换热装置和蒸汽发生器的制作方法
1.本发明涉及反应堆工程技术领域，尤其涉及一种换热装置和蒸汽发生器。
背景技术：
2.蒸汽发生器是核反应堆的关键设备，是一二次侧介质传递能量的枢纽，其换热效率对反应堆能量利用率起着至关重要的作用。现有技术中，核电站反应堆系统的蒸汽发生器多采用传热管结构，传热管数量多，安装不便，而且存在流致振动、管壁磨损等问题。
技术实现要素：
3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明第一方面实施例提出一种换热装置，该换热装置通过涡状的第一通道和第二通道进行换热，取消了传热管的设置，降低了装配难度，且在有限空间内实现较长的流道设置，增加换热面积，提高一二次侧介质的换热效率。
4.本发明第二方面实施例还提出了一种蒸汽发生器。
5.本发明实施例的换热装置包括壳体和换热组件，所述壳体具有第一进口、第一出口、第二进口和第二出口，所述第一进口和所述第二出口分别设置于所述壳体的上下两端，所述第一出口和所述第二进口均设置于所述壳体的侧壁上，所述换热组件连接于所述壳体内，所述换热组件具有互不连通的第一通道和第二通道，所述第一通道分别与所述第一进口和所述第一出口连通，所述第二通道分别与所述第二进口与所述第二出口连通，所述第一通道和所述第二通道均呈涡状，且所述第一通道内的介质可与所述第二通道内的介质发生热交换。
6.本发明实施例的换热装置通过涡状的第一通道和第二通道进行换热，取消了传热管的设置，降低了装配难度，且在有限空间内实现较长的流道设置，增加换热面积，提高一二次侧介质的换热效率。
7.在一些实施例中，所述换热组件包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板均连接于所述壳体内，且所述第一隔板和所述第二隔板均呈涡状，所述第一隔板与所述第二隔板的中心、旋向和螺距均相同，所述第一隔板与所述第二隔板的起始位置不同，以使所述第一隔板和所述第二隔板之间的距离处处相等，所述第一隔板靠近中心的一端和所述第二隔板靠近中心的一端相连，使第一隔板和第二隔板限定出互不连通的所述第一通道和所述第二通道。
8.在一些实施例中，所述换热组件还包括底板，所述底板的外沿与所述壳体内壁相抵，所述第一隔板和所述第二隔板均连接于所述底板的同一侧，所述底板上设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通道通过所述第一通孔与所述第一进口连通，所述第二通道通过所述第二通孔与所述第二出口连通；所述换热组件有多个，多个所述换热组件在所述壳体内层叠布置，所述第一隔板和所述第二隔板的上端均与上一层所述底板的下表面相抵，使多个所述第一隔板、多个所述第二隔板和多个所述底板限定出逐层分布的多个所述第一通
道和逐层分布的多个所述第二通道，多个所述第一通孔顺次连通使多个所述第一通道通过所述第一通孔与所述第一进口连通，多个所述第二通孔顺次连通使多个所述第二通道通过所述第二通孔与所述第二出口连通。
9.在一些实施例中，所述底板的侧壁上设有第一通槽和第二通槽，所述第一通道通过所述第一通槽与上一层所述第一通道和/或下一层所述第一通道连通，所述第二通道通过所述第二通槽与上一层所述第二通道和/或下一层所述第二通道连通，多个所述第一通道中的一部分与所述第一出口连通，多个所述第二通道中的一部分与所述第二进口连通。
10.在一些实施例中，所述底板、所述第一隔板和所述第二隔板一体成型。
11.在一些实施例中，所述换热组件还包括多个分隔板，所述分隔板的形状与所述第一通道和第二通道在所述壳体的下端面的投影相匹配，多个所述分隔板在壳体内间隔分布以将所述第一通道和所述第二通道分隔为多层，所述分隔板上设有第三通孔和第四通孔，多个所述第三通孔顺次连通使多层所述第一通道通过所述第三通孔与所述第一进口连通，多个所述第四通孔顺次连通使多层所述第二通道通过所述第四通孔与所述第二出口连通。
12.在一些实施例中，所述分隔板的侧壁上设有第三通槽和第四通槽，所述第一通道通过所述第三通槽与上一层所述第一通道和/或下一层所述第一通道连通，所述第二通道通过所述第四通槽与上一层所述第二通道和/或下一层所述第二通道连通，多个所述第一通道中的一部分与所述第一出口连通，多个所述第二通道中的一部分与所述第二进口连通。
13.在一些实施例中，所述分隔板、所述第一隔板和所述第二隔板一体成型。
14.在一些实施例中，所述第一隔板和所述第二隔板中的一者上设有与所述第一出口连通的第一缺口，所述第一通道通过所述第一缺口与所述第一出口连通，所述第一隔板和所述第二隔板中的另一者上设有与所述第二进口连通的第二缺口，所述第二通道通过所述第二缺口与所述第二进口连通。
