專利名稱：一種減小熱分層影響的管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備及核安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種減小熱分層影響的管道。
背景技術(shù)：
在核電站的系統(tǒng)內(nèi)，由于冷熱流體混合后會(huì)在管道內(nèi)產(chǎn)生熱分層現(xiàn)象。熱分層形成的條件是速度較小的冷熱流體在接近水平的管道內(nèi)混合。例如，對(duì)于核電站穩(wěn)壓器波動(dòng)管，由于來自主管道的高溫水和穩(wěn)壓器內(nèi)溫度較低的水混合，容易發(fā)生熱分層。另外，由于閥門泄漏使得冷水泄漏到裝有熱水的管道中也可能發(fā)生熱分層現(xiàn)象。如果在核電站的管道中發(fā)生熱分層現(xiàn)象，在冷熱流體的交界面會(huì)產(chǎn)生熱震蕩，會(huì)對(duì)整個(gè)管道會(huì)產(chǎn)生熱沖擊；另夕卜，熱分層現(xiàn)象的產(chǎn)生，使得管道的形狀發(fā)生變化，影響核電站管道的壽命，威脅到核電站的安全。目前，解決熱分層問題，主要采用增加冷段水溫或者減小熱段水溫，從而減小冷熱流體溫差的方法。由于熱分層形成的位置受到冷熱流體的流速、流量等各個(gè)因素的影響，使得對(duì)熱分層的緩解更為困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)管道熱分層危害提出一種管道設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)提出一種減小熱分層影響的管道。本發(fā)明提供的減小熱分層影響的管道，該管道含有流經(jīng)低溫流體的冷段和流經(jīng)高溫流體的熱段，冷熱流體在該管道內(nèi)相遇混合，其特征在于在管道的內(nèi)壁上設(shè)立凸起，管道冷段及管道熱段分別連接熱管使得熱量從管道的熱段傳遞到冷段。管道內(nèi)壁上的凸起使得流體在流過凸起時(shí)發(fā)生攪動(dòng)，流體的攪動(dòng)可以促進(jìn)冷熱流體的混合；并且通過熱管在冷熱流體間進(jìn)行傳熱，從而減小熱分層現(xiàn)象對(duì)管道的影響。所述的熱管連接管道熱段和管道冷段，分為連接熱段的熱段熱管和連接冷段的冷段熱管。熱管可以為電流體動(dòng)力熱管、重力輔助熱管等。熱段熱管和冷段熱管在熱管定位格架內(nèi)交錯(cuò)排列，增加接觸面積，加強(qiáng)換熱，減小管道熱段和管道冷段的冷熱流體的溫差。該管道設(shè)計(jì)可以用于核電站管道中，減小熱分層的影響。該管道設(shè)計(jì)安全、高效、可靠、控制簡單。所設(shè)計(jì)的管道分為兩部分，1.利用管壁上的凸起對(duì)流體流動(dòng)的影響，使流體流動(dòng)發(fā)生攪動(dòng)，促進(jìn)冷熱流體的混合；2.在管道冷段和熱段分別連接熱管，熱管在熱管定位格架內(nèi)加強(qiáng)換熱，促進(jìn)熱量從高溫流體傳導(dǎo)到低溫流體，減小熱段和冷段流體的溫差。所述的凸起位于管道管壁上，流體流經(jīng)管壁上的凸起后流動(dòng)發(fā)生攪動(dòng)。所述的凸起的數(shù)量為3-6個(gè)/米，一方面保證凸起引起的流動(dòng)攪動(dòng)能緩解熱分層現(xiàn)象，一方面保證管道的正常功能不受影響，不影響系統(tǒng)的正常功能。所述的凸起可采用梅花樁、圓形、方形等不同的形狀，目的是保證管道能夠很好的緩解熱分層。所述的熱管固定在熱管定位格架上，連接熱管的熱管定位格架可以是開放的，與空氣接觸；也可以是密閉的，在里面充滿水或氦氣等流體，增加換熱。本發(fā)明有益效果所設(shè)計(jì)的管道分為兩部分，1.利用管壁上的凸起對(duì)流體流動(dòng)的影響，使流體流動(dòng)發(fā)生攪動(dòng)，促進(jìn)冷熱流體的混合；2.在支管水平段和豎直段分別連接熱管，熱管在熱管定位格架內(nèi)加強(qiáng)換熱，促進(jìn)熱量從高溫流體傳導(dǎo)到低溫流體，減小熱段和冷段流體的溫差。本發(fā)明給出的管道設(shè)計(jì)可替換核電站中容易發(fā)生熱分層現(xiàn)象的管道，可以有效的緩解熱分層現(xiàn)象的影響，保護(hù)核電站的安全。


