本發(fā)明涉及蒸汽發(fā)生器的試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于驗證蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能的試驗系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

飽和式蒸汽發(fā)生器在壓水堆核動力裝置中得到了廣泛應(yīng)用，是系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。它承擔(dān)著一、二回路參數(shù)匹配和運行跟隨、堆芯熱量正常傳遞和余熱導(dǎo)出、放射性物質(zhì)屏蔽等重要功能。其工作性能及安全可靠性，直接影響到整個核動力裝置的經(jīng)濟性和安全性。

出口蒸汽濕度是衡量飽和式蒸汽發(fā)生器工作性能的關(guān)鍵指標之一。為確保出口蒸汽濕度滿足運行指標要求，飽和式蒸汽發(fā)生器中設(shè)置了汽水分離裝置，包括第一級的旋葉式汽水分離器和第二級的波紋板式干燥器。汽水分離裝置的性能，是影響蒸汽發(fā)生器性能的關(guān)鍵因素。因此，汽水分離裝置是飽和式蒸汽發(fā)生器的關(guān)鍵核心部件之一。

在汽水分離裝置的研發(fā)過程中以及工程應(yīng)用前，其性能必須通過試驗予以驗證。試驗的主要目的是獲取在正常運行工況、超負荷工況以及極端工況下汽水分離裝置出口蒸汽濕度，用于評估汽水分離裝置性能，為汽水分離裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和設(shè)計定型提供試驗依據(jù)。為此，設(shè)計并建造一套驗證試驗系統(tǒng)是滿足汽水分離裝置研發(fā)和應(yīng)用的必備條件之一。

為研發(fā)汽水分離裝置，國內(nèi)外均建設(shè)過一些試驗裝置。較為典型的試驗工藝流程為：給水經(jīng)供汽換熱器后產(chǎn)生飽和蒸汽，引至混合器，與來自試驗容器內(nèi)的再循環(huán)水混合，形成入口蒸汽條件，再經(jīng)試驗本體分離后蒸汽排放入冷凝器。該工藝存在明顯不足：1)供汽換熱器產(chǎn)生的飽和蒸汽往往有一定的含濕量，在現(xiàn)有測試技術(shù)條件下，濕飽和蒸汽的流量很難準確測量，直接導(dǎo)致無法準確模擬進入試驗本體的入口蒸汽條件；2)由于裝置中無濕度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，無法開展?jié)穸葏?shù)的敏感性試驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于驗證蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能的試驗系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽發(fā)生器試驗存在的精度低的問題，達到可以提高試驗精度、靈活調(diào)節(jié)參數(shù)的目的，可應(yīng)用于蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能驗證試驗。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種用于驗證蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能的試驗系統(tǒng)，包括高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)、試驗容器，在試驗容器內(nèi)設(shè)置有汽水分離器，在汽水分離器上方設(shè)置有干燥器，高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)的主蒸汽管線上引出過熱蒸汽進入過熱蒸汽減溫減壓裝置，降溫和降壓后的蒸汽從過熱蒸汽減溫減壓裝置的輸出口通過管線進入到試驗容器內(nèi)的汽水分離器，試驗后的蒸汽從試驗容器頂部出口管排出，流入飽和蒸汽減溫減壓裝置，經(jīng)降溫和降壓后排入冷凝器，冷凝水則回到高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)的水系統(tǒng)。本發(fā)明的蒸汽發(fā)生器水汽分離裝置的性能測試系統(tǒng)，通過高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽并通過管路向外輸出，輸出的高溫高壓氣體首先經(jīng)過過熱蒸汽減溫減壓裝置的降溫降壓作用，產(chǎn)生的飽和蒸汽流入汽水混合器，與來自循環(huán)水系統(tǒng)的高溫水進行混合，產(chǎn)生了滿足試驗所要求的汽水分離裝置入口汽水混合物，然后流入汽水分離器，實現(xiàn)了大部分的水與蒸汽的分離，水匯集到試驗容器的下部成為循環(huán)水，經(jīng)過汽水分離器分離后的濕蒸汽與霧化液滴混合后，進入干燥器，經(jīng)過進一步的分離，分離出的疏水匯集到試驗容器下部，蒸汽則從試驗容器頂部出口管排出，流入飽和蒸汽減溫減壓裝置實施降溫和降壓后，排入冷凝器，冷凝水則回到高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)的水系統(tǒng)，實現(xiàn)了循環(huán)，試驗系統(tǒng)通過數(shù)采系統(tǒng)分別測量過熱蒸汽參數(shù)(流量、溫度、壓力)、過熱蒸汽減溫水參數(shù)(流量、溫度、壓力)和循環(huán)水參數(shù)(流量、溫度、壓力)，通過熱平衡計算，可準確獲得汽水分離器入口汽水混合物含汽量，滿足試驗條件要求，由于試驗系統(tǒng)用過熱蒸汽來源于高壓過熱蒸汽鍋爐如電站鍋爐，試驗所需蒸汽參數(shù)可通過調(diào)節(jié)減溫減壓裝置和循環(huán)水流量實現(xiàn)靈活控制，可實現(xiàn)低負荷、高負荷、超負荷乃至極端工況以及不同參數(shù)組合下汽水分離裝置性能驗證的試驗，試驗系統(tǒng)參數(shù)覆蓋廣，通用性強，由于本試驗系統(tǒng)可準確獲得汽水分離器入口汽水混合物參數(shù)條件，因此本試驗系統(tǒng)還可用于開展兩相流流動特性試驗、汽-汽換熱器性能試驗等其他熱工試驗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明簡化了系統(tǒng)流程和設(shè)備，使得系統(tǒng)建造周期短、運行操作簡單，建造成本和日常維護費低，大幅提升技術(shù)經(jīng)濟性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽發(fā)生器試驗存在的精度低的問題，達到可以提高試驗精度、靈活調(diào)節(jié)參數(shù)的目的，可應(yīng)用于蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能驗證試驗。

