CN108630328B - 非能动安全壳内置换热器系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非能动安全壳内置换热器系统，包括：混凝土安全壳、钢制安全壳、内置支撑件、内置换热器和贯穿件，钢制安全壳设在混凝土安全壳内，内置支撑件设在钢制安全壳的内壁面上，内置支撑件上设有安装部，内置换热器设在安装部上，内置换热器具有内置换热器进口和内置换热器出口，贯穿件设在内置支撑件上且与内置换热器进口和内置换热器出口连通，贯穿件的两端分别伸出钢制安全壳和混凝土安全壳与外界连通。根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统，增强了内置换热器的安装牢固度，提高了系统的抗震性能，保证系统的完整性，增大了系统的换热能力，结构紧凑，节省了占用空间，各部件连接可靠，抗震性好，换热能力强。

Description

非能动安全壳内置换热器系统

技术领域

本发明涉及核反应堆技术领域，更具体地，涉及一种非能动安全壳内置换热器系统。

背景技术

核反应堆发生事故时，需要将安全壳内的热量导出，相关技术中，通常采用向安全壳喷淋冷却水的方法导出热量。但是这种喷淋冷却需要设置大的冷却水箱，水量有限，限制了冷却时间，无法真正做到无时限冷却。为此，相关技术中提出了在安全壳内外设置空冷器形成换热系统，其中设在安全壳内部的换热器通常称为内置换热器。相关技术中的安全壳内置换热器的换热管数量较多，占用的空间较大，影响核电厂安全壳非能动换热能力，并且结构比较复杂、不紧凑。

另外，相关技术中的内置换热器在安全壳上安装牢固性不好，抗震性能差，在外力作用下，换热器变形较大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明提出一种非能动安全壳内置换热器系统，该非能动安全壳内置换热器系统的结构紧凑、节约空间、连接可靠、抗震性好，换热能力强。

根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统，包括：混凝土安全壳、钢制安全壳、内置支撑件、内置换热器和贯穿件，所述钢制安全壳设在所述混凝土安全壳内，所述内置支撑件设在所述钢制安全壳的内壁面上，所述内置支撑件上设有安装部，所述内置换热器设在所述安装部上，所述内置换热器具有内置换热器进口和内置换热器出口，所述贯穿件设在所述内置支撑件上且与所述内置换热器进口和所述内置换热器出口连通，所述贯穿件的两端分别伸出所述钢制安全壳和所述混凝土安全壳与外界连通。

根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统，通过将内置换热器布置在安装于钢制安全壳的内壁面上的内置支撑件内，且通过贯穿件与内置换热器进口和内置换热器出口相连通，将贯穿件的两端分别穿过钢制安全壳，且伸入混凝土安全壳之外，将内置换热器与混凝土安全壳和钢制安全壳连接成一个整体，结构相当紧凑，节省了占用空间，增强了内置换热器的安装牢固度，提高了系统的抗震性能，保证系统的完整性，增大了系统的换热能力。该非能动安全壳内置换热器系统的结构紧凑、节约空间、连接可靠、抗震性好，换热能力强。

另外，根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述内置支撑件大致形成为匚形，所述内置支撑件的开口朝向所述钢制安全壳内且所述开口内限定出所述安装部。

根据本发明的一个实施例，所述内置支撑件包括纵向支架和两个横向支架，两个所述横向支架分别与所述纵向支架的上下两端相连，所述纵向支架贴合所述钢制安全壳的内壁面设置。

根据本发明的一个实施例，所述纵向支架和所述横向支架一体成型。

根据本发明的一个实施例，所述内置换热器设在所述开口内且与所述内置支撑件焊接相连。

根据本发明的一个实施例，所述内置换热器进口和所述内置换热器出口分别朝向所述内置支撑件的开口处设置。

根据本发明的一个实施例，所述贯穿件包括第一贯穿管和第二贯穿管，所述第一贯穿管的一端与所述内置换热器进口相连且另一端伸出所述钢制安全壳和所述混凝土安全壳，所述第二贯穿管的一端与所述内置换热器出口相连且另一端伸出所述钢制安全壳和所述混凝土安全壳。

根据本发明的一个实施例，所述钢制安全壳上设有套管，所述第一贯穿管和所述第二贯穿管分别穿过所述套管与外界连通。

根据本发明的一个实施例，所述第一贯穿管从所述内置支撑件的下方沿垂直于所述钢制安全壳的内壁面所在方向向外延伸，所述第二贯穿管从所述内置支撑件的上方沿垂直于所述钢制安全壳的内壁面所在方向向外延伸。

