CN102820066A - 用于核反应堆紧急停堆时的热管散热器 - Google Patents

用于核反应堆紧急停堆时的热管散热器 Download PDF

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葛永乐
温国平
朱彪
顾胜和
吉永健人
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Abstract

本发明提供一种用于核反应堆紧急停堆时的热管散热管，其的特征在于采用分离式，蒸发器安放在核反应堆安全壳内，冷凝器安放在外墙屋顶上，利用水的相变换热，将核反应堆热量排放到大气中，是“非能动”型的全世界独一无二的安全系统，确保核电站不会发生核泄漏事故。

Description

用于核反应堆紧急停堆时的热管散热器
技术领域：
本发明涉及到一种新型热管散热器，在核反应堆遭遇地震、海啸等紧急事故停堆时，在停电和柴油发电机停机情况下，不依靠外部能源，依靠热管散热器有效散热将核反应堆内热量快速释放到大气中，有效地降低核反应堆温度，防止由于核反应堆超温造成核泄漏严重事故。
背景技术：
目前日本福岛核电站发生严重核泄漏事故，最主要原因是地震和海啸造成建筑物损坏，电网停电，应急柴油发电机损坏，冷却水泵不能工作，在反应堆紧急关闭后，堆内温度急速升高，造成堆芯熔化，压力壳爆裂，大量带幅射物质的气体泄漏到周围环境中，造成核幅射超标。
在第一代和第二代反应堆中，反应堆的冷却都是采用水泵打入冷却剂的强迫冷却方式，水泵需要电机或柴油发电机带动，万一停电或柴油机故障，则水泵停止工作，反应堆就不能强迫冷却。
在第三代反应堆中，采用了“非能动”安全系统，在反应堆上方有数个千吨级水箱，在紧急情况下，不需要电源，通过地球引力和物质重力即能驱动安全系统，从而冷却堆芯带走余热，喷淋安全壳外部，恢复安全状态。但祗能维持72小时，几千吨水用完后，就不能冷却，这时需要用消防车远距离把补充水打到几十米高的屋顶水箱内，非常不方便，甚至很难实现。因此迫切需要寻找一种新型永久性的“非能动”安全系统，为全世界几百座核电站提供安全保证。
发明内容
本发明的目的在于采用本专利技术后能够提供一种永久性的“非能动”安全系统，亦即采用新型热管散热器来快速有效地冷却反应堆温度，使核电站在地震和海啸等外界因素紧急停堆时，堆内温度快速降低，确保核电站安全可靠。
本发明的热管散热器分成两部份；蒸发器和冷凝器，因此亦称为分离式热管散热器。蒸发器放在反应堆安全壳内，高温将蒸发器内水蒸发成水蒸汽，带走大量热量，降低安全壳内温度。冷凝器放置在外墙屋顶上，在大气温度下，水蒸汽凝结成水，把大量热量排入大气。热管散热器中采用相变换热，因此散热量非常巨大，完全可以满足核反应堆紧急停堆时降温的需要。热管散热器管子材质为不锈钢，介质为纯净水。
热管散热器用于核反应堆紧急停堆是全世界首创的发明专利，它的成功实施将为全人类提供非常安全可靠的核电站。
附图说明
图1：热管散热器在核反应堆中的布置
1-压力壳  2-安全壳  3-外墙
4-热管蒸发器  5-下降总管
6-热管冷凝器  7-上升总管
具体实施方式：
如图1所示：热管散热器包括两部份，在安全壳2内是蒸发器4，由于安全壳内温度为150℃～200℃，热管内水变成水蒸汽，籍浮力通过上升总管7进入放在外墙屋顶上的冷凝器6，大气温度为30℃左右，水蒸汽凝结成水，通过下降总管5籍重力流回蒸发器4中，这样就不需要外界能源，籍重力形成自然循环，不断把安全壳内热量释放到大气中，使反应堆温度保持在安全状态。
在蒸发器和冷凝器中相变换热系数非常高，因此一根6米长直经为60毫米的热管，它的散热管可以达到10千瓦左右。一座100万千瓦核电站，采用3000根热管蒸发器和6000根热管冷凝器，它的散热管就可以达到3万千瓦，完全能够满足核反应堆紧急停堆时冷却需要。
为了布置需要和增加可靠性，热管散热器可以是一个，也可以是多个。

Claims (3)

1.一种用于核反应堆紧急停堆时的热管散热器，其特征在于采用分离式，蒸发器安放在核反应堆安全壳内，冷凝器安放在外墙屋顶上，利用水的相变换热，将核反应堆热量排放到大气中。
2.如权利要求1所述的用于核反应堆紧急停堆时的热管散热器可以是一个，也可以是多个。
3.如权利要求1所述的用于核反应堆紧急停堆时的热管散热器管子材质为不锈钢，介质为纯净水。
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C12 Rejection of a patent application after its publication
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