所述高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)的給水管線經(jīng)過減溫水調(diào)節(jié)閥和流量計b，進入過熱蒸汽減溫減壓裝置。進一步講，通過將高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)的給水管線連通至過熱蒸汽減溫減壓裝置，可以將補給水引入到循環(huán)系統(tǒng)中，有利于整體的控制。

在試驗容器底部與循環(huán)泵連接，循環(huán)泵的輸出分成兩部分：一部分流經(jīng)流量計d進入混合器與飽和蒸汽均勻混合，另一部分流經(jīng)流量計c和調(diào)節(jié)閥進入位于汽水分離器與干燥器之間的霧化裝置進行霧化。進一步講，本發(fā)明將試驗容器水汽分離后的水重新用于循環(huán)系統(tǒng)中，水匯集到試驗容器的下部成為循環(huán)水，水經(jīng)循環(huán)泵升壓，一部分流經(jīng)流量計d進入混合器，與飽和蒸汽均勻混合，另一部分則作為濕度調(diào)節(jié)用水，流經(jīng)流量計c和調(diào)節(jié)閥進入試驗容器，最后經(jīng)霧化裝置霧化，用于調(diào)節(jié)干燥器入口蒸汽濕度，滿足不同濕度條件下干燥，大大提高了整體的實用性，拓展了試驗的參數(shù)和范圍，從循環(huán)泵出口引出的循環(huán)水支路用于干燥器入口濕度調(diào)節(jié)，可滿足不同濕度工況下干燥器性能試驗的要求。

在所述高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)的主蒸汽管線上還設(shè)置有流量計a。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

1、本發(fā)明一種用于驗證蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能的試驗系統(tǒng)，經(jīng)過汽水分離器分離后的濕蒸汽與霧化液滴混合后，進入干燥器，經(jīng)過進一步的分離，分離出的疏水匯集到試驗容器下部，蒸汽則從試驗容器頂部出口管排出，流入飽和蒸汽減溫減壓裝置實施降溫和降壓后，排入冷凝器，冷凝水則回到高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)的水系統(tǒng)，實現(xiàn)了循環(huán)，試驗系統(tǒng)通過數(shù)采系統(tǒng)分別測量過熱蒸汽參數(shù)(流量、溫度、壓力)、過熱蒸汽減溫水參數(shù)(流量、溫度、壓力)和循環(huán)水參數(shù)(流量、溫度、壓力)，通過熱平衡計算，可準確獲得汽水分離器入口汽水混合物含汽量，滿足試驗條件要求，由于試驗系統(tǒng)用過熱蒸汽來源于高壓過熱蒸汽鍋爐如電站鍋爐，試驗所需蒸汽參數(shù)可通過調(diào)節(jié)減溫減壓裝置和循環(huán)水流量實現(xiàn)靈活控制，可實現(xiàn)低負荷、高負荷、超負荷乃至極端工況以及不同參數(shù)組合下汽水分離裝置性能驗證的試驗，試驗系統(tǒng)參數(shù)覆蓋廣，通用性強，由于本試驗系統(tǒng)可準確獲得汽水分離器入口汽水混合物參數(shù)條件，因此本試驗系統(tǒng)還可用于開展兩相流流動特性試驗、汽-汽換熱器性能試驗等其他熱工試驗。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明簡化了系統(tǒng)流程和設(shè)備，使得系統(tǒng)建造周期短、運行操作簡單，建造成本和日常維護費低，大幅提升技術(shù)經(jīng)濟性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中蒸汽發(fā)生器試驗存在的精度低的問題，達到可以提高試驗精度、靈活調(diào)節(jié)參數(shù)的目的，可應(yīng)用于蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能驗證試驗；

