一种仿生蒸汽发生器节流装置

本发明涉及节流设备，具体是一种仿生蒸汽发生器节流装置。

背景技术：

1、第四代先进反应堆中的许多关键设备存在大量的棒束通道，如蒸汽发生器里的管型并联通道，冷却系统管道。

2、在反应堆运行过程中，这些管型通道内可能会因流量分配不均等复杂因素产生流动不稳定性振荡。核电直流蒸汽发生器的换热管内侧为高温高压水，依次会经历液相、汽液两相和气相区，容易出现两相流不稳定性。抑制两相流不稳定性，最为方便的措施是在换热管的入口端加装节流装置。

3、目前，适用于蒸汽发生器的节流装置阻力系数单一，而不同核反应堆型蒸汽发生器所需要的节流装置阻力系数不同，现有的节流装置难以提供足够范围的阻力系数，难以有效抑制两相流不稳定性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种仿生蒸汽发生器节流装置，蒸汽发生器节流装置通过控制具缘纹孔结构，中间挡板的角度，扩大阻力系数的调节范围，满足不同参数下的蒸汽发生器节流件要求。

2、本发明的技术方案是：

3、一种仿生蒸汽发生器节流装置，包括：节流器接管和密封件，节流器接管内部流道内设有节流组件，所述密封件内设密封件流道，所述密封件插入节流器接管内部流道内；

4、节流组件包括：两个纹孔结构和中间挡板，两个纹孔结构位于所述密封件和所述通道之间，两个所述纹孔结构均包括：纹孔壳体，侧面与所述节流器内部流道接触；纹孔入口段流道，从所述纹孔壳体一底面向纹孔壳体内部延伸，其中一个纹孔结构的纹孔入口段流道连通节流器接管内部流道，另一个纹孔结构的纹孔入口段流道连通密封件流道；纹孔，开设在所述纹孔壳体另一底面，与所述纹孔入口段流道连通，参考植物木质部具缘孔结构，将传统节流件的圆孔结构改造为仿生具缘孔结构，这与具缘孔结构的纹孔缘保持一致，与传统圆孔内腔为圆柱体不同，该所述纹孔腔内部为圆台腔体，且所述纹孔的壁面从与纹孔入口段流道的连接处向外扩张延伸；植物木质部具缘孔结构中存在初生壁，起到支撑和输送营养物质的作用。本仿生节流件采用中间挡板模仿初生壁结构，中间挡板对仿生节流件起到支撑作用；

5、两个所述纹孔壳体开设纹孔一端通过压紧密封的方式对接在一起，两个纹孔的圆台形成圆台结合体，且所述中间挡板转动设置在两个纹孔的对接位置，所述中间挡板角度改变以使节流组件内水流偏转，流体在节流件内部通过多次突缩突扩过程，为流经节流组件提供阻力。

6、进一步的，所述节流器接管包括：接管插入段，所述接管插入段内部流道为插入段流道，所述接管插入段插入蒸汽发生器换热管内；接管主体，外端面与换热管管壁接触，并通过压差密封，所述接管主体内部流道为主体流道，所述插入段流道和所述主体流道之间通过通道连通，所述密封件和所述节流组件均位于所述主体流道内；接管尾部，同轴设置在所述接管主体外侧远离所述接管插入段的一端，与密封件直接接触，通过在密封件和接管之间施加压紧力，从而实现密封件的密封作用。

7、进一步的，所述接管插入段插入端开有倒角，所述接管插入段管外径孔小于蒸汽发生器换热器的内径，以便于节流件安装在蒸汽发生器换热段入口处，所述接管主体内径大于纹孔的径和所述密封件外径，实现接管与密封件相互耦合连接。

8、进一步的，所述密封件为管件结构，密封件外壳插入所述主体流道中，且侧面与主体流道内侧密封设置。

9、进一步的，所述密封件外壳的一端为尾部，另一端为首端，在所述尾部上设有定位槽，密封件以首端插入接管尾部，且所述尾部上凸台的周侧与所述接管尾部内部接触，并通过压差密封。

10、进一步的，密封件流道包括：出口流道，一端和所述纹孔入口段流道连通；尾部流道，一端和所述出口流道另一端连通，另一端连通蒸汽发生器换热管入口段。

11、进一步的，所述节流组件还包括：两个连接件，对称设置在所述中间挡板的两端；多个连接槽，每个所述纹孔靠近对接位置的一端上均对称开设两个用于容纳连接件的连接槽，两个所述纹孔外壳对接后，两个所述纹孔上的连接槽对准闭合，以使所述连接件卡合转动在对准闭合的两个连接槽之间。

