CN102982852A - 用于核电站乏燃料池的热管散热器 - Google Patents

用于核电站乏燃料池的热管散热器 Download PDF

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葛永乐
温国平
朱彪
顾胜和
孙全平
吉永健人
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葛永乐
温国平
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Abstract

本发明提供一种用于核电站乏燃料池的热管散热器，其特征在于采用分离式，蒸发器安放在电站乏燃料池内，冷凝器安放在外墙屋顶上，利用水的相变换热，将乏燃料池内热量排放到大气中，是一种“非能动型”的全世界独一无二的乏燃料池安全系统，确保乏燃料池不会发生核泄漏事故。

Description

用于核电站乏燃料池的热管散热器
技术领域：
本发明涉及到一种新型热管散热器，在核电站中都设置乏燃料池，在池中堆放使用过的乏燃料棒，这些乏燃料棒浸在水池中不断裂变，产生大量热量，使水温升高，为了防止水温过高，产生水蒸气，必须进行冷却。在正常情况下，都使用强迫冷却，将热量带走，在核电站遭遇地震，海啸等紧急事故停堆时，在停电和柴油发电机停机情况下，需要动力推动的强迫冷却不能进行，这时必须采用“非能动型”的热管散热器，防止乏燃料池超温发生核泄漏事故。
背景技术：
日本福岛核电站发生严重核泄漏事故，据报道主要是由于乏燃料池强迫冷却系统停止工作，乏燃料棒温度急趋升高，发生爆炸，造成严重核泄漏事故，使福岛周围20公里范围内居民全部撤离，20年内无法返回家园，海水遭到严重污染。
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“非能动型”安全系统，用于乏燃料池的散热，使乏燃料池温度保持在许可范围内(60℃左右)，确保乏燃料池处于安全状态。
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。蒸发器放在乏燃料池内，高温将蒸发器内水蒸发成水蒸汽，带走大量热量，降低乏燃料池水温。冷凝器放置在乏燃料池屋顶上，，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，完全可以把乏燃料池中乏燃料棒产生的上万千瓦热量散发到大气中，确保乏燃料池安全可靠。热管散热器管子材质为不锈钢，介质为纯净水。
热管散热器用于核电站中乏燃料池是全世界首创的发明专利，目前全世界几百座核电站中均未采用，本发明专利的成功实施将为全人类提供非常安全可靠的核电站乏燃料池。
附图说明
图1：热管散热器在乏燃料池中的平面布置图
1-乏燃料池外墙     2-乏燃料池中存放乏燃料棒架子
3-乏燃料棒         4-热管散热器中的蒸发器管子
图2：热管散热器在乏燃料池中的正视示意图
1-热管冷凝器       2-乏燃料池外墙
3-下降总管         4-热管蒸发器
5-上升总管         6-乏燃料棒
具体实施方式：
如图1所示：在乏燃料池外墙1内的中间部分是乏燃料棒架子2内放置乏燃料棒3，在架子2外面放置若干个热管散热器的蒸发器，每个散热器由若干根管子组成。以100万千瓦核电站为例，乏燃料池需要散发1.6万千瓦热量，因此热管散热器需要几千根管子组成。每根管子的散热量在水温60℃时为2千瓦左右。
如图2所示：热管蒸发器4中水受热后变成水蒸气，籍浮力通过上升总管5进入放置在外墙屋顶上的冷凝器1，大气温度为30℃左右，水蒸汽凝结成水，通过下降总管3流回到蒸发器4，籍重力形成自然循环，不断把乏燃料池中热量释放到大气中，确保乏燃料池保持在安全状态。
为了布置需要和增加可靠性，热管散热管可以是一个，也可以是多个。

Claims (3)

1.一种用于核电站乏燃料池的热管散热器，具特征在于采用分离式，蒸发器安放在乏燃料池内，冷凝器安放在外墙屋顶上，利用水的相变换热，将乏燃料池中热量排放到大气中。
2.如权利要求1所述的用于核电站乏燃料池的热管散热器可以是一个，也可以是多个
3.如权利要求1所述的用于核电站乏燃料池的热管散热器管子材质为不锈钢，介质为纯净水。
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