阅读说明：本技术 一种浸入式外切旋流式鼓泡器结构 (Immersion type externally-tangent rotational flow type bubbler structure ) 是由 臧金光 闫晓 张妍 张君毅 都宇 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种浸入式外切旋流式鼓泡器结构,包括筒体,所述筒体一端为开口端,另一端通过下封头形成封闭端,所述筒体的外壁设置有若干与筒体内部连通的鼓泡管,若干鼓泡管沿筒体周向均匀布设,且鼓泡管的中心线与筒体的内接圆相切。本发明由于鼓泡管沿切向布置一周,使流出蒸汽产生周向旋转运动,即一边沿径向运运,一边沿周向运动；由于蒸汽的射流作用,部分蒸汽冷凝为液相,部分蒸汽及不可凝气体继续螺旋运动,推动鼓泡器周围液体产生回旋运动,促进了液体的分布交混,增加了蒸汽与过冷流体的作用面积,有助于使蒸汽有效冷凝。(The invention discloses an immersion type externally-tangent rotational flow bubbler structure which comprises a barrel, wherein one end of the barrel is an open end, the other end of the barrel forms a closed end through a lower sealing head, a plurality of bubbling pipes communicated with the interior of the barrel are arranged on the outer wall of the barrel, the bubbling pipes are uniformly distributed along the circumferential direction of the barrel, and the central lines of the bubbling pipes are tangent to an inscribed circle of the barrel. The bubbling pipe is arranged for a circle along the tangential direction, so that the outflow steam generates circumferential rotating motion, namely, the outflow steam moves along the radial direction and moves along the circumferential direction; due to the jet flow effect of the steam, part of the steam is condensed into a liquid phase, and part of the steam and the non-condensable gas continue to move spirally, so that the liquid around the bubbler is pushed to generate rotary motion, the distribution and mixing of the liquid are promoted, the action area of the steam and the supercooled fluid is increased, and the steam is favorably and effectively condensed.)

一种浸入式外切旋流式鼓泡器结构

技术领域

本发明涉及试验控制技术领域，具体涉及一种浸入式外切旋流式鼓泡器结构。

背景技术

鼓泡器是一种核电专设安全设施的重要部件。在沸水堆的抑压式安全壳中，利用鼓泡器将事故条件下进入安全壳的蒸汽弥散排进抑压水池中；在压水堆的自动卸压系统中，利用鼓泡器将来自反应堆稳压器的蒸汽弥散排进内置换料水箱中。在这些典型应用中，鼓泡器一般浸没在装有大量过冷水的水池中，将上游的蒸汽分散进入过冷水中。鼓泡器结构对于增加蒸汽与过冷水接触面积、增强蒸汽冷凝效果、降低汽泡湮没时产生的压力脉冲起到重要作用，是抑制安全壳压力上升、保护系统安全和完整性的重要部件。

常规鼓泡器结构一般采用在筒体或分支鼓泡臂上布设小孔的方式，这种方式通过将连续蒸汽分隔成不连续小孔射流，可以在一起程度上起到弥散蒸汽的作用，但是蒸汽射流为放射状，对周围流体的影响区域相对有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浸入式外切旋流式鼓泡器结构，解决常规鼓泡器结构导致射流蒸汽与周围流体的作用面积小、换热效果较差的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种浸入式外切旋流式鼓泡器结构，包括筒体，所述筒体一端为开口端，另一端通过下封头形成封闭端，所述筒体的外壁设置有若干与筒体内部连通的鼓泡管，若干鼓泡管沿筒体周向均匀布设，且鼓泡管的中心线与筒体的内接圆相切。

本发明所述鼓泡管的入口端与筒体外壁连接，且入口端的形状为与筒体外壁上鼓泡孔的形状匹配，鼓泡管的出口端与周围流体配合，所述出口端为管状结构。

本发明的工作原理：

蒸汽进入筒体后，在蒸汽压力作用下，推动蒸汽经过鼓泡管流出鼓泡器；由于鼓泡管沿切向布置一周，使流出蒸汽产生周向旋转运动，即一边沿径向运动，一边沿周向运动；由于蒸汽的射流作用，部分蒸汽冷凝为液相，部分蒸汽及不可凝气体继续螺旋运动，推动鼓泡器周围液体产生回旋运动，促进了液体的分布交混，增加了蒸汽与过冷流体的作用面积，有助于使蒸汽有效冷凝。