15.本发明第二方面实施例的蒸汽发生器包括上述任一项实施例的换热装置。
16.本发明实施例的蒸汽发生器通过使用上述换热装置，取消了传热管的设置，降低了装配难度，且两种介质通过涡状的第一通道和第二通道进行换热，在有限空间内实现较长的流道设置，增加换热面积，提高一二次侧介质的换热效率。
附图说明
17.图1是本发明实施例的换热装置的立体示意图。
18.图2是本发明实施例的换热装置的剖视图。
19.图3是本发明实施例的换热组件的立体示意图。
20.图4是本发明实施例的换热组件的剖视图。
21.图5是本发明实施例的单层换热组件的立体示意图。
22.附图标记：
23.壳体1；第一进口11；第一出口12；第二进口13；第二出口14；
24.换热组件2，第一通道21；第二通道22；第一隔板23；第二隔板24；底板25。
具体实施方式
25.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
26.以下结合附图描述本发明第一方面实施例的换热装置。
27.如图1-图5所示，本发明实施例的换热装置包括壳体1和换热组件2。
28.其中，壳体1具有第一进口11、第一出口12、第二进口13和第二出口14，第一进口11和第二出口14分别设置于壳体1的上下两端，第一出口12和第二进口13均设置于壳体1的侧壁上，第一进口11与上游一次侧介质输送管路连通，上游一次侧介质输送管路通过第一进口11向壳体1内输送第一介质，第一出口12与下游一次侧介质回流管路连通，壳体1内第一介质通过第一出口12排出壳体1并进入下游一次侧介质回流管路，第二进口13与上游二次侧介质输送管路连通，上游二次侧介质输送管路通过第二进口13向壳体1内输送第二介质，第二出口14与下游二次侧介质回流管路连通，壳体1内第二介质通过第二出口14排出壳体1并进入下游二次侧介质回流管路。
29.换热组件2连接于壳体1内，换热组件2具有互不连通的第一通道21和第二通道22，第一通道21分别与第一进口11和第一出口12连通，第二通道22分别与第二进口13与第二出口14连通，第一通道21和第二通道22均呈涡状，且第一通道21内的介质可与第二通道22内的介质发生热交换；第一介质通过第一进口11进入第一通道21内，并沿第一通道21由中心向外圈流动，同时第一介质通过第二进口13进入第二通道22内，并沿第二通道22由外圈向中心流动，使第一介质与第二介质流动方向相反，第一介质与第二介质流动过程中，第一介质与第二介质换热使第一介质温度逐渐降低并最终从第一出口12排出壳体1，同时，第二介质温度逐渐升高并最终从第二出口14排出壳体1。
30.本发明实施例的换热装置通过涡状的第一通道21和第二通道22进行换热，取消了传热管的设置，降低了装配难度，且在有限空间内实现较长的流道设置，增加换热面积，提高一二次侧介质的换热效率。
31.如图1和图2所示，具体地，第一入口设置于壳体1上端，第二出口14设置于壳体1下端。
32.如图5所示，在一些实施例中，换热组件2包括第一隔板23和第二隔板24，第一隔板23和第二隔板24均连接于壳体1内，且第一隔板23和第二隔板24均呈涡状，第一隔板23与第二隔板24的中心、旋向和螺距均相同，第一隔板23与第二隔板24的起始位置不同，以使第一隔板23和第二隔板24之间的距离处处相等，第一隔板23靠近壳体1中心的一端和第二隔板24靠近壳体1中心的一端相连，使第一隔板23和第二隔板24限定出互不连通的第一通道21和第二通道22，第一通道21内的介质和第二通道22内的介质通过第一隔板23和第二隔板24进行间接换热。
33.如图2-图5所示，在一些实施例中，换热组件2还包括底板25，底板25的外沿与壳体1内壁相抵使底板25将壳体1内空间分隔开，第一隔板23和第二隔板24均连接于底板25的同一侧(如图5所示的上侧)，底板25上设置有第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔靠近于壳体1的轴线，第一通道21通过第一通孔与第一进口11连通，第一介质通过第一进口11进入壳体1内后从第一通孔进入第一通道21内，第二通道22通过第二通孔与第二出口14连通，第二介质从第二进口13进入壳体1内后从第二通孔进入第二通道22内，第一介质和第二介
质的流动轴线在壳体1轴线附近，减少了换热装置的周向膨胀不均匀，提高了设备支承稳定性。
