凝结过程产生的压力振荡对水箱中的设备的影响分析带来挑战，目前尚未形成满意的分析方法，因此需要耗费大量的人力和物力通过试验方法验证压力振荡产生的影响。如果能设计一种既能满足卸压要求，同时削弱凝结压力振荡在水箱中传播的卸压鼓泡装置，将大大降低水箱设计评价的难度，同时提升设备的安全性。

本发明提供一种核电站的卸压鼓泡装置和方法，该设计实现了将对压力振荡的有效隔断，大大削弱了凝结压力振荡在水箱中的传播，降低水箱设计评价的难度，同时提升设备的安全性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种核电站的卸压鼓泡装置和方法，该设计实现了将对压力振荡的有效隔断，大大削弱了凝结压力振荡在水箱中的传播，降低水箱设计评价的难度，同时提升设备的安全性。

一种核电站的卸压鼓泡装置，包括鼓泡器(2)，所述鼓泡器(2)上设置有鼓泡孔(3)，所述鼓泡孔(3)的出口外围增设非封闭的隔离围桶(4)，所述隔离围桶(4)通过底部通过非封闭式支撑装置(6)固定在鼓泡器(2)周围。

优选的，所述鼓泡孔(3)设置为斜向上。

优选的，所述隔离围桶(4)上部壁面设置有分流孔(5)。

本发明还提供了一种核电站的卸压鼓泡方法，包括一种核电站的卸压鼓泡装置，蒸汽通过进汽管道(1)进入所述鼓泡器(2)，蒸汽经过所述鼓泡孔(3)进入所述水箱(7)中与周围水发生凝结，蒸汽冷凝后形成的高温水通过所述隔离围桶(4)顶部流入所述水箱(7)；所述水箱(7)中的冷水经过所述支撑装置(6)和所述隔离围桶(4)底部开口进入所述隔离围桶(4)内部，与所述鼓泡孔(3)喷出的蒸汽继续冷凝，形成自然换热循环。

优选的，所述高温水还可通过所述分流孔(5)均匀的流入周围水中。

核电站的卸压鼓泡装置，该设计通过在鼓泡孔出口的蒸汽凝结压力振荡区域的外围增设隔离围桶，用于隔断凝结压力振荡向周围的传播，减小压力波对周围水箱的影响。鼓泡孔斜向上喷射蒸汽，有助于热流体向上流动，增强自然循环驱动力。蒸汽凝结后的热水通过隔离围桶上部壁面的分流孔均匀的流入水箱中，增强混合换热。同时热水通过开口的隔离围桶顶部进入水箱，水箱中的冷水通过开口的底部进入围桶，继续冷凝蒸汽，通过自然循环完成冷凝混合过程。该设计实现了将对压力振荡的有效隔断，大大削弱了凝结压力振荡在水箱中的传播，降低水箱设计评价的难度，同时提升设备的安全性。

附图说明

图1为一种核电站的卸压鼓泡装置示意图；

图2为一种隔离围桶装置示意图；

图3为一种鼓泡器俯视图；

图中，1—进汽管道；2—鼓泡器；3—鼓泡孔；4—隔离围桶；5—分流孔；6—支撑装置；7—水箱。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

核电站的卸压鼓泡装置，设置在安全壳的常温水箱内，浸没在水下，卸压系统的管道与鼓泡器的进汽管道相连。卸压鼓泡装置本身主要包括进汽管道、鼓泡器2、鼓泡孔3、隔离围桶4、分流孔5、支撑装置6和水箱7。正常运行期间，卸压系统无蒸汽排放时，鼓泡器2中充水，当卸压系统排放蒸汽时，蒸汽通过进汽管道1进入鼓泡器2，经过鼓泡孔3进入水箱7中与周围水发生凝结，同时产生压力振荡，压力波被隔离围桶4隔断，难以传播到水箱7。蒸汽冷凝后形成高温水，通过分流孔5均匀的流入周围水中，同时通过隔离围桶4的顶部流入水箱7中。水箱中的冷水通过自然循环，经过支撑装置6和隔离围桶4底部开口进入隔离围桶4内部，与鼓泡孔3喷出的蒸汽继续冷凝，重复上述过程。

上述过程通过在鼓泡孔出口的蒸汽凝结压力振荡区域的外围增设隔离围桶，用于隔断凝结压力振荡向周围的传播，减小压力波对周围水箱的影响。该设计实现了将对压力振荡的有效隔断，大大削弱了凝结压力振荡在水箱中的传播，降低水箱设计评价的难度，同时提升设备的安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

技术特征：

1.一种核电站的卸压鼓泡装置，其特征在于，包括鼓泡器(2)，所述鼓泡器(2)上设置有鼓泡孔(3)，所述鼓泡孔(3)的出口外围增设非封闭的隔离围桶(4)，所述隔离围桶(4)通过底部通过非封闭式支撑装置(6)固定在鼓泡器(2)周围。

2.如权利要求1所述的一种核电站的卸压鼓泡装置，其特征在于，所述鼓泡孔(3)设置为斜向上。

3.如权利要求1所述的一种核电站的卸压鼓泡装置，其特征在于，所述隔离围桶(4)上部壁面设置有分流孔(5)。

4.一种核电站的卸压鼓泡方法，其特征在于，包括如权利要求1-3所述的任一种核电站的卸压鼓泡装置，其使用步骤如下：

蒸汽通过进汽管道(1)进入所述鼓泡器(2)，蒸汽经过所述鼓泡孔(3)进入所述水箱(7)中与周围水发生凝结，蒸汽冷凝后形成的高温水通过所述隔离围桶(4)顶部流入所述水箱(7)；所述水箱(7)中的冷水经过所述支撑装置(6)和所述隔离围桶(4)底部开口进入所述隔离围桶(4)内部，与所述鼓泡孔(3)喷出的蒸汽继续冷凝，形成自然换热循环。

5.如权利要求4所述的一种核电站的卸压鼓泡方法，其特征在于，所述高温水还可通过所述分流孔(5)均匀的流入周围水中。

技术总结
本发明公开了一种核电站的卸压鼓泡装置和方法，包括鼓泡器(2)，所述鼓泡器(2)上设置有鼓泡孔(3)，所述鼓泡孔(3)的出口外围增设非封闭的隔离围桶(4)，所述隔离围桶(4)通过底部通过非封闭式支撑装置(6)固定在鼓泡器(2)周围。该设计实现了将对压力振荡的有效隔断，大大削弱了凝结压力振荡在水箱中的传播，降低水箱设计评价的难度，同时提升设备的安全性。

技术研发人员：武心壮;夏栓;黄镜宇;向文娟;张翔云;刘汉臣;邱健;施伟
受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院有限公司
技术研发日：2020.08.25
技术公布日：2020.11.27