[發(fā)明專利]一種基于熱管換熱的非能動余熱排出系統(tǒng)及核能系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN107068215B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 高勝;呂科鋒;張光雨;周濤;宋勇
• 申請（專利權）人: 中科瑞華原子能源技術有限公司
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18
• 代理公司: 合肥市上嘉專利代理事務所(普通合伙) 34125
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開了一種基于熱管換熱的非能動余熱排出系統(tǒng)及核能系統(tǒng)，該非能動余熱排出系統(tǒng)用于主要由堆芯、循環(huán)泵、主換熱器構成的冷卻劑主循環(huán)系統(tǒng)中，包括事故余熱換熱器、余熱熱阱、以及余熱排出連接，其中，所述余熱排除連接與所述冷卻劑主循環(huán)系統(tǒng)構成并聯(lián)關系，所述事故余熱換熱管內部具有相變介質，用于在一回路溫度升高至其沸點時汽化吸熱，帶走堆芯衰變余熱。根據本發(fā)明的非能動余熱排出系統(tǒng)，采用相變換熱，不僅結構緊湊、體積小、換熱效率高、安全可靠、而且其可根據系統(tǒng)要求自動投入運行，完全非能動設計。

技術領域

本發(fā)明涉及一種主要用于核能系統(tǒng)的衰變余熱排出的非能動余熱排出系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種使用該非能動余熱排出系統(tǒng)的核能系統(tǒng)。

背景技術

反應堆余熱排出系統(tǒng)是反應堆設計中的一個重要的安全系統(tǒng)，其關系到反應堆停堆后能否安全可靠的導出余熱，保證停堆安全。

現(xiàn)有的反應堆余熱排出系統(tǒng)采用能動或非能動設計，大多采用對流或輻射的換熱方式，其對環(huán)境或設備要求高，體積龐大，造價成本高。特別是對于小型或微型反應堆，其很難滿足特殊的要求。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有反應堆余熱排出系統(tǒng)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于相變換熱的非能動余熱排出系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的還在于提供一種使用非能動余熱排出系統(tǒng)的核能系統(tǒng)。

為此，本發(fā)明一方面提供了一種非能動余熱排出系統(tǒng)，用于主要由堆芯、循環(huán)泵、主換熱器構成的冷卻劑主循環(huán)系統(tǒng)中，包括事故余熱換熱器、余熱熱阱、以及余熱排出連接，其中，所述余熱排除連接與所述冷卻劑主循環(huán)系統(tǒng)構成并聯(lián)關系，所述事故余熱換熱管內部具有相變介質，用于在一回路溫度升高至其沸點時汽化吸熱，帶走堆芯衰變余熱。

進一步地，上述事故余熱換熱器包括至少一個熱管式換熱器，所述熱管式換熱器包括加熱段、絕熱段和冷卻段，其中，所述加熱段用于存儲液態(tài)的相變介質；所述絕熱段用于向汽化的相變介質上升至所述冷卻段提供通道；所述冷卻段用于將相變介質的氣相冷凝成液相，所述余熱熱阱用于對所述冷卻段進行散熱。

進一步地，上述事故余熱換熱器包括多個并聯(lián)的熱管式換熱器。

進一步地，上述非能動余熱排出系統(tǒng)用于管路式核能系統(tǒng)，其中，所述余熱排出連接并聯(lián)在所述主換熱器和所述循環(huán)泵之間的主冷卻劑管路上。

進一步地，上述非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，用于池式核能系統(tǒng)，其中，所述余熱排出連接插入所述池式核能系統(tǒng)的冷卻劑池中。

進一步地，上述非能動余熱排出系統(tǒng)用于液態(tài)金屬冷卻的核能系統(tǒng)，其中，所述事故余熱換熱器采用緊湊型布置。

根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種核能系統(tǒng)，包括堆芯、循環(huán)泵和主換熱器，其特征在于，還包括與制冷劑主循環(huán)系統(tǒng)并聯(lián)的根據上面所描述的非能動余熱排出系統(tǒng)。

進一步地，上述核能系統(tǒng)為管路式核能系統(tǒng)，其中，所述非能動余熱排出系統(tǒng)的余熱排出連接并聯(lián)在所述主換熱器和所述循環(huán)泵之間的主冷卻劑管路上。

進一步地，上述核能系統(tǒng)為池式核能系統(tǒng)，其中，所述非能動余熱排出系統(tǒng)的余熱排出連接插入所述池式核能系統(tǒng)的冷卻劑池中。

進一步地，上述核能系統(tǒng)為液態(tài)金屬冷卻的核能系統(tǒng)，其中，所述非能動余熱排出系統(tǒng)的事故余熱換熱器采用緊湊型布置。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：采用相變循環(huán)換熱技術(熱管技術)，大大提高了換熱效率，減小了系統(tǒng)體積。能夠實現(xiàn)整體非能動，工作觸發(fā)基于相變介質決定，靈活性高。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明