高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置及系统

本发明涉及高温气冷堆领域，特别是涉及一种高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置及系统。

背景技术：

1、高温气冷堆是应用前景广阔的先进核反应堆，具有固有安全、系统简化、发电效率高、连续装卸燃料和模块化建造等特点。高温气冷堆的蒸汽发生器是实现一次侧和二次侧热量交换的关键设备，对于反应堆安全与经济性均具有重要影响。

2、然而，在高温气冷堆的蒸汽发生器的运行中，不同换热组件的传热管之间的温度分布不均匀，较大的温度不均匀性可能导致部分换热组件的传热管温度超过设计限值，进而造成换热组件的传热管破裂，威胁反应堆安全；此外，蒸汽发生器二次侧的水/水蒸气采用直流方式，换热组件的传热管尤其是过热段的热容很小，因而传热管对热工水力波动非常敏感。其中，一回路氦气流量分配不均匀是造成换热组件的传热管间温度不均匀的重要因素。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对高温气冷堆的蒸汽发生器中的一回路氦气流量分配不均匀造成传热管间温度不均匀的问题，提供一种高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置及系统。

2、本申请一实施例提供一种高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，用于将氦气通入高温气冷堆的蒸汽发生器的顶部腔室，包括连接筒和出气部；

3、所述出气部用于设置在所述顶部腔室内部，所述出气部包括筒体和盖体，所述筒体的侧壁开设有多个第一出气孔，多个所述第一出气孔沿所述筒体的轴向排列为多排，每一排的多个所述第一出气孔沿所述筒体的周向均匀排列；

4、所述盖体与所述筒体的一端连接，所述盖体上开设有多个第二出气孔；

5、所述连接筒的一端连接所述顶部腔室的氦气进口，另一端连接所述筒体远离所述盖体的一端。

6、在一实施例中，沿所述筒体的轴线远离所述连接筒的方向，相邻排所述第一出气孔间的距离渐增，相邻排所述第一出气孔的数量相同，相邻排所述第一出气孔沿所述筒体的周向交错排列。

7、在一实施例中，任一所述第一出气孔为第一基准孔，过所述第一基准孔的中心与所述筒体的轴线平行的线为基准线，与所述第一基准孔相邻的一排所述第一出气孔中与所述第一基准孔距离最近的所述第一出气孔为第二基准孔，所述第一基准孔与所述第二基准孔的中心的连线与所述基准线的夹角固定。

8、在一实施例中，沿所述筒体的轴线远离所述连接筒的方向，所述第一出气孔的面积渐缩。

9、在一实施例中，所述盖体的外表面呈背离所述筒体凸起的球弧面；

10、所述第二出气孔为圆孔，所述第二出气孔的半径相等，所述第二出气孔的外法向与过所述第二出气孔的圆心的所述盖体的切平面垂直。

11、在一实施例中，多个所述第二出气孔沿所述筒体的轴向排列为多排，每一排的多个所述第二出气孔沿所述筒体的周向均匀排列。

12、在一实施例中，沿所述筒体的轴向远离所述连接筒的方向，所述第二出气孔的个数渐缩；

13、任一所述第二出气孔为第三基准孔，与第三基准孔相邻的一排所述第二出气孔中与所述第三基准孔距离最近的所述第二出气孔为第四基准孔，所述盖体靠近所述筒体的端面的中心为基准点，所述第三基准孔与所述第四基准孔的中心分别与所述基准点的连线的夹角固定。

14、在一实施例中，与所述盖体的端面距离最近的所述第二出气孔的中心与所述基准点的连线与所述盖体的端面成角度设置。

15、在一实施例中，所述第一出气孔与所述第二出气孔的侧面的两端设置有倒角。

16、本申请一实施例还提供一种高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀系统，所述高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀系统包括氦气进口、主蒸汽管箱、氦气导流筒以及所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置；

