本發(fā)明屬于壓水堆核電站關(guān)鍵設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種蒸汽發(fā)生器排污試驗裝置。

背景技術(shù)：

蒸汽發(fā)生器是壓水堆核電站的關(guān)鍵設(shè)備之一，其工作性能和可靠性直接關(guān)系到整個核電站的安全可靠性和可利用率。目前，對蒸汽發(fā)生器的安全運行威脅最大的是傳熱管。由于工作環(huán)境惡劣，傳熱管很容易發(fā)生降質(zhì)甚至破損。世界上運行的核電站中，每年都有大約半數(shù)的蒸汽發(fā)生器發(fā)生傳熱管損壞事故，迫使核電廠不得不采取非計劃停堆、大規(guī)模堵管、降功率運行甚至更換蒸汽發(fā)生器等措施，造成了巨大的經(jīng)濟損失。

統(tǒng)計表明，傳熱管的破損80％以上是由腐蝕造成的。蒸汽發(fā)生器二次測匯集了的各種雜質(zhì)，如給水帶入的有害物質(zhì)和懸浮粒子、二回路系統(tǒng)的雜質(zhì)及材料腐蝕產(chǎn)物等，這些雜質(zhì)都進入蒸汽發(fā)生器并以重力沉降、沸騰沉積、紊流沉積等方式沉積在蒸汽發(fā)生器管板表面、傳熱管表面、支撐板表面以及傳熱管和支撐板的間隙中，造成傳熱管的表面結(jié)垢和管板等部位的泥渣堆積。這些泥渣堆積中往往出現(xiàn)一些化學(xué)成分的高濃度區(qū)，從而造成傳熱管的腐蝕。

開展蒸汽發(fā)生器二次側(cè)泥渣沉積情況和排污效果試驗研究，通過試驗對蒸汽發(fā)生器排污結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，并掌握近管板表面區(qū)域的流體流動具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于蒸汽發(fā)生器二次側(cè)泥渣沉積情況和排污效果試驗的蒸汽發(fā)生器排污試驗裝置，其能夠用于研究蒸汽發(fā)生器內(nèi)部泥渣的傳 輸、沉積與排出技術(shù)，從而優(yōu)化蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)設(shè)計、驗證設(shè)計分析方法和計算軟件，以及確認排污裝置的排污效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種蒸汽發(fā)生器排污試驗裝置，它包括主循環(huán)泵、連接在主循環(huán)泵吸入端的泥渣混合器和注渣泵，以及依次連接在主循環(huán)泵排出端的二次側(cè)排污試驗體、水池和回水泵；所述的主循環(huán)泵吸入端接入試驗循環(huán)水；所述的回水泵的出口管道連接在主循環(huán)泵的吸入端；所述的二次側(cè)排污試驗體包括筒體和位于筒體內(nèi)的下降筒，所述筒體上端設(shè)有給水管入口，頂部設(shè)有試驗體出口管，筒體底部設(shè)有排污管；所述的試驗體出口管連接在主循環(huán)泵的吸入端；所述的水池包括沉降沖洗區(qū)、二次沉降區(qū)、回水區(qū)，每一區(qū)域的底部設(shè)有排水口，所述二次側(cè)排污試驗體的排污管通過管道插入到沉降沖洗區(qū)內(nèi)。

在上述的一種蒸汽發(fā)生器排污試驗裝置中：還包括設(shè)在回水泵的出口與主循環(huán)泵的吸入端之間管道上的水容器緩沖罐；所述的水容器緩沖罐包括緩沖罐罐體，其上部加工有給水入口，下部為倒錐體，倒錐體底部加工有給水出口。

在上述的一種蒸汽發(fā)生器排污試驗裝置中：還包括設(shè)在主循環(huán)泵排出端與二次側(cè)排污試驗體的給水管入口之間管道上的回路冷卻器；所述的回路冷卻器包括換熱器主體，其頂部加工有冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；側(cè)部加工有熱側(cè)出口，底部加工有熱側(cè)入口。

