[實用新型]一種具備實時監(jiān)測泄露功能的同軸管式換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520672899.1
• 申請日: 2015-09-01
• 公開（公告）號: CN204944240U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黨治國;孔巧玲;許光第;黃偉光;楊志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海高等研究院
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28F27/00
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 唐棉棉

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及熱交換領(lǐng)域，特別是涉及一種具備實時監(jiān)測泄露功能的同軸管式換熱器。

背景技術(shù)

目前，換熱器的品種有很多種，在核能反應(yīng)堆常用的管殼式換熱器其換熱管壁出現(xiàn)缺陷可能發(fā)生內(nèi)漏，兩種介質(zhì)的混合后從而造成介質(zhì)污染、爆炸、甚至核泄漏等嚴(yán)重后果。

以現(xiàn)有鈉冷快堆為例，如圖1所示，采用鈉-鈉-水/汽的三回路熱傳輸系統(tǒng)，將一回路冷卻系統(tǒng)的熱量經(jīng)中間熱交換器傳給二回路主冷卻系統(tǒng)，再經(jīng)蒸汽換熱器將熱傳給水/蒸汽系統(tǒng)，這樣的結(jié)構(gòu)能夠防止一回路系統(tǒng)中放射性鈉與蒸汽發(fā)生器中的水相接觸，避免蒸汽發(fā)生器中發(fā)生大面積鈉水反應(yīng)，保障反應(yīng)堆的堆芯安全。

然而，二回路系統(tǒng)的設(shè)置，必然需要大量鋪設(shè)管道、鈉閥、額外的換熱設(shè)備-中間熱交換器和二次鈉泵以及相應(yīng)的鈉凈化、鈉充排等，其直接后果是導(dǎo)致反應(yīng)堆系統(tǒng)復(fù)雜、一次性建設(shè)投資費用較高，影響鈉冷快堆電站的經(jīng)濟(jì)性能。

在安全性要求非常高的核能領(lǐng)域，對于換熱器出現(xiàn)內(nèi)漏時不能實時監(jiān)測，特別是換熱管壁出現(xiàn)微小的滲漏缺陷時，無法監(jiān)測，久之將對系統(tǒng)產(chǎn)生很大的安全隱患。

因此，提供一種具備實時監(jiān)測泄露功能的同軸管式換熱器實屬必要。

實用新型內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種具備實時監(jiān)測泄露功能的同軸管式換熱器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中換熱器不能實時監(jiān)測內(nèi)漏的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種具備實時監(jiān)測泄露功能的同軸管式換熱器，所述同軸管式換熱器至少包括：外殼、第一管板、第二管板以及同軸式換熱管束；

所述第一管板和第二管板安裝在所述外殼中，所述外殼包括第一殼體、第二殼體和第三殼體；

所述第一殼體與第一管板形成第一空腔，所述第二殼體與第二管板形成第二空腔；所述第三殼體與第一管板及第二管板形成第三空腔；

所述同軸式換熱管束包括若干根換熱管，每根換熱管包括外管、嵌套在所述外管內(nèi)部的內(nèi)管，所述外殼和內(nèi)管之間形成螺旋通道；

所述內(nèi)管的管口固定在所述第一管板上并與所述第一空腔連通；所述外管的管口固定在所述第二管板上，使所述螺旋通道與所述第三空腔連通。

可選地，所述第一殼體上設(shè)置有第一流體入口和第一流體出口，第一流體通過第一流體入口進(jìn)入第一空腔，再進(jìn)入內(nèi)管進(jìn)行換熱后從第一流體出口流出。

可選地，所述第二殼體上設(shè)置有第二流體入口和第二流體出口，第二流體通過第二流體入口進(jìn)入第二空腔，沿著所述外管的外壁進(jìn)行換熱后從第二流體出口流出。

可選地，所述第三殼體上設(shè)置有第三流體入口，第三流體通過第三流體入口進(jìn)入第三空腔，再進(jìn)入螺旋通道，保持一定的壓力不循環(huán)。

可選地，所述第三流體的壓力大于所述第一流體和第二流體的壓力。

可選地，所述第三流體入口處設(shè)置有壓力檢測器。

可選地，所述第三流體為氮氣或者惰性氣體。

可選地，所述螺旋通道中設(shè)置有環(huán)繞在所述內(nèi)管外壁上的螺旋結(jié)構(gòu)。

可選地，所述螺旋結(jié)構(gòu)的材料為純銅或者銅合金。

可選地，所述螺旋結(jié)構(gòu)與所述內(nèi)管外壁及外管內(nèi)壁均接觸。

可選地，所述第一空腔中還設(shè)置一擋板，用于隔離換熱前后的第一流體。

可選地，所述外管和內(nèi)管為U型管，所述外管安裝在第二空腔中。

可選地，所述外管和內(nèi)管為直管，所述外管安裝在第二空腔中。

可選地，所述第一管板包括第一板和第二板，所述內(nèi)管的一個管口固定在所述第一板上、另一個管口固定在所述第二板上；所述第二管板包括第三板和第四板，所述外管的一個管口固定在所述第三板上、另一個管口固定在所述第四板上。

如上所述，本實用新型的一種具備實時監(jiān)測泄漏功能的同軸管式換熱器，具有以下有益效果：采用內(nèi)襯螺旋通道同軸式換熱管束和多管板形成的監(jiān)測通道，在此監(jiān)測通道內(nèi)充入較高壓力的保護(hù)氣體，能夠避免傳統(tǒng)換熱管泄漏造成的兩種流體的接觸，設(shè)備安全性高；即使出現(xiàn)換熱管泄漏也不影響系統(tǒng)安全，甚至可以繼續(xù)運行，此舉大大提高了系統(tǒng)的安全可靠性。由于監(jiān)測氣體與工作介質(zhì)的較高壓力差，即使出現(xiàn)換熱管微小滲漏，也能實時通過監(jiān)測氣體的壓力監(jiān)測器放大反饋出泄漏信號，提高了換熱器泄漏監(jiān)測的靈敏性和快速響應(yīng)能力。在傳統(tǒng)換熱器內(nèi)集成了第三種氣體監(jiān)測保護(hù)功能，將傳統(tǒng)為防止介質(zhì)內(nèi)漏使用中間回路作為安全屏障的回路取消，從而降低一次性建設(shè)投資費用，提高經(jīng)濟(jì)性能。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中某鈉冷快堆蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)原理圖。

圖2為本實用新型取消中間回路的鈉冷快堆蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)原理圖。