CN101174481B - 钠-钠热交换器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钠冷快堆用的浸入式钠-钠热交换器。它包括安全外壳，在安全外壳内设有外管，外管内设有内管。内管顶端开口，底端与安全外壳的底部相通。安全外壳下部由上管板、下管板密封，上、下管板之间设有换热管束，换热管束的入口同安全外壳的底部相通，出口同钠出口相通；上、下管板之间的密封段的上部开有入口格栅，下部设有出口格栅。依靠自然循环完成事故余热排放系统一回路和中间回路的热交换，将钠池中堆芯的剩余释热导出，保证堆芯安全。
Description
技术领域
本发明属于反应堆紧急冷却装置技术领域，具体涉及一种钠冷快堆用的浸入式钠-钠热交换器。
背景技术
为了保证反应堆的安全，池式钠冷快堆的安全系统除事故余热排放系统外，还需要设置一种专用的热交换器，该热交换器可以将钠池中堆芯的剩余释热传递给事故余热排放系统中间回路的钠。热交换器的原理比较简单，是通过两种介质的逆向流动而换热。通常所使用的换热器需要外界提供动力，但池式钠冷快堆余热导出所需要的换热器是非能动的，依靠上下层的温差实现自然对流流动换热，目前这种热交换器技术在公开文献上尚无报道。
发明内容
本新型的 目的是提供一种可以依靠自然循环完成热交换的浸入式钠-钠热交换器。
本新型是这样实现的：一种浸入式钠-钠热交换器，包括安全外壳，在安全外壳内设有外管，外管内设有内管。内管顶端开口，底端与安全外壳的底部相通。安全外壳下部由上管板、下管板密封，上、下管板之间设有换热管束，换热管束的入口同安全外壳的底部相通，出口同钠出口相通；上、下管板之间的密封段的上部开有入口格栅，下部设有出口格栅。
该装置工作时，入口格栅以下部分都浸入在钠池中，事故余热排放系统中间回路液态钠依靠自然循环通过内管顶端的开口流入底部，由底部进入换热管束，事故余热排放系统一回路液态钠依靠自然循环由入口格栅进入热交换器壳程，流经换热管束外壁，换热后的一回路液态钠通过出口格栅流出，中间回路液态钠从换热管束中流出。由此，依靠自然循环完成事故余热排放系统一回路和中间回路 的热交换，将钠池中堆芯的剩余释热导出，保证堆芯安全。
附图说明
图1是本发明提供的一种钠-钠热交换器的结构示意图；
图2是图1中中间回路钠进口段的局部结构放大图；
图3是图1中固定安装段的局部结构放大图；
图4是图1中混合腔段的局部结构放大图；
图5是图1中换热管束与混合腔接口段的局部结构放大图；
图6是图1中换热管束的局部结构放大图；
图7是图1中壳侧筒体的局部结构放大图。
图中：1.内管、2.安全外壳、3.屏蔽法兰、4.压紧法兰、5.外管、6.支承座、7.屏蔽筒、8.混合腔、9.排放室、10.上管板、11.入口格栅、12.壳侧筒体、13.出口格栅、14.下管板、15.椭圆封头、16.换热管束、17.出口三通、18.泄露测量管罩壳、19.迷宫密封、20.连接套筒、21.温度测量热电偶罩壳、22.出口小室。
具体实施方式
下面将结合附图，以某快堆所用的浸入式钠-钠热交换器为例，对本发明的技术方案作进一步阐述。表1为其技术特性和参数。
表1独立热交换器技术特性和参数
如图1所示，一种浸入式钠-钠热交换器，设有安全外壳2，在安全外壳2内设有内管1，内管1顶端开口，二回路钠由此进入，内管1外设出口三通17，二回路钠由此流出安全外壳2。安全外壳2的底部为椭圆封头15。安全外壳2、屏蔽筒7和出口三通17、出口小室22之间设有泄漏测量管罩壳18。如图2、3所示，在安全外壳2外设有屏蔽法兰3和压紧法兰4，屏蔽法兰3与压紧法兰4之间用螺钉连接。压紧法兰4下设有支承座6，支承座6固定在反应堆顶盖上。安全外壳2连接屏蔽筒7，屏蔽筒7由带有空气间隙的钢筒体组成，可以减小辐射对工作人员的作用，同时也作为反应堆结构的热屏蔽。