[發(fā)明專利]一種基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011301040.1
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112382420B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向清安;鄧堅;盧慶;江光明;劉兆東;高穎賢;邱志方;鄧純銳;劉余;張明;武小莉;陳寶文;黨高健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設(shè)計院
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18;G21C15/22;G21C15/243
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

1.一種基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，包括至少兩個余熱排出子系統(tǒng)和一個補水箱，所有所述余熱排出子系統(tǒng)均連接至補水箱；

其中，每一所述余熱排出子系統(tǒng)包括環(huán)形水冷器、上部環(huán)形聯(lián)箱、下部環(huán)形聯(lián)箱和循環(huán)排熱裝置；所述環(huán)形水冷器位于反應堆腔室內(nèi)且環(huán)繞在反應堆壓力容器的周圍；所述環(huán)形水冷器的頂部與所述上部環(huán)形聯(lián)箱連通，所述環(huán)形水冷器的底部與所述下部環(huán)形聯(lián)箱連通；所述循環(huán)排熱裝置連通于所述環(huán)形水冷器、所述上部環(huán)形聯(lián)箱和所述補水箱，所述循環(huán)排熱裝置的頂部設(shè)置有排氣管，用于排出水蒸氣；

在正常停堆或事故停堆后，停堆信號觸發(fā)打開所述余熱排出子系統(tǒng)中循環(huán)排熱裝置與環(huán)形水冷器連接的電動閥，所述循環(huán)排熱裝置通過重力向環(huán)形水冷器注水，所述環(huán)形水冷器中的空氣被驅(qū)動到循環(huán)排熱裝置中，并通過循環(huán)排熱裝置頂部的排氣管排出；

其中，所述循環(huán)排熱裝置包括循環(huán)排熱水箱和隔板；所述隔板用于將所述循環(huán)排熱水箱分隔成熱區(qū)和冷區(qū)；

所述環(huán)形水冷器包括圓環(huán)形下降腔和水冷管，所述水冷管環(huán)繞設(shè)置在反應堆壓力容器的外側(cè)周圍，所述圓環(huán)形下降腔緊貼水冷管并環(huán)繞設(shè)置在所述水冷管的外側(cè)；其中，圓環(huán)形下降腔中的冷流體作為下降段向下運行，水冷管中的熱流體作為上升段向上運行；

所述圓環(huán)形下降腔的頂部與所述循環(huán)排熱水箱的冷區(qū)連通，所述圓環(huán)形下降腔的底部與所述下部環(huán)形聯(lián)箱連通，所述水冷管的底部與所述下部環(huán)形聯(lián)箱連通，所述水冷管的頂部與所述上部環(huán)形聯(lián)箱連通；

冷流體從循環(huán)排熱水箱的冷區(qū)經(jīng)圓環(huán)形下降腔下降流出到與其連通的下部環(huán)形聯(lián)箱中，并從下部環(huán)形聯(lián)箱經(jīng)由水冷管上升流入到循環(huán)排熱水箱的熱區(qū)，形成的水蒸氣通過循環(huán)排熱水箱頂部的排氣管排出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，所述冷區(qū)和所述熱區(qū)的頂部雙向連通；所述冷區(qū)和所述熱區(qū)的底部設(shè)置有單向流向裝置，用于將熱區(qū)的熱流體流向冷區(qū)；

所述循環(huán)排熱水箱的冷區(qū)通過出水管道的電動閥與環(huán)形水冷器的頂部連接，所述循環(huán)排熱水箱的熱區(qū)通過上升熱管道的電動閥與上部環(huán)形聯(lián)箱連接；

所述循環(huán)排熱水箱的底部高于所述環(huán)形水冷器的頂部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，所述水冷管等間隔、垂直排列在所述圓環(huán)形下降腔的內(nèi)壁面與壓力容器的外壁面之間且周向排列。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，所述圓環(huán)形下降腔的內(nèi)壁設(shè)置有反射保溫層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，所述水冷管的截面為圓形，所述圓形的直徑為3cm-5cm，所述水冷管的壁厚為0.4cm-0.5cm；相鄰所述水冷管的圓心之間的距離為0.8cm-1cm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形水冷器的外壁面固定設(shè)置在所述反應堆腔室的內(nèi)壁面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，所述反應堆腔室的上壁面內(nèi)側(cè)和下壁面內(nèi)側(cè)均設(shè)置有反射保溫層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，所述循環(huán)排熱水箱通過電動閥與所述補水箱連接；

所述補水箱的水位高于所述循環(huán)排熱水箱的預設(shè)高水位，當所述循環(huán)排熱水箱中的水位降低到預設(shè)低水位時，低水位信號觸發(fā)補水箱對應的補水管道上的電動閥開啟，向循環(huán)排熱水箱注水；當循環(huán)排熱水箱中的水位上升到預設(shè)高水位時，高水位信號觸發(fā)補水箱對應的補水管道上的電動閥關(guān)閉。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于水冷器的非能動余熱排出系統(tǒng)，其特征在于，與循環(huán)排熱水箱連接的電動閥通過可靠電源供電。