[發明專利]一種疏膜式安全殼非能動高效換熱器

有效

• 申請號: 202110246388.3
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113035400B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 邊浩志;周書航;劉豐;丁銘;曹夏昕;孫中寧;邢繼;李偉;孟兆明;張楠
• 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;G21C15/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種疏膜式安全殼非能動高效換熱器，安全殼非能動換熱器出口管通過上管段與安全殼外換熱水箱入口管線相連，進口管通過下管段與安全殼外置換熱水箱出口管線相連，形成非能動安全殼冷卻系統。傘狀分流板設置在管束中心，起到徑向分流疏散氣膜的作用；圓形疏膜擋板在管束軸向方向上等間距設置多層，用于抑制氣膜的增厚，從而達到強化換熱作用，其與傘狀疏膜板分開使用。本發明在安全殼內發生破口事故時可高效的帶走安全殼內部熱量，其利用傘狀分流板或圓形疏膜擋板的結構，可減薄不凝性氣體膜，增強氣體與管束的接觸，實現高效傳熱，確保事故條件下安全殼內部可高效的降溫降壓，增強安全殼的安全性并為降低安全殼的建造成本提供可行方案。

技術領域

本發明涉及一種非能動安全殼冷卻系統高效換熱設備，具體是指一種疏膜式安全殼非能動高效換熱器。

背景技術

自核能被發現以來，一直備受人們的關注。20世紀以來，隨著核能技術的不斷發展與成熟，核能已逐步成為新的主要能源，其清潔高效的特點使得應用越來越廣泛。

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。例如三哩島、切爾諾貝利和福島三次嚴重核事故，對人類社會的生存環境和經濟發展造成了極大的創傷。因此，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引入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。當反應堆發生事故時，安全殼內會噴放大量高溫蒸汽，其會與內置換熱器的換熱管接觸冷凝換熱，從而上管段的冷卻水會不斷吸熱從而溫度升高，由于上管段和下管段的密度差使得換熱器和換熱水箱形成自然循環，持續地導出安全殼內熱量，防止安全殼超溫超壓，確保安全殼的完整性。

在發生事故時，為了防止安全殼內大量熱量不能及時導出的問題，因此需考慮安全殼非能動換熱器的強化換熱措施。在現有的專利中，公開號為CN108122622A、CN106782698A的專利提供了新型的非能動安全殼外置換熱水箱結構，使得換熱水箱具有長期高效的運行能力。公開號為CN202614053U、CN108206064A、CN206907494U的專利分別提供了新型的非能動換熱系統結構，有利于系統的集成，節省空間。這些專利的特點都在于主要關注PCCS中除內置換熱器的其他設備，通過改動提升PCCS的自然循環能力以及長期運行能力，但提升PCCS的換熱能力關鍵在于安全殼內置換熱器換熱能力的提升。

在事故的發展過程中，PCCS將長期運行逐漸導出安全殼內熱量，在PCCS運行期間，蒸汽會在安全殼內置換熱器表面大量冷凝，同時安全殼內置換熱器外表面會聚集大量不凝性氣體，使得每根換熱管外表面都會形成氣膜抑制蒸汽冷凝傳熱，已公開的專利未能針對這一問題形成有效的方案。

因此，有必要發明一種疏膜式安全殼非能動高效換熱器，以增強安全殼非能動換熱器的冷凝能力，高效的帶走安全殼內的熱量，確保事故條件下安全殼內部可以高效的降溫降壓，增強安全殼的安全性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種疏膜式安全殼非能動高效換熱器，以實現安全殼內熱量高效導出，確保安全殼結構上的完整性并為降低安全殼的建造成本提供可行方案。

本發明的目的是這樣實現的：包括安全殼、安全殼外置的換熱水箱、安全殼內置的換熱器，還包括進口管、出口管、下管段、上管段、設置在換熱器換熱管束中心的疏膜式結構，所述進口管的一端與換熱器入口聯箱連接、另一端與下管段連通，所述出口管一端與換熱器出口聯箱連接、另一端與上管段連通，所述上管段的端部穿過安全殼殼體后與換熱水箱底部入口管線連通，所述下管段的端部穿過安全殼殼體后與換熱水箱底部出口管線連通；換熱管束中的管熱管采用環形均勻布置時，疏膜式結構為等間距設置的至少三個疏膜板或者中空，且疏膜板為傘狀疏膜板或圓形疏膜擋板；換熱管束中的管熱管采用多盤管布置時，多盤管為采用不同盤管直徑的螺旋管組合而成，疏膜式結構為多盤管形成的結構。

本發明還包括這樣一些結構特征：