17、所述连接筒与所述氦气进口连通，所述高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置位于所述主蒸汽管箱的顶部腔室内，多个所述第一出气孔与多个所述第二出气孔将高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置内部和所述顶部腔室连通，所述氦气导流筒与所述顶部腔室连通。

18、上述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀系统，盖体与筒体的一端连接，筒体和盖体上分别开设有多个第一出气孔和多个第二出气孔，氦气在进入出气部后，沿筒体的轴向远离连接筒的方向流动，依次经过沿筒体的轴向排列为多排，每一排的多个第一出气孔沿筒体的周向均匀排列，从而使得氦气每经过一排第一出气孔，便由该排第一出气孔排出出气部进入顶部腔室，最后通过第二出气孔进入顶部腔室，从而使得氦气均匀排出出气部进入顶部腔室，使得氦气导流筒的氦气流量分布均匀，使得高温气冷堆的蒸汽发生器中的一回路氦气流量分配均匀，进而保证的传热管间温度均匀，同时出气部开设有多个第一出气孔与多个第二出气孔的栅格式结构，降低了顶部腔室内的氦气流速，避免一次侧氦气流出出气部的速度过大导致的氦气直接撞击主蒸汽管箱。

技术特征：

1.一种高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，用于将氦气通入高温气冷堆的蒸汽发生器的顶部腔室，其特征在于，所述高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置包括连接筒和出气部；

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，其特征在于，沿所述筒体的轴线远离所述连接筒的方向，相邻排所述第一出气孔间的距离渐增，相邻排所述第一出气孔的数量相同，相邻排所述第一出气孔沿所述筒体的周向交错排列。

3.根据权利要求2所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，其特征在于，任一所述第一出气孔为第一基准孔，过所述第一基准孔的中心与所述筒体的轴线平行的线为基准线，与所述第一基准孔相邻的一排所述第一出气孔中与所述第一基准孔距离最近的所述第一出气孔为第二基准孔，所述第一基准孔与所述第二基准孔的中心的连线与所述基准线的夹角固定。

4.根据权利要求2所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，其特征在于，沿所述筒体的轴线远离所述连接筒的方向，所述第一出气孔的面积渐缩。

5.根据权利要求2所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，其特征在于，所述盖体的外表面呈背离所述筒体凸起的球弧面；

6.根据权利要求5所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，其特征在于，多个所述第二出气孔沿所述筒体的轴向排列为多排，每一排的多个所述第二出气孔沿所述筒体的周向均匀排列。

7.根据权利要求6所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，其特征在于，沿所述筒体的轴向远离所述连接筒的方向，所述第二出气孔的个数渐缩；

8.根据权利要求7所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，其特征在于，和所述盖体的端面距离最近的所述第二出气孔的中心与所述基准点的连线与所述盖体的端面成角度设置。

9.根据权利要求1所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置，其特征在于，所述第一出气孔与所述第二出气孔的侧面的两端设置有倒角。

10.一种高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀系统，其特征在于，所述高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀系统包括氦气进口、主蒸汽管箱、氦气导流筒以及权利要求1-9任一项所述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置；

技术总结本发明涉及一种高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置及系统，包括：连接筒、出气部、氦气进口、主蒸汽管箱以及氦气导流筒。上述的高温气冷堆的蒸汽发生器的氦气进口均匀装置及系统，盖体与筒体的一端连接，氦气在进入出气部后，依次经过沿筒体的轴向排列为多排，每一排的多个第一出气孔沿筒体的周向均匀排列，从而使得氦气均匀排出出气部进入顶部腔室，使得高温气冷堆的蒸汽发生器中的一回路氦气流量分配均匀，进而保证氦气导流筒的传热管间温度均匀，同时出气部的栅格式结构，降低了氦气流速，避免一次侧氦气流出出气部的速度过大导致的氦气直接撞击主蒸汽管箱。技术研发人员：雒晓卫,秦亥琦,吴莘馨,李晓伟受保护的技术使用者：清华大学技术研发日：技术公布日：2024/1/14