根据本发明的一个实施例，所述第一贯穿管与所述内置支撑件的下表面之间间隔开的距离小于所述第二贯穿管与所述内置支撑件的上表面之间间隔开的距离。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的内置换热器的立体图；

图2是根据本发明实施例的安全壳内置换热器的主视图；

图3是根据本发明实施例的安全壳内置换热器的俯视图；

图4是根据本发明实施例的安全壳内置换热器的侧视图；

图5是根据本发明实施例的安全壳内置换热器的局部示意图；

图6是根据本发明实施例的安全壳内置换热器的排管布局示意图；

图7是根据本发明实施例的安全壳内置换热器的另一个局部示意图；

图8是根据本发明另一个实施例的安全壳内置换热器的立体图；

图9是根据本发明另一个实施例的安全壳内置换热器的主视图；

图10是根据本发明另一个实施例的安全壳内置换热器的侧视图；

图11是根据本发明又一个实施例的安全壳内置换热器的立体图；

图12是根据本发明又一个实施例的安全壳内置换热器的一个角度的示意图；

图13是根据本发明又一个实施例的安全壳内置换热器的另一个角度的示意图；

图14是根据本发明再一个实施例的安全壳内置换热器的主视图；

图15是根据本发明再一个实施例的安全壳内置换热器的侧视图；

图16是根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统的示意图。

附图标记：

A：非能动安全壳内置换热器系统；

100：内置换热器；

10：上联箱；11：内置换热器出口；

20：下联箱；21：内置换热器进口；22：第一直管段；23：第二直管段；

30：排管；31：外侧排管；32：内侧排管。

200：混凝土安全壳；

300：钢制安全壳；310：套管；

400：内置支撑件；

500：贯穿件；510：第一贯穿管；520：第二贯穿管。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图1和图16具体描述根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统A。

根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统A包括：混凝土安全壳200、钢制安全壳300、内置支撑件400、内置换热器100和贯穿件500。

具体而言，钢制安全壳300设在混凝土安全壳200内，内置支撑件400设在钢制安全壳300的内壁面上，内置支撑件400上设有安装部，内置换热器100设在安装部上，内置换热器100具有内置换热器进口21和内置换热器出口11，贯穿件500设在内置支撑件400上且与内置换热器进口21和内置换热器出口11连通，贯穿件500的两端分别伸出钢制安全壳300和混凝土安全壳200与外界连通。

换言之，该非能动安全壳内置换热器系统A主要由混凝土安全壳200、钢制安全壳300、内置支撑件400、内置换热器100和贯穿件500组成，钢制安全壳300位于混凝土安全壳200内，在混凝土安全壳200的内壁面上布置有内置支撑件400，在内置支撑件400上设置有安装部，内置换热器100安装在安装部内，在内置换热器100具有内置换热器进口21和内置换热器出口11。

内置支撑件400上还连接有贯穿件500，贯穿件500与内置换热器进口21和内置换热器出口11相连通，贯穿件500的两端分别穿过钢制安全壳300且伸出混凝土安全壳200之外，进而与外界连通。

由此，根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统A，通过将内置换热器100布置在安装于钢制安全壳300的内壁面上的内置支撑件400内，且通过贯穿件500与内置换热器进口21和内置换热器出口11相连通，将贯穿件500的两端分别穿过钢制安全壳300，且伸入混凝土安全壳200之外，将内置换热器100与混凝土安全壳200和钢制安全壳300连接成一个整体，结构相当紧凑，节省了占用空间，增强了内置换热器100的安装牢固度，提高了系统的抗震性能，保证系统的完整性，增大了系统的换热能力。该非能动安全壳内置换热器系统A的结构紧凑、节约空间、连接可靠、抗震性好，换热能力强。

其中，内置换热器100包括下联箱20、上联箱10和多个排管30，下联箱20上设有内置换热器进口21，上联箱10与下联箱20相对地设在下联箱20上方，上联箱10上设有内置换热器出口11，多个排管30大致沿竖直方向延伸且成排地设在下联箱20和上联箱10之间，多个排管30的下端折弯与下联箱20的至少一侧相连，多个排管30的上端折弯与上联箱10的至少一侧相连。

此外，在上联箱10与下联箱20之间布置有多个排管30，多个排管30沿着竖直方向延伸且在上联箱10与下联箱20之间形成多排，多个排管30的上端折弯后与上联箱10的至少一端相连接，多个排管30的下端折弯后与下联箱20的至少一端相连接。

