电力热力互补结构集成的一体化除氧器的制作方法

1.本实用新型涉及一种常规核电站二回路系统中设置热力除氧器，尤其是一种电力热力互补结构集成的一体化除氧器。


背景技术：

2.前三代反应堆仅能利用铀燃料中不到1％的物质，第四代核反应堆则可以充分利用其余的约99％。其中液态金属(钠、铅、铅铋合金等)快堆是第四代反应堆的主要和最为成熟的类型。一回路中液态金属带出反应堆的热量，在蒸汽发生器中，把来自二回路的给水加热成为蒸汽。
3.相比常规堆型，金属堆存在的问题是，一回路液态金属熔点较高，一旦受冷，容易凝固而失效。即在启动、正常运行以及停堆过程，进入蒸汽发生器的二回路给水温度均应高于反应堆一回路换热介质金属的熔点。
4.现有常规核电站二回路系统中设置热力除氧器，正常运行时过热蒸汽对进入除氧器的凝水进行加热除氧，凝水被加热后再经给水泵打入蒸汽发生器。但由于启机前系统中没有蒸汽对凝给水进行加热，为此为满足金属快堆要求，现有的做法主要有两种：一种为除氧器在除氧器后增设一个高压电加热水罐，除氧器内的凝水先经驳运泵泵至电加热水罐，经电加热至规定温度后再经给水泵打入蒸汽发生器；另一种为设置启动用锅炉，起机时为除氧器提供工作用加热除氧蒸汽。其存在的主要问题是：
5.1)增设了高压电加热水罐、启动锅炉等大型压力容器设备，占据大量空间，并增加不小投资；
6.2)增设了凝给水驳运系统等一系列辅助系统，需要增设驳运泵等设备及其控制设备，占据大量空间，增加不小投资，并使系统效率下降。


技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的问题——针对金属堆的要求，即在启动、正常运行以及停堆过程，进入蒸汽发生器的二回路给水温度均应高于反应堆一回路换热介质金属的熔点；以及现有金属块堆用二回路系统增设设备及其控制系统，布置空间大、造价高、效率低、控制复杂度高等问题，而提供一种电力热力互补结构集成的一体化除氧器。
8.为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种电力热力互补结构集成的一体化除氧器，包括常规除氧器和水箱，所述常规除氧器的除氧头与水箱结合为一个整体，除氧头置于水箱内，除氧器的外壳中间套一除氧用内壳，其中排气口通过内部管路接至内壳顶部排汽区；凝水入口通过内部管路接至除氧器雾化喷头。
9.进一步，所述一体化除氧器具有至少二段加热除氧区：第一段为雾化加热区，凝水通过雾化喷头雾化后喷淋至该区，与从下部来的蒸汽换热升温；第二段为淋水盘加热区，雾化区加热过的凝水落入该区在淋水盘上与下部来的蒸汽换热，以使凝水达到饱和温度，以达到深度除氧的目的。
10.进一步，所述一体化除氧器还具有第三段加热除氧区，第三段加热除氧区为储水区，在储水区下部布置蒸汽管路，通过引入蒸汽对凝水进行鼓泡加热除氧，以完全消除凝水过冷度，使凝水达到饱和温度。
11.进一步，所述一体化除氧器在储水区底部，低于低水位位置区设置电加热器，在启机时或凝水除氧不充分时可开启电加热器对凝水进行加热，以使凝水温度、含氧量达到给水要求。
12.进一步，所述一体化除氧器在内壳顶部设置辅蒸汽出口，用于为辅设备提供工作用辅蒸汽。
13.进一步，所述辅蒸汽出口处根据需要选择设置相应的除湿结构，以保证外供辅蒸汽的干度满足使用需求。
14.所述一体化除氧器取代外部庞大复杂的减温减压辅蒸汽系统，除氧器工作蒸汽经与凝水换热后变为接近饱和状态的蒸汽对外供应，能省去外部减温部件。
15.本实用新型的有益效果是：
16.本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
17.1、在启机、停机过程及除氧效果不佳时，无蒸汽或蒸汽量不足以加热除氧器内凝水的情况下，可以通过电加热加热达到加热凝水并除氧的要求。
18.2、高度集成性，将除氧头与水箱结合为一个整体、内置电加热器、可为其它辅助设备提供工作用辅助蒸汽。
19.3、设置三段加热除氧区，可根据需要选择设置所需加热除氧区数量。
20.本实用新型的电力热力互补结构集成的一体化除氧器相比传统热力传统式除氧器配合启动用锅炉或启动用电加热装置及其控制装置等组成的组合式装置，具有以下优点：
21.1)将除氧头与水箱集成为一体，置于一个壳体内，大幅减少了除氧器的尺寸重量。
22.2)把热力除氧器、电加热水罐合二为一，取消热力除氧器、电加热水罐之间的驳运泵及其控制装置。装置集成度高，结构紧凑，节省布置空间。
23.3)装置兼具热力加热与除氧、电力加热与除氧功能，可取消热力除氧器、电加热水罐之间的驳运泵及其较复杂的控制系统。装置功能集成，操纵简单，把一个系统简化为一台设备，控制难度成几何级数下降。
24.4)装置集成后，取消了驳运泵，有利于节约能源，提高二回路系统效率；
25.5)可为辅设备提供工作用辅助蒸汽，部分或全部取代外部庞大的减温减压系统及设备。
26.6)把多型设备构成的复杂系统集成为一个设备，大大节约采购成本。
附图说明
27.图1为本实用新型的电力热力功能互补结构集成的除氧器结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
29.如图1所示，本实用新型的一种电力热力互补结构集成的一体化除氧器，将常规除
氧器的除氧头与水箱结合为一个整体，除氧头置于水箱内，除氧器大的外壳a中间套一除氧用内壳b。其中排气口1通过内部管路接至内壳b顶部排汽区；凝水入口2通过内部管路接至除氧器雾化喷头。
30.该除氧器包括三段加热除氧区：第一段为雾化加热区3(位于内壳b上部)，凝水通过雾化喷头雾化后喷淋至该区，与从下部来的蒸汽换热升温；第二段为淋水盘加热区4，雾化区加热过的凝水落入该区在淋水盘上与下部来的蒸汽换热，以使凝水达到饱和温度，以达到深度除氧的目的；第三段为储水区5，在储水区下部布置蒸汽管路，通过工作蒸汽入口7引入蒸汽对凝水进行鼓泡加热除氧，以完全消除凝水过冷度，使凝水达到饱和温度。在实际使用中，可根据需要删减加热除氧区，如可取消第三段储水区加热等。
31.储水区具有高水位h.l.w位置区8、正常n.l.w位置区9、低水位l.l.w位置区10。该除氧器在储水区底部，低于低水位l.l.w位置10区设置电加热器及电加热器接口11，在启机时或凝水除氧不充分时可开启电加热器对凝水进行加热，以使凝水温度、含氧量达到给水要求。
32.该除氧器在内壳顶部设置辅蒸汽出口6，用于为辅设备(汽轮机汽封补汽等)提供工作用辅蒸汽，本型设计可部分取代外部庞大复杂的减温减压辅蒸汽系统，除氧器工作蒸汽经与凝水换热后变为接近饱和状态的蒸汽对外供应，可省去外部减温部件。在辅蒸汽出口处可根据需要选择设置相应的除湿结构，以保证外供辅蒸汽的干度满足使用需求。
33.实施例：某车载金属核堆集成发电装置，设置了压力为1.4mpa的除氧器，见图1。1.4mpa的饱和蒸汽可以满足射汽抽气器以及汽轮机轴封平衡系统的用汽需求，因此，本项目二回路系统设计中，以除氧器饱和蒸汽作为辅蒸汽系统的汽源。在本除氧器底部设置了电加热器用于在启/停机过程中加热给水。


