[實用新型]用于乏燃料池的非能動旗型熱管交換器及乏燃料池裝置

有效

• 申請號: 201920657062.8
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN209857708U
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 陶漢中;李維;程建杰
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04;G21C15/14
• 代理公司: 32237 江蘇圣典律師事務所
• 代理人: 許峰

本實用新型公開了一種用于乏燃料池的非能動旗型熱管交換器及乏燃料池裝置，實現了熱量非能動高效傳遞，可根據乏燃料池中的熱負荷變化做出適應性調節，避免乏燃料池中的衰變熱無法有效導出。所述旗型熱管交換器包括熱管蒸發端、集氣和布液箱、上升管、熱管冷凝端、冷凝器、下降管、熱管接入口，以及設置在集氣和布液箱上的集氣出口和布液進口；熱管冷凝端位于冷凝器中；熱管蒸發端和集氣和布液箱連接，熱管蒸發端的出口和熱管接入口連接，熱管接入口位于集氣和布液箱內腔中，集氣和布液箱的集氣出口與上升管的進口連接，上升管的出口與熱管冷凝端的進口連接，熱管冷凝端的出口與下降管的進口連接，下降管的出口與集氣和布液箱的布液進口連接。

技術領域

本實用新型屬于核動力高性能傳熱研究領域，具體來說，涉及一種用于乏燃料池的非能動旗型熱管交換器及乏燃料池裝置。

背景技術

在乏燃料池中，乏燃料棒持續釋放熱量，必須對其進行有效的冷卻。正常運行時，乏燃料池冷卻系統是通過冷卻水泵將乏燃料池中的熱水吸出，經過冷卻后再返回乏燃料池。若發生全廠斷電事故，短時間內應急電源無法有效補充或冷卻系統失效，乏燃料池中的衰變熱無法有效導出，池水溫度將會上升直至沸騰。這不僅產生大量蒸汽，而且乏燃料池中水位的不斷下降會造成燃料包殼裸露，放射性釋放。

目前，將熱管應用于核電站乏燃料水池的事故后冷卻，工程上還沒有提出過可行方案。尤其是針對熱管工作過程中內部工質的流動與傳熱機理、熱管換熱器的設計計算和熱管換熱器在核動力方面的應用仍有許多不足。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種用于乏燃料池的非能動旗型熱管交換器及乏燃料池裝置，實現了熱量非能動高效傳遞，在傳熱性能上，可根據乏燃料池中的熱負荷變化做出適應性調節，避免了乏燃料池中的衰變熱無法有效導出。

為解決上述技術問題，本實用新型實施例采用以下技術方案：

一方面，本實用新型實施例一種用于乏燃料池的非能動旗型熱管交換器，包括熱管蒸發端、集氣和布液箱、上升管、熱管冷凝端、冷凝器、下降管、熱管接入口，以及設置在集氣和布液箱上的集氣出口和布液進口；熱管冷凝端位于冷凝器中；熱管蒸發端和集氣和布液箱連接，熱管蒸發端的出口和熱管接入口連接，熱管接入口位于集氣和布液箱內腔中，集氣和布液箱的集氣出口與上升管的進口連接，上升管的出口與熱管冷凝端的進口連接，熱管冷凝端的出口與下降管的進口連接，下降管的出口與集氣和布液箱的布液進口連接。

作為優選例，所述的集氣出口位于集氣和布液箱的上部，布液進口位于集氣和布液箱的下部。

作為優選例，所述的熱管蒸發端為n個，熱管接入口為n個，且熱管蒸發端熱管接入口一一對應設置；n為大于1的整數。

作為優選例，所述的n個熱管接入口在集氣和布液箱中的高度不同。

作為優選例，所述的n個熱管接入口在集氣和布液箱中的高度沿水平方向依次增加或減少。

作為優選例，所述熱管冷凝端從熱管冷凝端入口到出口方向，向下傾斜；所述下降管從下降管入口到出口方向，向下傾斜。

作為優選例，所述熱管蒸發端內壁為多孔介質的重力輔助熱管，熱管蒸發端的蒸發為多孔介質中的薄膜蒸發。

作為優選例，所述多孔介質結構為絲網型、燒結型或者溝槽型。

作為優選例，所述熱管蒸發端中的工作介質為水。

另一方面，本實用新型實施例提供一種乏燃料池裝置，包括乏燃料池、乏燃料棒、包括熱管蒸發端、集氣和布液箱、上升管、熱管冷凝端、冷凝器、下降管、熱管接入口，以及設置在集氣和布液箱上的集氣出口和布液進口；乏燃料棒固定在乏燃料池的底部，熱管蒸發端位于乏燃料棒上端，集氣和布液箱固定在乏燃料池的頂部。