水氣分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種水氣分離裝置，更具體地說，涉及一種用于池式夾帶機理研究的試驗裝置中的水氣分離裝置，以應(yīng)用于核能工程和兩相流工程中模擬測量不同液位高度和不同供氣流量情況下池式容器中流體中的氣體夾帶量。
【背景技術(shù)】
[0002]在核電站設(shè)計施工過程中，核安全是需要考慮的首要問題。嚴重事故的預防和緩解技術(shù)是核電站設(shè)計的重要組成部分。
[0003]圖I是一般核反應(yīng)堆的降溫原理示意圖。當核反應(yīng)堆發(fā)生失水事故時，將產(chǎn)生大量熱量，主回路中的水量減少，熱管202內(nèi)產(chǎn)生水平分層流，使得液態(tài)的水和氣態(tài)的水蒸氣進入蒸汽發(fā)生器206。在自動卸壓裝置3打開后，大量的蒸汽會從向上從自動卸壓裝置的支管304流出。由于汽水兩相交換動量，蒸汽會夾帶著液體一起流動，從而造成主回路中水裝量進一步減少。當主回路中水裝量進一步減少時，壓力容器205內(nèi)的液位降低至熱管202底部以下時，堆芯201產(chǎn)生的蒸汽通過相間拖曳力，將水以液滴的形式夾帶出堆芯，而這樣的夾帶就是“池式夾帶”。這一機理會造成堆芯液位的進一步降低，從而影響核反應(yīng)堆安全。
[0004]由于一般情況下堆芯201液位低于熱管202底部只在短時間內(nèi)可能發(fā)生，且認為這部分夾帶量較小，所以“池式夾帶”這一現(xiàn)象沒有被充分重視，在安全分析程序中也都沒有描述池式夾帶現(xiàn)象的模型。但是近幾年的研究表明，忽略池式夾帶也就少考慮了一項主回路失水的機制，從邏輯上講是不準確的。由于發(fā)生失水事故后的壓水堆內(nèi)會發(fā)生池式夾帶現(xiàn)象，這一現(xiàn)象將造成反應(yīng)堆進一步的失水，進而發(fā)生堆芯裸露或堆芯熔化等嚴重事故。
[0005]所以，從安全分析的角度，建立能夠準確定量描述池式夾帶效應(yīng)的模型是十分重要的。
[0006]現(xiàn)有的用于池式夾帶機理研究的試驗裝置包括水氣分離裝置，根據(jù)由低至高的分離效率，現(xiàn)有的水氣分離裝置包括重力式分離器、折流式分離器、離心式分離器、絲網(wǎng)式分離器和微孔過濾分離器。當氣液混合介質(zhì)流速范圍較大時，上述水氣分離裝置便無法滿足較高的分離要求。
[0007]由于池式夾帶機理試驗需要使用水氣分離裝置分離夾帶過程的液滴，因此對水氣分離裝置的分離效率要求較高。由于試驗空間的限制，水氣分離裝置尺寸也不宜過大，不僅如此，由于池式夾帶試驗的要求，水氣分離裝置還應(yīng)該具有較低的自身系統(tǒng)阻力（小于IOKPa)，以減少水氣分離裝置對流體產(chǎn)生的影響。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型所解決的技術(shù)問題在于提供一種水氣分離裝置，其結(jié)構(gòu)簡單并能夠提高水氣分離效率。
[0009]根據(jù)本實用新型一個方面的實施例，提供一種水氣分離裝置，包括:臥式容器;輸入口，設(shè)置在所述臥式容器的第一端，以接收水氣混合物；多個波紋板，設(shè)置在所述臥式容器中，所述波紋板的每個波紋的一個表面與所述水氣混合物的流動方向相對;氣體出口，設(shè)置在所述臥式容器的第二端的上部；以及至少一個液體出口，設(shè)置在所述臥式容器的第二端的下部。
[0010]根據(jù)本實用新型的一種實施例的水氣分離裝置，所述水氣分離裝置還包括設(shè)有多個通孔的孔板，所述孔板設(shè)置在所述氣體出口與所述臥式容器結(jié)合的部位，并從所述臥式容器向下和向所述氣體出口傾斜延伸。
[0011]根據(jù)本實用新型的一種實施例的水氣分離裝置，所述臥式容器的第一端設(shè)有第一透明觀察窗。
[0012]根據(jù)本實用新型的一種實施例的水氣分離裝置，所述臥式容器的主體部上設(shè)有與所述第一透明觀察窗大致垂直的至少一個第二觀察窗。
[0013]根據(jù)本實用新型實施例的水氣分離裝置，所述臥式容器的主體部上設(shè)有第二壓力表。
[0014]根據(jù)本實用新型的一種實施例的水氣分離裝置，所述輸入口設(shè)有傾斜法蘭，使得所述水氣分離裝置安裝成使得臥式容器的軸向方向相對于垂直方向大致傾斜7-10度。
[0015]根據(jù)本實用新型的一種實施例的水氣分離裝置，所述臥式容器的主體部上設(shè)有速率表，以測量水氣混合物在所述臥式容器中的流動速率。
[0016]根據(jù)本實用新型的水氣分離裝置的結(jié)構(gòu)簡單，可以提高水氣分離效率，最大限度地保證了用于池式夾帶機理研究的試驗裝置的試驗條件和試驗工況與原型核反應(yīng)堆相同，從而獲取更接近于原型堆實際情況的試驗數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0017]本實用新型將參照附圖來進一步詳細說明，其中：
[0018]圖I是一般核反應(yīng)堆的降溫原理示意圖；
[0019]圖2是根據(jù)本實用新型的示例性實施例的用于池式夾帶機理研究的試驗裝置的立體示意圖；
[0020]圖3是圖2所示試驗裝置的原理方框圖；
