[發明專利]基于水冷熱管的乏燃料池非能動余熱導出系統

無效

• 申請號: 201410002659.0
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN103761994A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 熊珍琴;顧漢洋
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G21C15/14
• 分類號: G21C15/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明屬于核電站安全技術領域，具體地，涉及一種利用水冷卻的熱管低溫差高效率導出核電站乏燃料池余熱的基于水冷熱管的乏燃料池非能動余熱導出系統。

背景技術

保障核電站的安全運行是影響核電站設計的關鍵因素之一。目前乏燃料池的余熱導出主要是通過泵驅動冷卻系統實現。由乏燃料池流出的水到達外置換熱器，在此換熱器中被冷卻水冷卻，從而排出熱量。由于該種方法依賴電源驅動泵，一旦動能設備失效，將會引發安全事故。福島核電站就曾發生過由于能動設備的失效引起的乏燃料水池安全事故，因此，迫切需要采用非能動冷卻技術冷卻乏燃料水池，提高乏燃料水池的安全性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種基于水冷熱管的乏燃料池非能動余熱導出系統，本發明采用安全殼頂部水塔中的水冷卻分離式熱管的冷凝段，然后基于分離式熱管技術，實現低溫差高效率的導出乏燃料池余熱，僅靠自然循環驅動系統，無需外界驅動力，具有運行可靠的優點。

為達到上述目的，本發明提供一種基于水冷熱管的乏燃料池非能動余熱導出系統，包括：熱管蒸發段、熱管冷凝段、熱管下降段、滴水布液器、安全殼頂部水塔、乏燃料池、乏燃料組件和隔板，隔板設置在乏燃料池內部，且隔板底部設置有隔板孔；乏燃料組件設置在乏燃料池內位于隔板內側；熱管蒸發段設置在隔板和乏燃料池之間且出口部分延伸至乏燃料池外部，熱管冷凝段設置在乏燃料池外部上方，且熱管冷凝段進口與熱管蒸發段出口連接，熱管下降段設置在乏燃料池外側，且熱管下降段進口與熱管冷凝段出口連接，熱管下降段出口與熱管蒸發段進口連接，滴水布液器設置在熱管冷凝段上方，且滴水布液器與安全殼頂部水塔連接，安全殼頂部水塔設置在安全殼頂部。

優選地，本發明的系統還包括截止閥，截止閥設置在滴水布液器與安全殼頂部水塔之間的管路上。

優選地，熱管蒸發段和熱管冷凝段均包括多根換熱管。

本發明基于水冷熱管的乏燃料池非能動余熱導出系統的工作原理如下：本發明通過隔板將乏燃料池分為內外兩個區域，內部區域的水首先獲得乏燃料組件釋放的余熱，溫度升高，向上運動，從隔板上方進入乏燃料池外部區域。而熱管蒸發段布置于外部區域，該區域的水被冷卻，向下流動，并通過隔板孔進入內部區域，這樣內外區域一起形成自然循環，將乏燃料釋放的熱量帶到熱管蒸發段。熱管蒸發段工質吸收熱量后向上運動進入熱管冷凝段，然后在熱管冷凝端被滴水布液形成的冷卻水膜冷卻。之后，熱管工質通過熱管下降段回流到熱管蒸發段。通過這個循環，熱量傳遞到水中，部分水蒸發，而未蒸發的水進入乏燃料水池中，有效的利用了安全殼頂部的水。

本發明采用了水冷熱管冷卻乏燃料池，熱管工質相變換熱實現低溫差高效換熱，依靠密度差自然循環驅動系統，從根本上消除了對電源和操作人員的依賴，實現了乏燃料池的長期非能動高效換熱冷卻，具有很高的可靠性，消除了因動能設備失效造成乏燃料池安全事故的隱患，并且，采用水冷熱管與空冷熱管相比具有結構簡單緊湊的優點。因此，本發明的系統具有可靠性高、杜絕乏燃料池安全隱患且結構簡單的優點。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1是本發明基于水冷熱管的乏燃料池非能動余熱導出系統的結構示意圖；

圖中：1為乏燃料組件，2為隔板孔，3為乏燃料池，4為熱管蒸發段，5為熱管下降段，6為隔板，7為熱管冷凝段，8為滴水布液器，9為截止閥，10為安全殼頂部水塔，11為安全殼。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。