在上述的一種蒸汽發(fā)生器排污試驗裝置中：所述的回路冷卻器的熱側(cè)出口連接的管路上設(shè)有取樣裝置。

在上述的一種蒸汽發(fā)生器排污試驗裝置中：所述的二次側(cè)排污試驗體的試驗體出口管連接的管路上、底部排污管連接的管路上均設(shè)有取樣裝置。

本發(fā)明的顯著效果在于：

設(shè)有水容積緩沖罐，用于抵消由于溫差變化或者系統(tǒng)漏水導(dǎo)致的系統(tǒng)內(nèi)水位的變化；

設(shè)有泥渣混合器，用于向系統(tǒng)回路中注入給定參數(shù)的泥渣-水混合物；

設(shè)有回路冷卻器，用于帶走主循環(huán)泵攪混熱，保持系統(tǒng)回路中水溫維持在規(guī)定數(shù)值；

設(shè)有水池，該水池分為沉降沖洗區(qū)、二次沉降區(qū)、回水區(qū)，從排污試驗體中流出的泥渣含量較高的循環(huán)水流入到沉降沖洗后，由于流速下降，大部分泥渣會沉降在該區(qū)，溢出后的水流入二次沉降區(qū)，泥渣再次沉降，進一步降低泥渣的含量，溢出后流入到回水區(qū)的水中的泥渣含量大幅度降低，基本已經(jīng)成為清水?？梢宰鳛榻o水重新泵入到循環(huán)回路中。

附圖說明

圖1為蒸汽發(fā)生器排污試驗裝置整體示意圖；

圖2為二次側(cè)排污試驗體示意圖；

圖3為水池示意圖；

圖4為水容積緩沖罐示意圖；

圖5為回路冷卻器示意圖；

圖中：1.泥渣混合器；2.注渣泵；3.主循環(huán)泵；4.回路冷卻器；5.冷卻水泵；6.二次側(cè)排污試驗體；7.水池；8.回水泵；9.水容積緩沖罐；10.取樣裝置；401.冷側(cè)入口；402.冷側(cè)出口；403.熱側(cè)出口；404.換熱器主體；405.熱側(cè)入口；601.試驗體出口管；602.給水管入口；603.筒體；604.下降筒；605.排污管；701.沉降沖洗區(qū)；702.二次沉降區(qū)；703.回水區(qū)；704.排水口；901.給水入口；902.緩沖罐罐體；903.給水出口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1所示，主循環(huán)泵3的入口連接試驗冷態(tài)循環(huán)水(由室溫自來水)，同時將泥渣混合器1連入主循環(huán)泵3的入口管道，利用注渣泵2將泥渣泵入循環(huán)水管道，以測試蒸發(fā)器的排污效果。

主循環(huán)泵3的出口連接二次側(cè)排污試驗體6的兩個入口，二次側(cè)排污試驗體6的頂部的出口管道連接到主循環(huán)泵3的吸入口。

二次側(cè)排污試驗體6下端的出口通過管道連接鋼制的水池7，回水泵8將水池7中的水泵回到水容積緩沖罐9，水容器緩沖罐9的出口通過管道連接到主循環(huán)泵3的吸入口，即連入主循環(huán)泵3的回路管道中。

為了保持系統(tǒng)回路中水溫維持在規(guī)定數(shù)值，在主循環(huán)泵3的出口管路上連接回路冷卻器4，通過冷卻水泵5為回路冷卻器4提供冷卻水。

為了抵消由于溫差變化或者系統(tǒng)漏水導(dǎo)致的系統(tǒng)內(nèi)水位的變化，在回水泵8的出口管路上安裝水容積緩沖罐9，然后再連接到主循環(huán)泵3的循環(huán)回路管路上。

在收集器進、出口處，以及底部排污管處分別設(shè)置了取樣裝置10。取樣裝置可以使用濁度儀，進行實時濃度分析。一方面可以指導(dǎo)實驗進程，另一方面可以通過濃度-時間的變化關(guān)系，分析出泥渣收集效果。