内管1外设有外管5，外管5顶端连接出口三通17。出口三通17和出口小室22连接。如图4所示，出口小室22、支承座6和混合腔8连接。如图5所示，混合腔8和排放室9连接，排放室9连接上管板10相连，上管板10连接入口格栅11的一端。如图6所示，入口格栅11的另一端连接壳侧筒体12，壳侧筒体12连接出口格栅13的一端。如图7所示，出口格栅13的另一端连接下管板14，下管板14连接椭圆封头15。内管1底端连接迷宫密封19，迷宫密封19同椭圆封头15连通；外管5底端连接迷宫密封19。如图5、6、7所示，上管板10和下管板11之间设有换热管束16和连接套筒20。换热管束16所用的换热管的中部设有补偿弯曲，以补偿换热管的热膨胀，同时，在换热管束16上安装有定位钢带，作为固定管束底定位钢带可以减少管子的振动。在入口格栅11和出口格栅13之间设有温度测量热电偶罩壳21。
安装时，热交换器通过压紧法兰4固定在快堆堆容器的堆顶盖上，入口格栅 11以下的部分都浸没在钠池中。装置工作时，事故余热排放系统中间回路液态钠依靠自然循环通过内管1顶端的开口流入底部椭圆封头15，再由底部椭圆封头15流入换热管束16中。事故余热排放系统一回路液态钠依靠自然循环由入口格栅11进入热交换器壳程，流经换热管束16外壁，一回路液态钠和中间回路液态钠通过换热管束16进行逆向热交换，换热后的一回路液态钠通过出口格栅13流出，中间回路钠从换热管束16中流出，经排放室9、混合腔8、出口小室22流出到出口三通17，由出口三通17流出。由此，依靠自然循环完成事故余热排放系统一回路和中间回路的热交换，将钠池中堆芯的剩余释热导出，保证堆芯安全。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，假若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种钠-钠热交换器，包括安全外壳(2)，其特征在于：在安全外壳(2)内设有外管(5)，外管(5)内设有内管(1)；内管(1)顶端开口，底端与安全外壳(2)的底部相通；安全外壳(2)下部由上管板(10)、下管板(14)密封，上管板(10)、下管板(14)之间设有换热管束(16)，换热管束(16)的入口同安全外壳(2)的底部相通，出口同钠出口相通；上管板(10)、下管板(14)之间的密封段的上部开有入口格栅(11)，下部设有出口格栅(13)。
2.根据权利要求1所述的钠-钠热交换器，其特征在于：所述的安全外壳(2)的底部为椭圆封头(15)。
3.根据权利要求1所述的钠-钠热交换器，其特征在于：所述安全外壳(2)连接屏蔽筒(7)，屏蔽筒(7)由带有空气间隙的钢筒体组成。
4.根据权利要求1所述的钠-钠热交换器，其特征在于：所述的的钠出口为出口三通(17)，出口三通(17)依次和出口小室、支承座(6)、混合腔(8)、排放室(9)连接，排放室(9)连接上管板(10)。
5.根据权利要求1或2所述的钠-钠热交换器，其特征在于：所述内管(1)底端连接迷宫密封，迷宫密封同椭圆封头(15)连通；外管(5)底端连接迷宫密封。
6.根据权利要求1所述的钠-钠热交换器，其特征在于：所述入口格栅(11)的一端连接上管板(10)，另一端连接壳侧筒体(12)；出口格栅(13)的一端连接壳侧筒体(12)，另一端连接下管板(14)。
7.根据权利要求1所述的钠-钠热交换器，其特征在于：所述的换热管束(16)所用的换热管的中部设有补偿弯曲。
8.根据权利要求1或7所述的钠-钠热交换器，其特征在于：在换热管束(16)上安装有定位钢带。
9.根据权利要求1所述的钠-钠热交换器，其特征在于：在入口格栅(11) 和出口格栅(13)之间设有温度测量热电偶罩壳。
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