阅读说明：本技术 一种倒齿型节流件 (Inverted tooth type throttling element ) 是由 冯预恒 张东辉 周志伟 马晓 刘光耀 林超 王予烨 高鑫钊 丁志萍 于 2020-10-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种倒齿型节流件,包括管道和节流板；所述节流板倾斜设置在所述管道内；当流体正向通过管道时,流体在节流板与管道内壁形成的锐角连接处形成流体漩涡以增加流动阻力。本发明的有益效果如下：1、本发明通过在管道中倾斜设置节流板的方式,使流体正向流动时在节流板连接处改变流动方向而形成流体漩涡,进而消耗大量能量,增加流动阻力；反向流动时,流体直接通过节流板中间的通道；这种方式满足了在正、反两向流时的阻力特性差异化要求。2、本发明是节流板形式的,易于加工。3、本发明正、反流动阻力特性的不同是非能动的,只和流体的流动方向有关,无需人为干预。(The invention relates to an inverted tooth type throttling element, which comprises a pipeline and a throttling plate; the throttle plate is obliquely arranged in the pipeline; when the fluid is passing through the pipe in the forward direction, the fluid forms a fluid vortex at the acute angle junction formed by the throttle plate and the inner wall of the pipe to increase the flow resistance. The invention has the following beneficial effects: 1. according to the invention, the throttle plate is obliquely arranged in the pipeline, so that the flowing direction is changed at the joint of the throttle plate to form fluid vortex when fluid flows in the forward direction, a large amount of energy is consumed, and the flowing resistance is increased; when the fluid flows reversely, the fluid directly passes through the channel in the middle of the throttle plate; the mode meets the requirement of the differentiation of the resistance characteristics in the forward and reverse flows. 2. The invention is in the form of a throttle plate and is easy to process. 3. The difference of the positive and negative flow resistance characteristics of the invention is passive, and is only related to the flow direction of the fluid without human intervention.)

一种倒齿型节流件

技术领域

本发明属于核工业技术领域，具体涉及一种倒齿型节流件。

背景技术

快中子反应堆是第四代反应堆的主要堆型，可以实现核燃料增殖，使铀资源得到充分利用。对于钠冷快堆来说，堆本体及一回路系统是反应堆的核心系统，其中包括堆芯在内的众多设备部件，以及为这些设备部件冷却的流道。为了保障示范快堆的安全性与经济性，需要针对示范快堆堆本体及一回路系统中的流量分配行为进行相关实验验证。

示范快堆堆本体及一回路系统包括主冷却系统和多个辅助冷却系统，各个系统之间通过设置节流件来保障流量分配的准确性和反应堆的安全性。

当钠冷快堆在预期运行事件或设计基准事故导致的事故停堆后，需要有足够的冷却剂进入组件内部从而冷却堆芯，一般通过设置节流件来实现这一冷却剂流道。但在反应堆内设置此节流件后会导致反应堆在正常运行时，有小部分冷却剂通过节流件直接流回冷池，没有冷却堆芯及各辅助系统，造成反应堆经济性下降。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种倒齿型节流件，该节流件能够提供正向和反向两种不同流体阻力特性，满足反应堆在正常运行工况和预期运行事件或设计基准事故工况的要求。

本发明的技术方案如下：

一种倒齿型节流件，包括管道和节流板；所述节流板倾斜设置在所述管道内；当流体正向通过管道时，流体在节流板与管道内壁形成的锐角连接处形成流体漩涡以增加流动阻力。

进一步地，上述的倒齿型节流件，所述节流板与所述管道轴线方向的夹角为小于90°。

进一步地，上述的倒齿型节流件，所述节流板与所述管件内壁连接处设置有倒角。

进一步地，上述的倒齿型节流件，节流板为多个，所有节流板与与管道内壁形成的锐角开口均朝向所述管道同一端；所述节流板分为上节流板和下节流板；所述上节流板和下节流板分别设置在所述管道内的相对两侧；上节流板和下节流板之间形成间隙通道。