2、本發(fā)明一種用于驗證蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能的試驗系統(tǒng)，將試驗容器水汽分離后的水重新用于循環(huán)系統(tǒng)中，水匯集到試驗容器的下部成為循環(huán)水，水經(jīng)循環(huán)泵升壓，一部分流經(jīng)流量計d進入混合器，與飽和蒸汽均勻混合，另一部分則作為濕度調(diào)節(jié)用水，流經(jīng)流量計c和調(diào)節(jié)閥進入試驗容器，最后經(jīng)霧化裝置霧化，用于調(diào)節(jié)干燥器入口蒸汽濕度，滿足不同濕度條件下干燥，大大提高了整體的實用性，拓展了試驗的參數(shù)和范圍，從循環(huán)泵出口引出的循環(huán)水支路用于干燥器入口濕度調(diào)節(jié)，可滿足不同濕度工況下干燥器性能試驗的要求；

3、本發(fā)明一種用于驗證蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能的試驗系統(tǒng)，以過熱蒸汽鍋爐如電站鍋爐的過熱蒸汽為汽源，可用于蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置開展性能驗證的試驗系統(tǒng)，主要由蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)、循環(huán)水及濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、蒸汽排放系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、數(shù)采控制系統(tǒng)等構(gòu)成，作為蒸汽源的過熱蒸汽引自過熱蒸汽鍋爐主蒸汽管，經(jīng)減溫減壓后，進入混合器，與來自試驗容器的循環(huán)水進行均勻混合，建立汽水分離裝置入口蒸汽參數(shù)條件；從循環(huán)泵出口引出的循環(huán)水支路用于干燥器入口濕度調(diào)節(jié)，可滿足不同濕度工況下干燥器性能試驗的要求。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標記及對應(yīng)的零部件名稱：

1-高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)，2-流量計a，3-過熱蒸汽減溫減壓裝置，4-減溫水調(diào)節(jié)閥，5-流量計b，6-混合器，7-流量計d，8-循環(huán)泵，9-流量計c，10-調(diào)節(jié)閥，11-霧化裝置，12-汽水分離器，13-干燥器，14-試驗容器，15-飽和蒸汽減溫減壓裝置，16-冷凝器。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例

如圖1所示，本發(fā)明一種用于驗證蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能的試驗系統(tǒng)，包括高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)1，從高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)1主蒸汽管線上引出過熱蒸汽，流經(jīng)流量計a2，進入過熱蒸汽減溫減壓裝置3實施降溫和降壓；減溫水來自高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)1給水管線，流經(jīng)減溫水調(diào)節(jié)閥4和流量計b5，進入過熱蒸汽減溫減壓裝置3，用于降低過熱蒸汽溫度；經(jīng)過熱蒸汽減溫減壓裝置3產(chǎn)生的飽和蒸汽流入汽水混合器6，與來自循環(huán)水系統(tǒng)的高溫水進行混合，產(chǎn)生了滿足試驗所要求的汽水分離裝置入口汽水混合物，然后流入汽水分離器12，實現(xiàn)了大部分的水與蒸汽的分離，水匯集到試驗容器14的下部成為循環(huán)水，水經(jīng)循環(huán)泵8升壓，一部分流經(jīng)流量計d7進入混合器6，與飽和蒸汽均勻混合，另一部分則作為濕度調(diào)節(jié)用水，流經(jīng)流量計c9和調(diào)節(jié)閥10進入試驗容器14，最后經(jīng)霧化裝置11霧化，用于調(diào)節(jié)干燥器13入口蒸汽濕度，滿足不同濕度條件下干燥器性能的試驗要求；經(jīng)過汽水分離器12分離后的濕蒸汽與霧化裝置11噴出的霧化液滴混合后，進入干燥器13，經(jīng)過進一步的分離，分離出的疏水匯集到試驗容器14下部，蒸汽則從試驗容器14頂部出口管排出，流入飽和蒸汽減溫減壓裝置15實施降溫和降壓后，排入冷凝器16，冷凝水則回到高壓過熱蒸汽鍋爐系統(tǒng)1的水系統(tǒng)，實現(xiàn)了循環(huán)。采用過熱蒸汽鍋爐如電站鍋爐過熱蒸汽作為蒸汽源，流量可準確測量，可實現(xiàn)從低蒸汽負荷到高蒸汽負荷以及極端工況下蒸汽發(fā)生器汽水分離裝置性能試驗，試驗參數(shù)可擴展性好，調(diào)節(jié)控制靈活；從循環(huán)泵出口引出一條支路用于干燥器入口蒸汽濕度調(diào)節(jié)，該支路連接了一臺水霧化裝置，滿足干燥器不同入口濕度條件下性能試驗的要求；通過分別測量過熱蒸汽、過熱蒸汽減溫水以及循環(huán)水的流量、溫度、壓力等參數(shù)，通過熱平衡計算，可準確獲得汽水分離器入口汽水混合物含汽量，有效提高試驗精度，試驗系統(tǒng)通過數(shù)采系統(tǒng)分別測量過熱蒸汽的流量、溫度、壓力，過熱蒸汽減溫水的流量、溫度、壓力，和循環(huán)水的流量、溫度、壓力，通過熱平衡計算，可準確獲得汽水分離器12入口汽水混合物含汽量，滿足試驗條件要求。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。