[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于熱管輸熱的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010178618.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111341470B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏庚磊;李韌;彭敏俊;成守宇;朱海山;薛若軍;王航
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G21C15/257
• 分類(lèi)號(hào): G21C15/257;G21D1/00
• 代理公司: 北京睿智保誠(chéng)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發(fā)明提出了一種基于熱管輸熱的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，屬于核反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括保護(hù)容器，其設(shè)置有下管板，形成第一密封腔體和第二密封腔體，第二密封腔體為密閉腔體；第一密封腔體設(shè)置有堆芯，第二密封腔體設(shè)置有蒸汽發(fā)生器；堆芯與蒸汽發(fā)生器之間設(shè)置有貫穿的熱管；熱管分為蒸發(fā)段和冷凝段，熱管冷凝段外側(cè)設(shè)置有熱管導(dǎo)向傳熱管；熱管導(dǎo)向傳熱管與下管板密閉固定連接。本發(fā)明采用了一體式布置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊；熱管導(dǎo)向傳熱管壁面和熱管管壁的雙層隔離結(jié)構(gòu)減小了熱管內(nèi)堿金屬工質(zhì)和蒸汽發(fā)生器二次側(cè)水工質(zhì)接觸的可能性；熱管冷卻堆芯方式簡(jiǎn)化系統(tǒng)又提高了反應(yīng)堆的固有安全性；每根熱管自成獨(dú)立回路，可有效避免單點(diǎn)失效，便于更換。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于堿金屬熱管輸熱的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

壓水堆核電站使用加壓的輕水作為冷卻劑，利用主泵驅(qū)動(dòng)冷卻劑流過(guò)堆芯，將核燃料裂變產(chǎn)生的熱量傳遞到蒸汽發(fā)生器二次側(cè)，利用高壓蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功。壓水堆核電站必須保持較高的壓力才能獲得較高的堆芯出口溫度，進(jìn)而提高核電站能量轉(zhuǎn)換的效率。由于冷卻劑壓力較高，在發(fā)生一回路壓力邊界破口事故時(shí)，冷卻劑由破口處噴放流出，會(huì)造成反應(yīng)堆失去冷卻，有可能發(fā)生堆芯熔毀的嚴(yán)重事故，所以需要設(shè)置大量的安全措施保證反應(yīng)堆的安全運(yùn)行。

因此，急需一種能夠在產(chǎn)生合格新蒸汽的同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)堆安全可靠的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種能夠在產(chǎn)生合格新蒸汽的同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)堆安全可靠的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，發(fā)明的內(nèi)容如下：

一種基于熱管輸熱的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，包括保護(hù)容器，所述保護(hù)容器設(shè)置有下管板，形成第一密封腔體和第二密封腔體，所述第二密封腔體為密閉腔體；所述第一密封腔體設(shè)置有堆芯，所述第二密封腔體設(shè)置有蒸汽發(fā)生器；所述堆芯與所述蒸汽發(fā)生器之間設(shè)置有貫穿的熱管；所述熱管分為蒸發(fā)段和冷凝段；所述熱管在所述堆芯內(nèi)部分設(shè)定為蒸發(fā)段，所述熱管在所述蒸汽發(fā)生器內(nèi)部分設(shè)定為冷凝段，所述熱管冷凝段外側(cè)設(shè)置有熱管導(dǎo)向傳熱管；所述熱管導(dǎo)向傳熱管與所述下管板密閉固定連接。

進(jìn)一步地，所述堆芯內(nèi)設(shè)置有金屬基體，所述金屬基體設(shè)置于所述熱管蒸發(fā)段外側(cè)；所述金屬基體內(nèi)部設(shè)置有導(dǎo)向通道，所述導(dǎo)向通道內(nèi)部設(shè)置有控制棒，所述控制棒沿所述導(dǎo)向通道上下移動(dòng)；所述金屬基體內(nèi)還設(shè)置有燃料元件，所述燃料元件用于發(fā)生核裂變反應(yīng)產(chǎn)生熱量；所述金屬基體與保護(hù)容器之間設(shè)置有反射層和屏蔽層，所述反射層包覆于所述金屬基體外側(cè)，所述屏蔽層包覆于所述反射層外側(cè)。

進(jìn)一步地，所述堆芯為快中子固體反應(yīng)堆，所述燃料元件為二氧化鈾或氮化鈾。

進(jìn)一步地，所述燃料元件可以是棒狀、板狀或環(huán)形燃料元件。

進(jìn)一步地，所述蒸汽發(fā)生器內(nèi)還設(shè)置有汽水分離裝置和干燥器，所述汽水分離裝置設(shè)置于所述熱管導(dǎo)向傳熱管上側(cè)，所述干燥器設(shè)置于所述汽水分離裝置上側(cè)。

進(jìn)一步地，所述蒸汽發(fā)生器還包括給水接管、蒸汽出口接管，所述給水接管設(shè)置于所述蒸汽發(fā)生器外側(cè)，所述蒸汽出口接管設(shè)置于所述蒸汽發(fā)生器頂部。

進(jìn)一步地，所述熱管導(dǎo)向傳熱管外表面設(shè)置有翅片，用于增強(qiáng)換熱能力。

進(jìn)一步地，所述蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的兩相混合物經(jīng)汽水分離裝置和干燥器后成為飽和度99％以上的飽和蒸汽，經(jīng)蒸汽出口接管排出。

進(jìn)一步地，所述熱管導(dǎo)向傳熱管與所述熱管對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述熱管導(dǎo)向管的內(nèi)徑大于所述熱管的外徑。

進(jìn)一步地，所述熱管內(nèi)部的工質(zhì)為鈉或鉀堿金屬。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明的基于熱管冷卻的核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)采用一體化的布置方案，將反應(yīng)堆堆芯、熱管、蒸汽發(fā)生器等設(shè)備都布置在同一個(gè)壓力容器的內(nèi)部，系統(tǒng)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)緊湊。