通过在上联箱10与下联箱20之间设置有多个排管30，并与上联箱10和下联箱20相连接形成内置换热器100整体，内置换热器100内部的流体由下联箱20、多个排管30流向上联箱10，即内置换热器100内的流体由下端向上端流动，与内置换热器100外部进行换热，提高了换热效果，可以实现将安全内壳内的热量非能动地导出，提高了系统的安全性。该内置换热器100不仅结构简单、紧凑，且外形整洁、在提高换热能力的情况下节省了内置换热器100的占用空间,不仅提高了换热性能，有利于将内置换热器100内的热量及时的导出，防止热量积聚导致发生安全事故，增强了系统的安全性能。

如图1所示，上联箱10所形成的直管沿水平方向延伸，下联箱20形成的直管同样沿水平方向延伸，上联箱10在水平方向上的延伸方向与多个排管30的上端折弯后在水平方向上的延伸方向垂直，即在水平方向上上联箱10形成的直管与多个排管30上端折弯后保持垂直，下联箱20在水平方向上的延伸方向与多个排管30的下端折弯后在水平方向上的延伸方向垂直，即在水平方向上下联箱20形成的直管与多个排管30下端折弯后保持垂直，在竖直方向上结构对称，外形美观。

优选地，下联箱20和上联箱10的两侧分别设有排管30，位于上联箱10和下联箱20一侧的排管30的下端和上端分别折弯与下联箱20和上联箱10的一侧相连，位于上联箱10和下联箱20另一侧的排管30的下端和上端分别折弯与下联箱20和上联箱10的另一侧相连。

参照图1，也就是说，在上联箱10的两侧分别布置有排管30，在下联箱20的两侧同样分别布置有排管30，在上联箱10的一侧的排管30上端折弯后与上联箱10的一侧相连通，在下联箱20的一侧的排管30下端折弯后与下联箱20的一侧相连通，在上联箱10的另一侧的排管30上端折弯后与上联箱10的另一侧相连通，在下联箱20的另一侧的排管30下端折弯后与下联箱20的另一侧相连通。

可以理解的是，上联箱10和下联箱20同侧的排管30的上端折弯后与上联箱10的该侧相连通，且排管30的下端折弯后与下联箱20的该侧相连通，通过将排管30分别布置在下联箱20和上联箱10的两侧，可以使得流体由内置换热器进口21进入下联箱20，分别通过下联箱20两侧的排管30向上流入到上联箱10，大大地增加了换热面积，提升了换热效果，且结构对称，符合审美需求。

有利地，内置换热器进口21位于下联箱20的中部的下方，内置换热器出口11位于上联箱10的中部的上方。

如图2所示，内置换热器进口21设置在下联箱20的下方，且内置换热器进口21位于下联箱20的下部的正中央，内置换热器出口11设置在上联箱10的上方，且内置换热器出口11位于上联箱10的上部的正中央，这样通过内置换热器进口21进去的流体可以沿着水平方向均匀的流向下联箱20的两侧，进而由多个排管30流向上联箱10，通过布置在上联箱10上端中央的内置换热器出口11流出，使得内置换热器进口21和内置换热器出口11两侧的换热均匀，提升了换热性能，外形美观。

优选地，内置换热器进口21和内置换热器出口11将上联箱10左右两端的排管30间隔开。

也就是说，在下联箱20上内置换热器进口21的两端分别布置有排管30，在上联箱10上内置换热器出口11的两端分别布置有排管30，即上联箱10左右两端的排管30通过内置换热器进口21和内置换热器出口11间隔开来，在内置换热器进口21和内置换热器出口11将上联箱10上的排管30一分为二，这样在上联箱10的两侧的换热效果均匀，使得热量可以由上联箱10的两侧等分的排管30散发，加强了整体的性能。

可选地，位于上联箱10和下联箱20的同一侧的排管30包括内侧排管32和外侧排管31，外侧排管31的上端折弯与上联箱10的连接部位于内侧排管32的上端折弯与上联箱10的连接部的上方，外侧排管31的下端折弯与下联箱20的连接部位于内侧排管32的下端折弯与下联箱20的连接部的下方。

换句话说，在上联箱10和下联箱20之间的同一侧的排管30主要由内侧排管32和外侧排管31组成，外侧排管31上端折弯后与上联箱10形成上联箱10的外侧排管31连接部，内侧排管32上端折弯后与上联箱10形成上联箱10的内侧排管32连接部，上联箱10的外侧排管31连接部位于上联箱10的内侧排管32连接部的上方，外侧排管31下端折弯后与下联箱20形成下联箱20的外侧排管31连接部，内侧排管32下端折弯后与下联箱20形成下联箱20的内侧排管32连接部，下联箱20的外侧排管31连接部位于下联箱20的内侧排管32连接部的下方，即外侧排管31包覆在内侧排管32的外侧，形成内外两层排管30，以加强换热效果。