34.换热组件2有多个，多个换热组件2在壳体1内层叠布置，第一隔板23和第二隔板24的上端均与上一层底板25的下表面相抵，使多个第一隔板23、多个第二隔板24和多个底板25限定出逐层分布的多个第一通道21和逐层分布的多个第二通道22，在壳体1内部空间体积不变的情况下，多个第一隔板23、多个第二隔板24和多个底板25将壳体1内空间分隔为逐层分布的多个第一通道21和逐层分布的多个第二通道22，使每个第一通道21和每个第二通道22的横截面积减少，保证了第一通道21内的第一介质和第二通道22内的第二介质的流速，多个第一通孔顺次连通使多个第一通道21通过第一通孔与第一进口11连通，第一介质从第一进口11进入壳体1内后从多个第一通孔分别进入多个第一通道21内，多个第二通孔顺次连通使多个第二通道22通过第二通孔与第二出口14连通，第二介质从第二进口13进入壳体1内后从多个第二通孔分别进入多个第二通道22内。
35.如图2-图5所示，在一些实施例中，底板25的侧壁上设有第一通槽和第二通槽，第一通道21通过第一通槽与上一层第一通道21和/或下一层第一通道21连通，第二通道22通过第二通槽与上一层第二通道22和/或下一层第二通道22连通，多个第一通道21中的一部分与第一出口12连通，多个第二通道22中的一部分与第二进口13连通，以减小第一出口12和第二出口14的横截面积，保证第一出口12处第一介质和第二出口14处第二介质的流速。
36.进一步地，底板25、第一隔板23和第二隔板24一体成型，使换热组件2具有较强的刚度以消除流致振动问题。
37.在一些实施例中，换热组件2还包括多个分隔板(未示出)，分隔板的形状与第一通道21和第二通道22在壳体1的下端面的投影相匹配且分隔板的外沿与壳体1的内壁相抵，多个分隔板在壳体1内间隔分布以将第一通道21和第二通道22分隔为多层，多个第一隔板23、多个第二隔板24和多个分隔板将第一通道21和第二通道22分隔为逐层分布的多层，使每层第一通道21和每层第二通道22的横截面积减少，保证了第一通道21内的第一介质和第二通道22内的第二介质的流速，分隔板上设有第三通孔和第四通孔，多个第三通孔顺次连通使多层第一通道21通过第三通孔与第一进口11连通，第一介质从第一进口11进入壳体1内后从多个第三通孔分别进入多层第一通道21内，多个第四通孔顺次连通使多层第二通道22通过第四通孔与第二出口14连通，第二介质从第二进口13进入壳体1内后从多个第四通孔分别进入多层第二通道22内。
38.在一些实施例中，分隔板的侧壁上设有第三通槽和第四通槽，第一通道21通过第三通槽与上一层第一通道21和/或下一层第一通道21连通，第二通道22通过第四通槽与上一层第二通道22和/或下一层第二通道22连通，多个第一通道21中的一部分与第一出口12连通，多个第二通道22中的一部分与第二进口13连通，以减小第一出口12和第二出口14的横截面积，保证第一出口12处第一介质和第二出口14处第二介质的流速。
39.进一步地，分隔板、第一隔板23和第二隔板24一体成型，使换热组件2具有较强的刚度以消除流致振动问题。
40.在一些实施例中，第一隔板23和第二隔板24中的一者上设有与第一出口12连通的第一缺口(未示出)，第一通道21通过第一缺口与第一出口12连通，以使第一通道21内的第一介质从第一缺口处流向第一出口12，第一隔板23和第二隔板24中的另一者上设有与第二
进口13连通的第二缺口(未示出)，第二通道22通过第二缺口与第二进口13连通，以使第二通道22内的第二介质从第二出口14处流向第二出口14。
41.本发明第二方面实施例的蒸汽发生器包括上述任一项实施例的换热装置。
42.本发明实施例的蒸汽发生器通过使用上述换热装置，取消了传热管的设置，降低了装配难度，且两种介质通过涡状的第一通道21和第二通道22进行换热，在有限空间内实现较长的流道设置，增加换热面积，提高一二次侧介质的换热效率。
43.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
48.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种换热装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体具有第一进口、第一出口、第二进口和第二出口，所述第一进口和所述第二出口分别设置于所述壳体的上下两端，所述第一出口和所述第二进口均设置于所述壳体的侧壁上；换热组件，所述换热组件连接于所述壳体内，所述换热组件具有互不连通的第一通道和第二通道，所述第一通道分别与所述第一进口和所述第一出口连通，所述第二通道分别与所述第二进口与所述第二出口连通，所述第一通道和所述第二通道均呈涡状，且所述第一通道内的介质可与所述第二通道内的介质发生热交换。