如圖2所示，二次側(cè)排污試驗體6包括筒體603，筒體603內(nèi)安裝下降筒604，上述的筒體603上端加工有兩個給水管入口602，頂部加工有一個試驗體出口管601，下端安裝有排污管605。試驗冷態(tài)循環(huán)水從上部的兩個給水管入口602進入，流經(jīng)試驗體下降筒604，在排污試驗體內(nèi)部模擬蒸汽發(fā)生器下部流場流動后，大部分從上端的試驗體出口管601流出，進入主循環(huán)，其余小部分從排污管605流出，經(jīng)過流量計和流量調(diào)節(jié)閥流至下端的水池7。

如圖3所示，水池7分為沉降沖洗區(qū)701、二次沉降區(qū)702、回水區(qū)703， 在每一區(qū)域的底部安裝有排水口704。二次側(cè)排污試驗體6的排污管605通過管道插入到沉降沖洗區(qū)701內(nèi)。

從二次排污試驗體6中流出的泥渣含量較高的循環(huán)水流入到沉降沖洗區(qū)701后，由于流速下降，大部分泥渣會沉降在該區(qū)，溢出后的水流入二次沉降區(qū)702，泥渣再次沉降，進一步降低泥渣的含量，溢出后流入到回水區(qū)703的水中的泥渣含量大幅度降低，基本已經(jīng)成為清水。

如圖4所示，水容積緩沖罐9包括緩沖罐罐體902，其上部加工有給水入口901，下部為倒錐體，倒錐體底部加工有給水出口903。從上述回水泵8泵回的處理之后的循環(huán)水從上述水容積緩沖罐9的給水入口901進入到緩沖罐罐體902，從下部的給水出口903流出。從而抵消了由于溫差變化或者系統(tǒng)漏水導(dǎo)致的循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)水位的變化。

如圖5所示，回路冷卻器4包括換熱器主體404，其頂部加工有冷側(cè)入口401和冷側(cè)出口402，用于冷卻水的流動進出。換熱器主體404側(cè)部加工有熱側(cè)出口403，底部加工有熱側(cè)入口405，用于循環(huán)水的流動進出。

由主循環(huán)泵3驅(qū)動的循環(huán)水，經(jīng)過流量調(diào)節(jié)分配后流入回路冷卻器的熱側(cè)入口18，進入換熱器主體404，與通過冷側(cè)入口401進入的冷卻水進行熱交換，之后再從熱側(cè)出口403流出，進入二次側(cè)排污試驗體6。而經(jīng)過熱交換之后的冷卻水再從冷側(cè)出口402流出。

通過泥渣混合器1和注渣泵2，將混入泥渣的試驗冷態(tài)循環(huán)水(室溫自來水)注入到主循環(huán)泵3中，由主循環(huán)泵3驅(qū)動，首先通過電動蝶閥配合電磁流量計進行流量調(diào)節(jié)分配后流入回路冷卻器熱側(cè)入口18，從熱側(cè)出口403流出后，進入給水管入口602，流經(jīng)下降筒604，在排污試驗體6內(nèi)部模擬蒸汽發(fā)生器下部流場流動后大部分水由頂部出口管道601流出，經(jīng)管道流回主循環(huán)泵3吸入端 完成循環(huán)；而少部分水由排污試驗體的排污管605經(jīng)過流量計和流量調(diào)節(jié)閥流至排污水池沉降沖洗區(qū)701內(nèi)，排污水在排污水池的二次沉降區(qū)702將泥渣顆粒沉積，然后流到排污水池的回水區(qū)703，后使用回水泵將水泵至試驗水容積緩沖罐9返回到主循環(huán)系統(tǒng)。

為了平衡主循環(huán)泵對循環(huán)水的加熱量，使得循環(huán)水溫度控制在一定范圍內(nèi)，回路系統(tǒng)中設(shè)置了一臺回路冷卻器4，可通過調(diào)節(jié)冷卻器的冷卻水量調(diào)節(jié)循環(huán)水的溫度。為了使試驗系統(tǒng)穩(wěn)定運行，試驗回路中設(shè)置了水容積緩沖罐9，用于緩沖因排污、溫度變化等因素引起的試驗系統(tǒng)水容積變化。