12、进一步的，所述纹孔孔径小于所述主体流道的内径，中间挡板为圆形的圆形挡板且尺寸小于纹孔孔径，能更好地发挥节流件节流的作用，避免出现节流件杂质堵塞的作用。

13、进一步的，所述主体流道内设有多个不同规格且相互连通的纹孔结构，所述接管、多个纹孔结构和密封件形成通道。

14、通过多种不同规格的纹孔和不同大小的中间挡板的组装，改变节流组件的阻力，使节流组件的阻力系数范围广泛。例如，分别加工3种不同直径的纹孔的节流组件和3种不同规格的中间单板，将其放置在接管的主体流道，与密封件、接管组成节流组件，可得到9种不同阻力系数的节流件。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、1、本发明通过仿生植物的具缘纹孔，通过中间挡板的转动角度控制，使得节流件管道内水流偏转，并通过多次突缩突扩过程，为流经节流组件的水提供阻力，通过不同的中间挡板角度，获得不同阻力的节流组件。

17、2、本发明通过多种不同规格的纹孔结构和中间挡板的组装，更精细的调节节流组件的阻力，使节流组件的阻力系数调节范围更广，调节精度更高。

18、3、本发明通过结合仿生学和机械加工，设计的仿生新型蒸汽发生器节流装置，避免传统节流件的大尺寸、长距离管道等缺点，安装在管束复杂、空间狭小的蒸汽发生器换热管入口处。

19、4、本发明采用组合式方案，通过不同规格的纹孔结构和中间挡板的组装，解决传统节流件需经过一一标定后安装，标定过程繁琐、标定流程复杂，标定时间长等问题。

20、5、本发明由多个部件装配而成，检修方便，可实时更换，从而避免长期运行下节流件发生堵塞，具备充足的稳定性和安全性。

技术特征：

1.一种仿生蒸汽发生器节流装置，其特征在于，包括：节流器接管(1)和密封件(4)，节流器接管(1)内部流道内设有节流组件，所述密封件(4)内设密封件流道，所述密封件(4)插入节流器接管(1)内部流道内；

2.根据权利要求1所述的一种仿生蒸汽发生器节流装置，其特征在于，所述节流器接管(1)包括：

3.根据权利要求2所述的一种仿生蒸汽发生器节流装置，其特征在于，所述接管插入段(1-1)插入端开有倒角，所述接管插入段(1-1)管外径孔小于蒸汽发生器换热器的内径，所述接管主体(1-4)内径大于纹孔(2-2)的径和所述密封件(4)外径，实现接管与密封件相互耦合连接。

4.根据权利要求2所述的一种仿生蒸汽发生器节流装置，其特征在于，所述密封件(4)为管件结构，密封件外壳(4-1)插入所述主体流道(1-6)中，且侧面与主体流道(1-6)内侧密封设置。

5.根据权利要求4所述的一种仿生蒸汽发生器节流装置，其特征在于，所述密封件外壳(4-1)的一端为尾部(4-3)，另一端为首端，在所述尾部(4-3)上设有定位槽，密封件(4)以首端插入接管尾部(1-3)，且所述尾部(4-3)上凸台(4-2)的周侧与所述接管尾部(1-3)内部接触，并通过压差密封。

6.根据权利要求1所述的一种仿生蒸汽发生器节流装置，其特征在于，密封件流道包括：

7.根据权利要求1所述的一种仿生蒸汽发生器节流装置，其特征在于，所述节流组件还包括：

8.根据权利要求2所述的一种仿生蒸汽发生器节流装置，其特征在于，所述纹孔(2-2)孔径小于所述主体流道(1-6)的内径，中间挡板(3)为圆形的圆形挡板(3-1)且尺寸小于纹孔(2-2)孔径。

9.根据权利要求2所述的一种仿生蒸汽发生器节流装置，其特征在于，所述主体流道(1-6)内设有多个不同规格且相互连通的纹孔结构，所述节流器接管(1)、多个纹孔结构和密封件(4)形成通道。

技术总结本发明公开了一种仿生蒸汽发生器节流装置，包括：节流器接管和密封件，节流器接管内部流道设有节流组件，密封件插入节流器接管内；节流组件包括：位于密封件和通道之间的两个纹孔结构和中间挡板，两个纹孔结构均包括：纹孔壳体、纹孔入口段流道和纹孔；纹孔入口段流道开设在纹孔壳体一底面；纹孔开设在纹孔壳体另一底面，与纹孔入口段流道连通，纹孔的内部腔体为圆台腔体，且纹孔的壁面从与纹孔入口段流道的连接处向外扩张延伸；两个纹孔壳体开设纹孔一端对接在一起，形成圆台结合体，且中间挡板转动设置在两个纹孔的对接位置，中间挡板角度改变以使节流组件内水流偏转，流体在节流件内部通过多次突缩突扩过程，为流经节流组件提供阻力。技术研发人员：雷贤良,方寅,陶启昊,刘润泽受保护的技术使用者：西安交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18