进一步地，上述的倒齿型节流件，所述上节流板和下节流板沿所述管道的轴线等间距交错设置。

进一步地，上述的倒齿型节流件，所述节流板沿所述管道的径向高度不超过所述管道半径。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在管道中倾斜设置节流板的方式，使流体正向流动时在节流板连接处改变流动方向而形成流体漩涡，进而消耗大量能量，增加流动阻力；反向流动时，流体直接通过节流板中间的通道；这种方式满足了在正、反两向流时的阻力特性差异化要求。

2、本发明是节流板形式的，易于加工。

3、本发明正、反流动阻力特性的不同是非能动的，只和流体的流动方向有关，无需人为干预。

附图说明

图1为本发明的一种倒齿型节流件的剖面结构示意图。

图2为图1所示节流件的正向流压力云图。

图3为图1所示节流件的正向流速度云图。

图4为图1所示节流件的反向流压力云图。

图5为图1所示节流件的反向流速度云图。

上述附图中，1、管道；2、上节流板；3、下节流板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明公开了一种倒齿型节流件，包括管道和节流板；所述节流板倾斜设置在所述管道内；当流体正向通过管道时，流体在节流板与管道内壁形成的锐角连接处形成流体漩涡以增加流动阻力。

所述节流板与所述管道轴线方向的夹角为小于90°。所述节流板与所述管件内壁连接处设置有倒角，这样可以在锐角连接处更好形成漩涡，同时，也能减少使流体更顺畅通过钝角连接处。

具体而言，所有节流板与与管道内壁形成的锐角开口均朝向所述管道同一端；所述节流板厚度相同，分为上节流板和下节流板；所述上节流板和下节流板分别设置在所述管道内的相对两侧；上节流板和下节流板之间形成间隙通道。所述上节流板和下节流板沿所述管道的轴线等间距交错设置。所述节流板沿所述管道的径向高度不超过所述管道半径。

本实施例中，相邻的一个上节流板和一个下节流板组成一个节流板组；每个管道内设置2～4个节流板组。流板组顺序安装于圆形管道内，节流板与圆形管道的轴线成45°倒齿型布置；圆形管道横截面的内径为60mm，管道壁厚为5mm，材料为不锈钢；每块节流板厚度为7.5mm，每块节流板的径向高度为13mm，材料为不锈钢；相邻节流板之间的间距为76mm；通过焊接方式将节流板安装在圆形管道中，节流板与圆形管道连接处设置倒角，倒角半径为5mm和15mm；上、下节流板之间的间隙通道宽度为34mm。

当流体正向流过节流件时，各节流板与圆形管道连接处会形成漩涡，消耗流体的动能，得到较大压降。正向流的压力云图和速度云图如图2和图3所示，正向流倒齿迷宫型节流件的进出口压差为14.653kPa。

当流体反向流过节流件时，大部分流体比较顺畅的从上、下节流板之间的间隙通，能量耗散少，压降小。反向流压力云图和速度云图如图4和图5所示，相同入口流量条件下，反向流倒齿迷宫型节流件的进出口压差为6.035kPa。

综上，本发明可以在没有活动部件的前提下，以非能动的方式完成正向、反向流动时阻力特性不同的节流件。

本发明通过在管道中倾斜设置节流板的方式，使流体正向流动时在节流板连接处改变流动方向而形成流体漩涡，进而消耗大量能量，增加流动阻力；反向流动时，流体直接通过节流板中间的通道；这种方式满足了在正、反两向流时的阻力特性差异化要求。本发明是节流板形式的，易于加工。本发明正、反流动阻力特性的不同是非能动的，只和流体的流动方向有关，无需人为干预。

采用本发明的倒齿型节流件，能够保证反应堆正常运行时减少流失的冷却剂，保障反应堆的经济性；预期运行事件或设计基准事故工况时节流件的阻力小，有足够的冷却剂进入组件内部冷却堆芯，保障反应堆的安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。