[0021 ]圖4是圖2所示試驗裝置的簡易立體示意圖；
[0022]圖5是圖2所示的試驗裝置的容器主體的下部的進氣裝置的剖視圖；
[0023]圖6是圖2所示的試驗裝置的水氣分離裝置的立體示意圖；
[0024]圖7是圖6所示水氣分離裝置的主視圖，圖中示出了位于水氣分離裝置內(nèi)部的波紋板和孔板；
[0025]圖8是圖6所示水氣分離裝置的俯視圖；
[0026]圖9是圖5所述水氣分離裝置的側(cè)視圖；以及
[0027]圖10是示出水氣分離裝置的波紋板和孔板的剖視圖。
【具體實施方式】
[0028]雖然將參照含有本實用新型的較佳實施例的附圖充分描述本實用新型，但在此描述之前應(yīng)了解本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可修改本文中所描述的實用新型，同時獲得本實用新型的技術(shù)效果。因此，須了解以上的描述對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言為一廣泛的揭示，且其內(nèi)容不在于限制本實用新型所描述的示例性實施例。
[0029]另外，在下面的詳細描述中，為便于解釋，闡述了許多具體的細節(jié)以提供對本文披露的實施例的全面理解。然而明顯地，一個或多個實施例在沒有這些具體細節(jié)的情況下也可以被實施。在其他情況下，公知的結(jié)構(gòu)和裝置以圖示的方式體現(xiàn)以簡化附圖。
[0030]根據(jù)本實用新型總體上的發(fā)明構(gòu)思，提供一種應(yīng)用于用于池式夾帶機理研究的試驗裝置的水氣分離裝置。水氣分離裝置包括:臥式容器;輸入口，設(shè)置在所述臥式容器的第一端，以接收水氣混合物；多個波紋板，設(shè)置在所述臥式容器中，所述波紋板的每個波紋的一個表面與所述水氣混合物的流動方向相對;氣體出口，設(shè)置在所述臥式容器的第二端的上部；以及至少一個液體出口，設(shè)置在所述臥式容器的第二端的下部。
[0031]本實用新型的實施例的用于池式夾帶機理研究的試驗裝置，可應(yīng)用于核能工程、熱能工程和兩相流工程等領(lǐng)域。該試驗裝置能夠真實模擬實際如圖I所示的核反應(yīng)堆在嚴重事故情況下壓力容器內(nèi)的水以液滴的形式被水蒸氣夾帶出堆芯的現(xiàn)象，以獲取更接近于原型核反應(yīng)堆實際情況的試驗數(shù)據(jù)。尤其是，該試驗裝置可用于驗證池式夾帶模型，補充夾帶的高速區(qū)試驗數(shù)據(jù)，形成現(xiàn)有的池式夾帶高速區(qū)模型。這樣，可以為預先采取預防措施提供依據(jù)，或者在核反應(yīng)堆出現(xiàn)事故情況下，為采取相應(yīng)的應(yīng)對措施提供依據(jù)，降低事故進一步惡化的可能性。
[0032]參見圖2-4，本實用新型的一種示例性實施例的用于池式夾帶機理研究的試驗裝置，包括:主體容器1、輸入裝置2、水氣分離裝置3和收集承重水箱4。主體容器I由例如不銹鋼材料制成，并豎立放置，主體容器I內(nèi)能夠承受預定的壓力。輸入裝置2設(shè)置在所述主體容器I的下部，以向所述主體容器I內(nèi)輸入氣體和水;水氣分離裝置3設(shè)置在所述主體容器I的上部，以將從主體容器I排出的水氣混合物分離成水和氣體。收集承重水箱4與所述水氣分離裝置3連通，以收集從所述水氣分離裝置3排出的水并計量所收集的水的重量。這樣，可以計算水以液滴的形式被氣體夾帶出的主體容器的量，從而獲得模擬原型核反應(yīng)堆實際情況的試驗數(shù)據(jù)。
[0033]在一種示例性實施例中，參見圖2-5，輸入裝置2包括:輸入容器21、進水部22、和進氣裝置23。輸入容器21由例如不銹鋼之類的材料制成，與所述主體容器I的下部通過法蘭211連接，以與主體容器I協(xié)作形成封閉容器。進水部22設(shè)置在所述輸入容器21的下部，以通過設(shè)置在輸入容器21底部的進水口 221向所述主體容器I內(nèi)輸入水。進氣裝置23設(shè)置在所述進水部22的上部，以向所述主體容器I中的水中輸送氣體并產(chǎn)生氣泡。主體容器I的高度大約為2.2米。
[0034]詳細而言，進氣裝置23包括:至少一個進氣口 231、設(shè)有均勻分布的多個微孔2321的上板232、與上板232相對設(shè)置的下板233;以及在垂直方向上穿過所述上板232和下板233的多個水管234。進入進水部22的水經(jīng)所述水管234進入所述主體容器1，并使從所述進氣口231輸入的氣體經(jīng)所述微孔2321輸送到所述主體容器I中的水中。這樣，水和空氣之類的氣體在輸入裝置2彼此獨立地進入主體容器1，并在主體容器I中混合。可以理解，水管234可以模擬核反應(yīng)堆中的燃料棒，使得從而上板232排出的氣體模擬核反應(yīng)堆中被燃料棒加熱水而產(chǎn)生了水蒸氣，這樣更接近核反應(yīng)堆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。微孔2321均勻分布，以使氣體流量在主體容器I內(nèi)均勾分布。
[0035]如圖2-3所示，根據(jù)本實用新型實施例的試驗裝置還包括鼓風機5，鼓風機5通過管道51與所述進氣口 231連通，以向所述進氣裝置23輸送氣體。在所述鼓風機5