[發(fā)明專利]一種基于二次蒸發(fā)冷卻的增強(qiáng)型非能動安全殼熱量排出系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111287423.2 | 申請日： | 2021-11-02 |
| 公開（公告）號： | CN114220573A | 公開（公告）日： | 2022-03-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊長江;孫燕宇;鄭云濤;董建華 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國核電工程有限公司 |
| 主分類號： | G21C15/18 | 分類號： | G21C15/18 |
| 代理公司： | 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311 | 代理人： | 任曉航;屈獻(xiàn)莊 |
| 地址： | 100840 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 二次 蒸發(fā) 冷卻 增強(qiáng) 能動 安全 熱量 排出 系統(tǒng) | ||
1.一種基于二次蒸發(fā)冷卻的增強(qiáng)型非能動安全殼熱量排出系統(tǒng)，其特征在于，包括：PCS水箱，所述PCS水箱箱體下部連接有PCS系統(tǒng)循環(huán)管道，所述PCS系統(tǒng)循環(huán)管道包括PCS系統(tǒng)下降管道和PCS系統(tǒng)上升管道；所述PCS水箱內(nèi)設(shè)有汽水分離器，所述汽水分離器下端與所述PCS系統(tǒng)上升管道連通；所述PCS水箱在所述汽水分離器一側(cè)的箱體上部設(shè)有排氣通道，所述排氣通道上方設(shè)有排氣裝置，另一側(cè)的箱體上部設(shè)有進(jìn)氣裝置；
當(dāng)PCS運(yùn)行時(shí)，水從所述PCS系統(tǒng)下降管道流出所述PCS水箱，進(jìn)入安全殼內(nèi)的PCS熱交換器，被殼內(nèi)空氣加熱后通過所述PCS系統(tǒng)上升管道流回所述PCS水箱；
當(dāng)所述PCS水箱溫度較低時(shí)，PCS回路為單相水循環(huán)，當(dāng)所述PCS水箱溫度升高到一定程度，在所述PCS系統(tǒng)上升管道內(nèi)的水將超過大氣壓力所對應(yīng)的飽和溫度，隨著在所述PCS系統(tǒng)上升管道內(nèi)向上流體，壓力降低，一部分水將閃蒸為蒸汽，并通過所述汽水分離器排出，水蒸汽溢出水面后，進(jìn)入所述排氣通道，并通過所述排氣裝置排入大氣環(huán)境。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，由于水蒸汽密度低，蒸汽通過所述排氣通道排放時(shí)，形成煙囪效應(yīng)，并將空氣從所述進(jìn)氣裝置吸入所述PCS水箱，空氣在所述PCS水箱水表面掠過，促進(jìn)表面蒸發(fā)，帶走蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽，并通過所述排氣通道和所述排氣裝置排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，通過合理設(shè)置所述排氣通道的高度和流通面積，達(dá)到增強(qiáng)煙囪效應(yīng)的作用；所述排氣通道的高度越高，即所述PCS水箱與所述排氣裝置的排氣口之間的高度差越大，其煙囪效應(yīng)越強(qiáng)，氣體的流動速度越大，從而使所述進(jìn)氣口吸入更多的空氣，用以降低所述PCS水箱內(nèi)上部空間的空氣濕度，提升蒸發(fā)速率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進(jìn)氣口和所述排氣口的流通面積及所述排氣口的高度，根據(jù)PCS系統(tǒng)總功率水平、所述PCS水箱所需達(dá)到的冷卻溫度、所述PCS水箱面積的綜合考慮，并基于自然循環(huán)伯努利方程、水面蒸發(fā)擴(kuò)散方程計(jì)算得出，并考慮工程可實(shí)施性的因素。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述PCS水箱箱體上部按照一定的面積比例設(shè)置多個(gè)進(jìn)氣口或者設(shè)置進(jìn)氣流量分配通道，同時(shí)與排氣口處于所述PCS水箱箱體的兩端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述排氣通道設(shè)置在所述汽水分離器的正上位置，保證通過所述汽水分離器排出的飽和蒸汽能夠直接進(jìn)入所述排氣通道，而不需要在所述PCS水箱內(nèi)上部流動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PCS系統(tǒng)下降管道和所述PCS系統(tǒng)上升管道之間設(shè)有適當(dāng)?shù)木嚯x，以有利于從所述PCS系統(tǒng)上升管道流入所述PCS水箱內(nèi)的高溫水能充分流動到水箱表面各個(gè)區(qū)域而得到充分冷卻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PCS水箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮箱體深度與面積的合理分配。
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