技术特征：
1.一种电力热力互补结构集成的一体化除氧器，包括除氧器和水箱，其特征在于：所述除氧器的除氧头与水箱结合为一个整体，除氧头置于水箱内，除氧器的外壳中间套一除氧用内壳，其中排气口通过内部管路接至内壳顶部排汽区；凝水入口通过内部管路接至除氧器雾化喷头。2.根据权利要求1所述的电力热力互补结构集成的一体化除氧器，其特征在于：所述一体化除氧器具有至少二段加热除氧区：第一段为雾化加热区，凝水通过雾化喷头雾化后喷淋至该区，与从下部来的蒸汽换热升温；第二段为淋水盘加热区，雾化区加热过的凝水落入该区在淋水盘上与下部来的蒸汽换热，以使凝水达到饱和温度，以达到深度除氧的目的。3.根据权利要求2所述的电力热力互补结构集成的一体化除氧器，其特征在于：所述一体化除氧器还具有第三段加热除氧区，第三段加热除氧区为储水区，在储水区下部布置蒸汽管路，通过引入蒸汽对凝水进行鼓泡加热除氧，以完全消除凝水过冷度，使凝水达到饱和温度。4.根据权利要求3所述的电力热力互补结构集成的一体化除氧器，其特征在于：所述一体化除氧器在储水区底部，低于低水位位置区设置电加热器，在启机时或凝水除氧不充分时可开启电加热器对凝水进行加热，以使凝水温度、含氧量达到给水要求。5.根据权利要求1所述的电力热力互补结构集成的一体化除氧器，其特征在于：所述一体化除氧器在内壳顶部设置辅蒸汽出口，用于为辅设备提供工作用辅蒸汽。6.根据权利要求5所述的电力热力互补结构集成的一体化除氧器，其特征在于：所述辅蒸汽出口处根据需要选择设置相应的除湿结构，以保证外供辅蒸汽的干度满足使用需求。7.根据权利要求1-6任一所述的电力热力互补结构集成的一体化除氧器，其特征在于：所述一体化除氧器取代外部庞大复杂的减温减压辅蒸汽系统，除氧器工作蒸汽经与凝水换热后变为接近饱和状态的蒸汽对外供应，能省去外部减温部件。

技术总结
本实用新型涉及一种电力热力互补结构集成的一体化除氧器，包括常规除氧器和水箱，所述常规除氧器的除氧头与水箱结合为一个整体，除氧头置于水箱内，除氧器的外壳中间套一除氧用内壳，其中排气口通过内部管路接至内壳顶部排汽区；凝水入口通过内部管路接至除氧器雾化喷头。本实用新型高度集成性，将除氧头与水箱结合为一个整体，取消了驳运泵等启机用设备，有利于节约能源，提高二回路系统效率；内置电加热器、可为其它辅助设备提供工作用辅助蒸汽，设置三段加热除氧区，可根据需要选择设置所需加热除氧区数量，并能部分或全部取代外部庞大的减温减压系统及设备。庞大的减温减压系统及设备。庞大的减温减压系统及设备。


技术研发人员：王晓奇 周振东 路云 王景胜 刘桃宏
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0四研究所
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/5/25