优选地，内侧排管32的每个排管30与外侧排管31的每个排管30在水平方向上错开布置。

也就是说，外侧排管31中的每个排管30与内侧排管32中的每个排管30在水平方向上交叉排列，，通过将内侧排管32的多个排管30分别与外侧排管31的多个排管30之间错开设置，可以使得内侧排管32中的热量及时的散发出去，即外侧排管31不会对内侧排管32形成阻挡，不会阻碍内侧排管32的热量排放，进而对内侧排管32的换热影响很小。

有利地，相邻两个外侧排管31的上端折弯和上联箱10的连接部的圆心与相邻两个外侧排管31之间的内侧排管32的上端折弯和上联箱10的连接部的圆心之间的连线构成等边三角形。

可以理解的是，每相邻的两个外侧排管31的上端折弯后与上联箱10的连接部的圆心与每相邻两个外侧排管31之间的内侧排管32的上端折弯和上联箱10的连接部的圆心呈等边三角形排布，即每相邻两个外侧排管31之间的内侧排管32的上端折弯和上联箱10的连接部的圆心位于每相邻的两个外侧排管31的上端折弯后与上联箱10的连接部的圆心的中部，这样排布可以很好的避免外侧排管31对内侧排管32的遮挡，有利于内侧排管32排出热量。

参照图6，需要说明的是，每个排管30的直径用d来表示，每相邻的两个外侧排管31与位于其中部的一个内侧排管32呈等边三角形分布，该等边三角形的角度用t表示，t均为60°，此外，每相邻的两个外侧排管31的圆心之间的距离用L表示，可以理解的是，每相邻的两个外侧排管31分别与位于其中部的内侧排管的圆心距也为L，其中，L可以依据实际情况进行设定，优选地，L为80mm，即每相邻的两个外侧排管31的圆心距为80mm时，散热效果较好，L的取值对于本领域的技术人员是可以知晓的。

有利地，上联箱10形成为沿水平方向延伸的直管，下联箱20包括第一直管段22和两个第二直管段23，第一直管段22和第二直管段23分别沿水平方向延伸且两个第二直管段23位于第一直管段22下方，两个第二直管段23同轴设置且两个第二直管段23的轴线与第一直管段22的轴线平行，两个直管段的互相远离的一端分别与第一直管段22的端部相连，排管30的下端折弯与第二直管段23相连。

如图8至图10所示，上联箱10在水平方向上呈直管布置，下联箱20主要由第一直管段22和两个第二直管段23组成，第一直管段22在水平方向上延伸，两个第二直管段23分别在水平方向上延伸，且两个第二直管段23位于第一直管段22的下方，两个第二直管段23处于同一条直线上，两个第二直管段23之间间隔有距离，且两个第二直管段23在竖直方向上位于第一直管段22的正下方，即两个第二直管段23的轴线重合，第一直管段22的轴线与两个第二直管段23的轴线平行。

进一步地，两个第二直管段23的两个外端(即相互远离的一端)分别与第一直管段22的两端相连通，且两个第二直管段23与排管30的下端相连通，通过将排管30与两个第二直管段23相连接，可以将排管30分成左右两部分，有利于对排管30的合理布局。

可选地，下联箱20和上联箱10的两侧分别设有排管30，位于上联箱10和下联箱20一侧的排管30的下端和上端分别折弯与第二直管段23和上联箱10的一侧相连，位于上联箱10和下联箱20另一侧的排管30的下端和上端分别折弯与第二直管段23和上联箱10的另一侧相连。

也就是说，排管30位于上联箱10和下联箱20的两侧，在上联箱10和下联箱20一侧的排管30的上端折弯后与上联箱10的同侧相连接，下端折弯后与第二直管段23的同侧相连接，在上联箱10和下联箱20另一侧的排管30上端折弯后与上联箱10的同侧相连接，下端折弯后与第二直管段23的同侧相连接，即位于下联箱20和上联箱10的两侧的排管30，上端折弯后分别对应与上联箱10的两侧相连接，下端折弯后分别对应与第二直管段23的两侧相连接，下联箱20和上联箱10的两侧的排管30关于上联箱10和第二直管段23的轴线结构对称，不仅结构紧凑，且外形美观。

