[發明專利]一種采用儲氣隔間式的安全殼內置高效換熱器

在審

• 申請號: 202110244976.3
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113035394A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 邊浩志;曹博洋;李龔霖;丁銘;曹夏昕;邢繼;孫中寧;李偉;王輝;孟兆明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18;G21C15/14;G21C15/02;G21C15/253
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種采用儲氣隔間式的安全殼內置高效換熱器，切擊式吸氣系統的原理是利用水的勢能帶動轉動結構轉動，產生抽吸力，吸走傳熱管附近的不凝性氣體，從而增加冷卻系統的換熱能力。儲氣隔間是在安全殼下部安裝的一個罐體結構，通過收集切擊式吸氣系統抽吸的不凝性氣體，利用均氣孔板使不凝性氣體均勻地充滿儲氣隔間，當不凝性氣體充滿儲氣隔間時，由隔間上部的排氣孔排出。本發明通過切擊式吸氣系統以及儲氣隔間降低傳熱管周圍和整個安全殼上部氣空間的不凝性氣體含量，增大管束與蒸汽之間的冷凝換熱，因此可以在安全殼發生破口事故時快速有效的帶走安全殼內部熱量，防止安全殼內部超溫超壓，提高核電站長期運行能力。

技術領域

本發明涉及的是非能動安全殼冷卻系統高效換熱設備，具體是指一種采用儲氣隔間式的安全殼內置高效換熱器。

背景技術

近些年隨著世界能源的匱乏，許多清潔能源都得到了迅速的發展，其中核能是所有清潔能源中發展較快的，對于滿足我國的電力需求、優化能源結構，減少環境污染具有至關重要的作用。然而核能在給人類帶來清潔高效的能源的同時，也帶來了諸多風險。如何增強核電站的安全性一直是相關研究人員關注的重點。為了緩解事故發生的嚴重后果和有效保障核電廠的安全性，在第三代核電技術中廣泛應用了非能動安全殼冷卻系統。

上述的非能動安全殼冷卻系統通常由安全殼內置換熱器、安全殼外置換熱水箱以及連接換熱水箱和換熱器的管線及閥門組成。當反應堆發生坡口事故時，安全殼內會產生大量高溫高壓蒸汽，其與內置換熱器的傳熱管接觸形成冷凝換熱過程，換熱器上管段的水溫不斷升高，密度不斷減小。在上管段和下管段重位差的驅動下形成自然循環流動，有效地導出安全殼內部的熱量，防止安全殼超溫超壓。

在反應堆發生事故時，為了增強安全殼內熱量導出能力，需考慮安全殼非能動換熱器的強化換熱措施。在冷凝換熱過程中少量的不凝性氣體就對冷凝換熱有明顯的抑制作用，因此可以考慮減少傳熱管附近以及安全殼上部氣空間的高濃度空氣來增強換熱器的換熱能力。在現有的專利中，有些發明只針對了換熱水箱長期運行能力，未能考慮安全殼內置換熱器的換熱能力。比如專利號為CN201611061901.7、CN201810662023.7的專利都設計了新型換熱水箱的強化換熱結構，使得非能動安全殼冷卻系統能夠長期的導出安全殼內熱量。然而增強內置換熱器本身的換熱能力也很重要。

因此，有必要發明一種采用儲氣隔間式的安全殼內置高效換熱器，通過收集儲存傳熱管周圍以及安全殼整個上部空間的高濃度空氣，來增強換熱器的換熱能力，從而高效的帶走安全殼發生破口事故時產生的大量蒸汽。防止安全殼內部超溫超壓，提高核電站安全運行的能力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用儲氣隔間式的安全殼內置高效換熱器，防止事故條件下安全殼內部超溫超壓。

本發明的目的是這樣實現的：安全殼內置的換熱器包括換熱器入口聯箱、換熱器出口聯箱、換熱管束、用于連接換熱器和安全殼外置換熱水箱的上管段和下管段，換熱管束分別聯通換熱器入口聯箱和換熱器出口聯箱，還包括切擊式吸氣系統以及儲氣隔間，切擊式吸氣系統通過支撐柱與安全殼內壁面連接，切擊式吸氣系統包括輸水結構、噴流結構、吸氣結構、排水管以及排氣管，輸水結構與噴流結構相連，噴流結構與吸氣結構相連；輸水結構包括相互連接的漏斗及漏斗輸水管，漏斗位于換熱管束下方；噴流結構包括與漏斗輸水管連接的噴管、設置噴管端部的噴嘴；吸氣結構包括設置在噴嘴出口處的轉輪、齒輪轉向箱、吸氣葉輪及吸氣管，轉輪所在軸為齒輪轉向箱的輸入端，齒輪轉向箱的輸出端為吸氣葉輪所在軸，噴嘴和轉輪位于主動殼體內，吸氣葉輪位于從動殼體內，吸氣管的一端連接在從動殼體上、另一端伸至換熱管束處；所述排水管一端設置在轉輪下部的主動殼體上、另一端伸至堆坑側壁面處；排氣管一端設置在吸氣葉輪下部、另一端與儲氣隔間相連；儲氣隔間下部設置均氣孔板、上部設置兩個并列的圓形排氣孔。

本發明還包括這樣一些結構特征：

1.所述儲氣隔間采用圓柱形罐體，下部與安全殼底部固定。