[发明专利]一种非能动余热排出热交换器试验装置

权利要求书

1.一种非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

所述试验装置包括传热试验段、稳压器、屏蔽泵、加热器、循环泵、换热器、高位水箱、低位水箱、提升泵、补水泵和喷淋泵；

其中，所述传热试验段、稳压器、屏蔽泵、加热器组成试验装置的主回路系统；所述传热试验段包括3根C形传热管和冷却水箱，所述稳压器与传热试验段的出口管道和屏蔽泵的入口管道相连；所述屏蔽泵与传热试验段的出口管道相连，通过调节屏蔽泵前的阀门和旁通阀门，调节主回路的流量；所述加热器安装在屏蔽泵和传热试验段之间；

所述循环泵的入口与换热器的管程出口连接，出口与冷却水箱的入口管相连；

所述换热器的管程入口与冷却水箱的出口管相连，管程出口与循环泵的入口相连；

所述高位水箱储存主回路系统用纯水，在重力作用下向主回路系统注水；低位水箱储存主回路系统用纯水；

所述提升泵与高位水箱和低位水箱相连，将低位水箱中的水注入高位水箱中；补水泵安装在低位水箱和稳压器下管口之间，将低位水箱中的水从稳压器底部注入，提升稳压器压力，且保证稳压器内的水面不低于最低液位值；喷淋泵安装在低位水箱和稳压器上管口之间，将低位水箱中的水通过稳压器顶部喷淋装置向稳压器中注水。

2.如权利要求1所述的非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

所述传热试验段中，每根C形传热管由上水平段、竖直段和下水平段三段用卡套连接而成，3根C形传热管是分别嵌套在冷却水箱的3个竖直圆管中；3根C形传热管的入口通过上分流器与试验装置主回路管道相连，3根C形传热管的出口通过下分流器与试验装置主回路管道相连。

3.如权利要求1或2所述的非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

所述冷却水箱由3个竖直圆管并联与上、下水平圆管连接而成，每个竖直圆管中分别包含了一根C形传热管的竖直段；冷却水箱底部的下水平圆管上具有入口管，上水平圆管具有上法兰盖，所述上法兰盖上具有出口管，上法兰盖上还有另一个出口管用于冷却水的溢流。

4.如权利要求1或2所述的非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

在所述C形传热管中布置数根热偶阱，热偶阱插入C形传热管中并与C形传热管壁面银焊，用三脚支架将其支撑在C形传热管中心，热电偶从热偶阱的开口端穿进去，在3根C形传热管中分别布置10根、12根和13根热电偶；3根C形传热管外壁面具有直接焊接在外壁面的热电偶，上述3根C形传热管外壁面分别布置10根、14根和13根热电偶，上述外壁面的热电偶与C形传热管中的热电偶交错分布；在所述冷却水箱中布置18根热偶阱，热偶阱插入冷却水箱中，并与水箱壁面焊接，热电偶穿进热偶阱中，每个热偶阱中安装1根热电偶。

5.如权利要求1或2所述的非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

所述稳压器采用立式圆柱形结构，并且有上、下椭圆形封头，稳压器稳压过程中，容器内气体排放由排气阀实现，排气阀安装在稳压器的顶端；系统压力保护通过安装在稳压器上端的安全阀实现。

6.如权利要求2所述的非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

所述加热器与主回路管道通过法兰连接，法兰间加绝缘密封垫片；主回路流体流经加热器，再经上分流器流入C形传热管；加热器最大工作压力为15MPa，最大工作温度为324℃；加热器内工质为纯水，加热器采用Φ32×3mm、长度约4.5m的管子制成，加热器采用经可控硅整流电源整定后的直流低电压大电流直接输出到加热管段上的加热方式。

7.如权利要求2所述的非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

所述循环泵将冷却水箱内的水抽出，经换热器冷却后，再注入冷却水箱，实现冷却水箱内水的循环和温度恒定。

8.如权利要求1所述的非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

所述换热器降低从冷却水箱出来的流体温度，以实现冷却水箱内水温恒定，换热器为蒸发式换热器，采用管壳式结构，立式布置，管程换热管采用U型布置，壳程为圆柱筒体结构，筒体与上下封头连接，上封头为椭圆形封头，下封头为球形封头，壳程和管程材质均为304不锈钢。

9.如权利要求4所述的非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

所述热偶阱使用Φ3×0.5mm的304不锈钢无缝管制作而成，钢管一端封闭，一端开口。

10.如权利要求1所述的非能动余热排出热交换器试验装置，其特征在于：

高位水箱为直径1m、高1.2m的圆柱形水箱，水箱工作温度为20～90℃，工作压力为常压，水箱材质为304不锈钢；低位水箱为1×1×1.3m的立方体水箱，水箱工作温度为20～90℃，工作压力为常压，水箱材质为304不锈钢。