2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述换热组件包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板均连接于所述壳体内，且所述第一隔板和所述第二隔板均呈涡状，所述第一隔板与所述第二隔板的中心、旋向和螺距均相同，所述第一隔板与所述第二隔板的起始位置不同，以使所述第一隔板和所述第二隔板之间的距离处处相等，所述第一隔板靠近中心的一端和所述第二隔板靠近中心的一端相连，使第一隔板和第二隔板限定出互不连通的所述第一通道和所述第二通道。3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述换热组件还包括底板，所述底板的外沿与所述壳体内壁相抵，所述第一隔板和所述第二隔板均连接于所述底板的同一侧，所述底板上设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通道通过所述第一通孔与所述第一进口连通，所述第二通道通过所述第二通孔与所述第二出口连通；所述换热组件有多个，多个所述换热组件在所述壳体内层叠布置，所述第一隔板和所述第二隔板的上端均与上一层所述底板的下表面相抵，使多个所述第一隔板、多个所述第二隔板和多个所述底板限定出逐层分布的多个所述第一通道和逐层分布的多个所述第二通道，多个所述第一通孔顺次连通使多个所述第一通道通过所述第一通孔与所述第一进口连通，多个所述第二通孔顺次连通使多个所述第二通道通过所述第二通孔与所述第二出口连通。4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述底板的侧壁上设有第一通槽和第二通槽，所述第一通道通过所述第一通槽与上一层所述第一通道和/或下一层所述第一通道连通，所述第二通道通过所述第二通槽与上一层所述第二通道和/或下一层所述第二通道连通，多个所述第一通道中的一部分与所述第一出口连通，多个所述第二通道中的一部分与所述第二进口连通。5.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述底板、所述第一隔板和所述第二隔板一体成型。6.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述换热组件还包括多个分隔板，所述分隔板的形状与所述第一通道和第二通道在所述壳体的下端面的投影相匹配，多个所述分隔板在壳体内间隔分布以将所述第一通道和所述第二通道分隔为多层，所述分隔板上设有第三通孔和第四通孔，多个所述第三通孔顺次连通使多层所述第一通道通过所述第三通孔与所述第一进口连通，多个所述第四通孔顺次连通使多层所述第二通道通过所述第四通孔与所述第二出口连通。7.根据权利要求6所述的换热装置，其特征在于，所述分隔板的侧壁上设有第三通槽和第四通槽，所述第一通道通过所述第三通槽与上一层所述第一通道和/或下一层所述第一
通道连通，所述第二通道通过所述第四通槽与上一层所述第二通道和/或下一层所述第二通道连通，多个所述第一通道中的一部分与所述第一出口连通，多个所述第二通道中的一部分与所述第二进口连通。8.根据权利要求6所述的换热装置，其特征在于，所述分隔板、所述第一隔板和所述第二隔板一体成型。9.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述第一隔板和所述第二隔板中的一者上设有与所述第一出口连通的第一缺口，所述第一通道通过所述第一缺口与所述第一出口连通，所述第一隔板和所述第二隔板中的另一者上设有与所述第二进口连通的第二缺口，所述第二通道通过所述第二缺口与所述第二进口连通。10.一种蒸汽发生器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的换热装置。
技术总结
本发明公开了一种换热装置和蒸汽发生器，所述换热装置包括壳体和换热组件，壳体具有第一进口、第一出口、第二进口和第二出口，第一进口和第二出口分别设置于壳体的上下两端，第一出口和第二进口均设置于壳体的侧壁上，换热组件连接于壳体内，换热组件具有互不连通的第一通道和第二通道，第一通道分别与第一进口和第一出口连通，第二通道分别与第二进口与第二出口连通，第一通道和第二通道均呈涡状，且第一通道内的介质可与第二通道内的介质发生热交换。本发明的换热装置通过涡状的第一通道和第二通道进行换热，取消了传热管的设置，降低了装配难度，且在有限空间内实现较长的流道设置，增加换热面积，提高一二次侧介质的换热效率。率。率。
