選取汽水分離器內徑和容積的依據

某核電廠根據核島啟、停堆時工況的特殊要求，汽水分離器既要在高溫高壓的工況下工作，有時還工作在低溫高壓下，工況的變化較大。在低壓高溫的過熱蒸汽條件下，汽水分離器內向上流動的蒸汽截面速度必須小于1.5m/s，根據以往的設計經驗和相關的試驗結果，通過計算和實驗驗證，可知當截面流速超過此數值時，蒸汽將攜帶大量直徑較大的液滴，快速流過分離器的沉降區域，將嚴重影響汽、水的沉降分離功能，極大地降低了汽水分離器出口處蒸汽的干 度品質。應使百葉窗或波紋板免受沖蝕損壞，如果二次分離元件被損傷，汽、水將無法被充分分離，也會影響整套設備運行的安全性。根據汽水分離器的截面流速的要求，將流速控制在1.5m/s安全范圍內，故設備內徑選取為1150 mm。

根據等焓擴容的原理計算汽水分離器的容積，進入汽水分離器的介質是過冷水——飽和水——汽、水兩相一飽和蒸汽——過熱蒸汽，分離功能區段內是飽和水與飽和蒸汽之間的介質，根據各工況條件下的介質干度，分別計算汽水分離器的容積，設備容積必須滿足氣體空間和液體空間兩者的容積之和。根據最大介質流量38kg/s，計算各種工況下的氣體容積和水容積，汽水分離器的最小容積應滿足上述各工況條件所計算的容積之和，其次考慮蒸汽在設備內的行程，以保證蒸汽的上升高度，滿足沉降分離所需的高度要求，要考慮當蒸汽發生器發生膨脹時，汽水分離器能接收蒸汽發生器發生膨脹時壓出的大量水量，此時，汽水分離器內的飽和水量迅速增多。最終選定汽水分離器的空間容積為8.0m3。