综上，本发明通过在筒体的外壁设置有若干与筒体内部连通的鼓泡管，若干鼓泡管沿筒体周向均匀布设，且鼓泡管的中心线与筒体的内接圆相切，促进周围流体的旋转交混，增强流体与蒸汽的热量交换，实现对蒸汽与周围流体相互作用的优化，能够有效增大射流蒸汽与周围流体的作用面积，增强直接接触冷凝的换热效果，有助于实现蒸汽的快速稳定有效冷凝，增强系统安全性，如此，本发明解决了常规鼓泡器结构导致射流蒸汽与周围流体的作用面积小、换热效果较差的问题。

进一步地，若干鼓泡管沿着筒体的轴向至少分布2层，每层包括多个鼓泡管，多个鼓泡管沿筒体周向均匀布设形成环形阵列。

优选地，轴向上相邻2个鼓泡管的间距与轴向上相邻2个鼓泡管的间距相等。

也可将多层鼓泡管视为在筒体外壁一周。

进一步地，鼓泡管的孔径为30-35mm。

优选地，鼓泡管的末端采用外翻倒圆式结构。

所述末端具体是指鼓泡管的出口端，外翻倒圆式结构利于鼓泡管内的蒸汽喷出。

进一步地，还包括入口管和异径头，所述入口管的内径小于筒体的内径，所述入口管通过异径头与筒体的开口端连接。

所述入口管为蒸汽的进入口，使蒸汽由上部入口管进入筒体内，且入口管的内径小于筒体的内径，蒸汽在异径头缓冲后快速扩散至筒体内。

上述设置利于蒸汽快速进入筒体。

进一步地，异径头的内径自与入口管连接一端到另一端呈逐渐增大的趋势。

进一步地，入口管、异径头和筒体的厚度一致。

进一步地，下封头为椭圆封头。

下封头为蒸汽的主要集流区，采用椭圆封头利于蒸汽集流。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明通过在筒体的外壁设置有若干与筒体内部连通的鼓泡管，若干鼓泡管沿筒体周向均匀布设，且鼓泡管的中心线与筒体的内接圆相切，促进周围流体的旋转交混，增强流体与蒸汽的热量交换，实现对蒸汽与周围流体相互作用的优化，能够有效增大射流蒸汽与周围流体的作用面积，增强直接接触冷凝的换热效果，有助于实现蒸汽的快速稳定有效冷凝，增强系统安全性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为浸入式外切旋流式鼓泡器结构的轴测图；

图2为浸入式外切旋流式鼓泡器结构的正视图；

图3为入式外切旋流式鼓泡器结构的俯视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-入口管，2-异径头，3-筒体，4-鼓泡管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1-图3所示，一种浸入式外切旋流式鼓泡器结构，包括筒体3，所述筒体3一端为开口端，另一端通过下封头形成封闭端，其特征在于，所述筒体3的外壁设置有若干与筒体3内部连通的鼓泡管4，若干鼓泡管4沿筒体3周向均匀布设，具体地，若干鼓泡管4沿着筒体3的轴向分布6层，每层包括6个鼓泡管4，6个鼓泡管4沿筒体3周向均匀布设形成环形阵列，且鼓泡管4的中心线与筒体3的内接圆相切。

在本实施例中，蒸汽进入筒体3后，在蒸汽压力作用下，推动蒸汽经过鼓泡管4流出鼓泡器；由于鼓泡管4沿切向布置一周，使流出蒸汽产生周向旋转运动，即一边沿径向运动，一边沿周向运动；由于蒸汽的射流作用，部分蒸汽冷凝为液相，部分蒸汽及不可凝气体继续螺旋运动，推动鼓泡器周围液体产生回旋运动，促进了液体的分布交混，增加了蒸汽与过冷流体的作用面积，有助于使蒸汽有效冷凝。

实施例2：

如图1-图3所示，本实施例基于实施例1，还包括入口管1和异径头2，所述入口管1的内径小于筒体3的内径，所述入口管1通过异径头2与筒体3的开口端连接；所述异径头2的内径自与入口管1连接一端到另一端呈逐渐增大的趋势；所述入口管1、异径头2和筒体3的厚度一致。

在本实施例中，蒸汽通过入口管1进入，经异径头2缓冲后进入筒体3内，在蒸汽压力作用下，推动蒸汽经过鼓泡管4流出鼓泡器。

实施例3：

如图1-图3所示，本实施例基于实施例1或实施例2，所述鼓泡管4的孔径为30-35mm；所述鼓泡管4的末端采用外翻倒圆式结构；所述下封头为椭圆封头。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。