圖1減小熱分層影響的管道設(shè)計(jì)示意圖；圖2圖1中支管局部放大圖；圖3熱管定位格架內(nèi)的熱管排列圖；圖4熱管定位格架內(nèi)的熱管排列圖(側(cè)面局部);圖中標(biāo)號(hào)1-主管道；2_支管水平段；3_支管豎直段；4_其他管道；5_支管局部；6_凸起，7-熱段熱管，8-熱管定位格架，9-冷段熱管。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種減小熱分層影響的管道設(shè)計(jì)。該管道設(shè)計(jì)分成兩部分，一部分是管道內(nèi)壁凸起部分，另一部分是連接管道冷段和熱段的熱管部分。下面結(jié)合附圖具體說明實(shí)施方式，應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。圖1是減小熱分層影響的管道設(shè)計(jì)示意圖。圖3、圖4是熱管定位格架內(nèi)的熱管排列圖。本實(shí)施例提供的減小熱分層影響的管道含有流經(jīng)低溫流體的冷段和流經(jīng)高溫流體的熱段，冷熱流體在該管道內(nèi)相遇混合，在管道的內(nèi)壁上設(shè)立凸起，管道冷段及管道熱段分別連接熱管使得熱量從管道的熱段傳遞到冷段。如圖1所示，主管道I內(nèi)流動(dòng)的是高溫流體，而其他管道4內(nèi)流動(dòng)的是低溫流體，支管水平段2即為流經(jīng)高溫流體的熱段，支管豎直段3即為流經(jīng)低溫流體的冷段，冷熱流體在支管水平段2處混合，產(chǎn)生熱分層現(xiàn)象。高溫流體從主管道在流經(jīng)支管水平段2后，流體由于管壁處設(shè)立的凸起6的影響，使得流體流動(dòng)發(fā)生攪動(dòng)。同樣的，低溫流體從其他管道4流入支管水平段2后，也會(huì)由于管壁處設(shè)立的凸起6而使流體流動(dòng)發(fā)生攪動(dòng)。這樣，冷熱流體在支管的水平段2處混合時(shí)，由于流動(dòng)發(fā)生攪動(dòng)，將會(huì)有效地促進(jìn)熱冷流體的混合，可以有效的減小熱分層的影響。所述的凸起的數(shù)量為3個(gè)/米。所述的凸起形狀為梅花樁、圓形或方形。在管道冷段和管道熱段之間分別連接有熱管，即在支管的水平段2處連接有熱段熱管7和在支管的豎直段3處連接有冷段熱管9。所涉及的熱管定位格架8定位熱段熱管7和冷段熱管9，熱管在熱管定位格架8中的排列如圖3、圖4所示，即熱段熱管7和冷段熱管9在熱管定位格架內(nèi)交錯(cuò)排列，增加了熱段熱管7和冷段熱管9之間的換熱面積，提高高溫流體和低溫流體間的導(dǎo)熱效率。熱管選用電流體動(dòng)力熱管，導(dǎo)熱率很高，可以高效的將熱量從一端傳遞到另一端，并且在熱管定位格架中通過增加熱段熱管和冷段熱管的接觸面積的方法，來增加導(dǎo)熱效率，減小冷熱流體的溫差。所涉及的熱管定位格架8可以是開放的，與空氣接觸；也可以是密閉的，在里面充滿水或氦氣等流體，增加換熱。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種減小熱分層影響的管道，該管道含有流經(jīng)低溫流體的冷段和流經(jīng)高溫流體的熱段，冷熱流體在該管道內(nèi)相遇混合，其特征在于在管道的內(nèi)壁上設(shè)立凸起，管道冷段及管道熱段分別連接熱管使得熱量從管道的熱段傳遞到冷段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征在于所述的熱管分為連接熱段的熱段熱管和連接冷段的冷段熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管道，其特征在于熱段熱管和冷段熱管在熱管定位格架內(nèi)交錯(cuò)排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征在于所述的凸起的數(shù)量為3-6個(gè)/米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征在于所述的凸起形狀為梅花樁、圓形或方形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征在于所述的熱管固定在熱管定位格架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征在于所述的熱管定位格架是開放的，與空氣接觸，或者所述的熱管定位格架是密閉的，在里面充滿水或氦氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道，其特征在于所述的熱管為電流體動(dòng)力熱管或重力輔助熱管。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于機(jī)械設(shè)備及核安全技術(shù)領(lǐng)域的一種減小熱分層影響的管道。該管道含有流經(jīng)低溫流體的冷段和流經(jīng)高溫流體的熱段，冷熱流體在該管道內(nèi)相遇混合，其特征在于在管道的內(nèi)壁上設(shè)立凸起，管道冷段及管道熱段分別連接熱管使得熱量從管道的熱段傳遞到冷段。本發(fā)明給出的管道設(shè)計(jì)可替換核電站中容易發(fā)生熱分層現(xiàn)象的管道，可以有效的緩解熱分層現(xiàn)象的影響，保護(hù)核電站的安全。
文檔編號(hào)F16L9/00GK102996908SQ20121045114
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者周濤, 林達(dá)平, 汝小龍, 宋明強(qiáng), 陳敏娜 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)