[發明專利]一種熔鹽的安全冷卻裝置

有效

• 申請號: 201810180789.1
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108492894B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 閻昌琪;陳凱倫;孟兆明;范廣銘;丁濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種熔鹽的安全冷卻裝置，一體化坩堝蓋放置在坩堝上，二者間裝有密封墊片，一體化坩堝蓋包括內層擋板、外層擋板、外層換熱元件焊接孔和進鹽孔；外層換熱元件焊接在一體化坩堝蓋上且豎直插入坩堝中，內層換熱元件上部與水箱連接且內層換熱元件下部插入外層換熱元件中，水箱與大氣相通。本發明采用帶有擋板和排水管道的一體化坩堝蓋，結合雙層換熱元件結構，有效降低事故情況下換熱元件局部破損導致的冷卻水和高溫熔鹽直接接觸產生爆炸的風險，極大地提高了系統安全系數，保證熔鹽的安全冷卻，滿足非能動安全系統的設計要求。在大氣壓下運行，耐壓要求低，降低了設計制造成本。本發明設計合理，結構巧妙，簡單實用，易于裝配，工藝成熟。

技術領域

本發明涉及一種熔鹽的安全冷卻裝置，屬于反應堆非能動余熱排出技術領域。

背景技術

2002年9月19日至20日在東京召開的第四代核能系統國際論壇會議上，與會的10個國家在94個概念堆的基礎上，一致同意開發以下六種第四代核電站概念堆系統：鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超臨界水堆、超高溫氣冷堆和熔鹽堆。所謂熔鹽，是指核燃料以液態形式存在于反應堆中。在第四代反應堆中，熔鹽堆改變了堆芯物理設計的思路，是唯一采用液態燃料的反應堆。這種液態物是鈾、釷或钚的某種氟化物與載體鹽結合構成的低熔點共熔體。

當熔鹽溫度超出正常范圍時，為保證反應堆的安全，反應堆內全部熔鹽會在重力作用下自動排入到排鹽罐中。且熔鹽會不斷產生衰變熱，需要及時將其冷卻，要求冷卻方式安全可靠。在極端環境災害如地震、海嘯發生時，可能導致系統局部結構損壞，要求熔鹽冷卻系統在一定損壞范圍內仍能正常工作，保證熔鹽余熱的安全排出。

專利201310286718.7所公開的一種用于熔鹽堆的非能動余熱排出系統，其功能在于提高系統的非能動工作能力，但其缺點在于系統設計過于復雜，系統內閥門、水箱眾多，在實際運行過程中某一個部件的失效都可能導致系統無法正常運行，因此需要設計一種結構簡單、可靠性強的系統結構。

專利201610899803.4公開了一種用于熔鹽堆非能動余熱排出的單管實驗裝置，其功能在于提供一種更適合進行試驗研究的實驗裝置，其缺點在于采用管式電爐作為熱源，這與工程實際中熔鹽作為熱源的差別較大，系統設計沒有考慮使用熔鹽作為熱源時需要注意的安全問題，存在安全隱患，因此需要設計一種能夠應用于實際熔鹽的安全冷卻系統。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種熔鹽的安全冷卻裝置，是一種設計合理、結構簡單、能夠有效排出熔鹽余熱且能夠保證換熱元件部分破損時系統仍然安全運行的冷卻裝置。

本發明的目的是這樣實現的：包括坩堝、設置在坩堝上方的一體化坩堝蓋、水箱、內層換熱元件、外層換熱元件，所述一體化坩堝蓋包括圓環形蓋底、分別豎直設置在圓環形蓋底內邊緣和外邊緣上的內層圓形擋板和外層圓形擋板，外層圓形擋板的表面上連接有排水管道，內層圓形擋板與外層圓形擋板之間的圓環形蓋底的周向上均勻設置有外層換熱元件焊接口，所述外層換熱元件的個數與外層換熱元件焊接口的數量相等，且外層換熱元件的上端與外層換熱元件焊接口連接、下端伸入至坩堝內，所述內層換熱元件的個數與外層換熱元件的個數相等，且內層換熱元件的上端與水箱連接、下端插入至對應的外層換熱元件中，且內層換熱元件與外層換熱元件之間形成環形空氣層。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.坩堝與一體化坩堝蓋之間設置有密封墊片。

2.內層圓形擋板內表面形成坩堝的進鹽孔。

3.所述內層換熱元件、外層換熱元件、外層換熱元件焊接口的個數均為六個。