优选地，内置换热器进口21位于第一直管段22的中部的上方，内置换热器出口11位于上联箱10的中部的上方。

参照图9，内置换热器进口21布置在第一直管段22上表面的正中央位置，内置换热器出口11布置在上联箱10上表面的正中央位置，即流体由内置换热器进口21流进第一直管段22后分成左右两路，分别向下流入两个第二直管段23内，经排管30向上流动进入上联箱10内，最后通过上联箱10中部的内置换热器出口11流出，通过将内置换热器进口21和内置换热器出口11分别设置在上联箱10中部上方和第一直管段22上方，不仅结构简单，且可以使得流体在内置换热器100的左右两侧均匀流动。

如图8和图9所示，内置换热器进口21和内置换热器出口11同轴设置且将两个第二直管段23上的排管30间隔开。

也就是说，内置换热器进口21和内置换热器出口11的轴线重合，内置换热器进口21和内置换热器出口11所在的轴线位于两个第二直管段23上的排管30的中部(也即是中心位置)，且将两个第二直管段23上的排管30间隔开来，即内置换热器进口21和内置换热器出口11所在的轴线的两侧分别布置有两个第二直管段23及与两个第二直管段23相连接的排管30，有利于流体由内置换热器进口21进入第一直管段22后，分成左右两路通过内置换热器进口21两侧的排管30流动换热，流体流动均匀，进而使得排管30的换热效果均匀，换热效率高。

优选地，第一直管段22与第二直管段23一体成型，由此，一体形成的结构不仅可以保证下联箱20的结构、性能稳定性，并且方便成型、制造简单，而且省去了多余的装配件以及连接工序，大大提高了内置换热器100的装配效率，保证内置换热器100的连接可靠性，再者，一体形成的结构的整体强度和稳定性较高，组装更方便，寿命更长。

可选地，上联箱10和下联箱20分别形成为圆形管。

如图11所示，上联箱10呈圆环形管布置，下联箱20同样呈圆环形管布置，上联箱10形成的环形管和下联箱20形成的环形管在竖直方向上间隔且相对布置，即上联箱10形成的圆形管与下联箱20形成的圆形管同轴设置，结构简单，外形美观。

具体地，排管30设在上联箱10和下联箱20的外侧，排管30的上端和下端分别向内折弯与上联箱10和下联箱20的外侧相连。

也就是说，排管30布置在上联箱10和下联箱20的外侧，排管30的上端向内折弯后与上联箱10的外侧相连接，排管30的下端向内折弯后与下联箱20的外侧相连接，每个排管30在竖直方向上的延伸方向分别与上、下联箱20的轴线平行布置，且多个排管30的上端折弯后沿着上联箱10的周向与上联箱10相连，多个排管30的下端折弯后沿着下联箱20的周向与下联箱20相连，多个排管30共同形成为圆柱状，即内置换热器100呈圆柱状分布，整个结构可靠、稳定，外形美观。

优选地，内置换热器进口21和内置换热器出口11分别为一个，且内置换热器进口21和内置换热器出口11分别设在下联箱20和上联箱10的外侧的相同位置。

参照图1、图8和图11，内置换热器100上具有一个内置换热器进口21和内置换热器出口11，内置换热器进口21布置在下联箱20的外侧，内置换热器出口11布置在上联箱10的外侧，且内置换热器进口21和内置换热器出口11沿着竖直方向上下相对，即在下联箱20和上联箱10的相同位置分别布置有内置换热器进口21和内置换热器出口11，内置换热器进口21和内置换热器出口11将沿下联箱20和上联箱10的周向分布的排管30间隔开来，流体从内置换热器进口21进入下联箱20后，沿着下联箱20圆形管流动，经过排管30向上流动进入上联箱10后，沿着上联箱10的圆形管流动，最终通过内置换热器出口11流出。

可选地，上联箱10和下联箱20分别形成为椭圆形。

如图14和图15所示，上联箱10呈椭圆形管状布置，下联箱20同样呈椭圆形管状布置，上联箱10形成的椭圆形和下联箱20形成的椭圆形在竖直方向上间隔且相对布置，即上联箱10形成的椭圆形与下联箱20形成的椭圆形同轴设置，结构简单，外形美观。

具体地，排管30设在上联箱10和下联箱20的外侧，排管30的上端和下端分别向内折弯与上联箱10和下联箱20的外侧相连。

也就是说，排管30布置在上联箱10和下联箱20的外侧，排管30的上端向内折弯后与上联箱10的外侧相连接，排管30的下端向内折弯后与下联箱20的外侧相连接，每个排管30在竖直方向上的延伸方向分别与上、下联箱20的轴线平行布置，且多个排管30的上端折弯后沿着上联箱10的周向与上联箱10相连，多个排管30的下端折弯后沿着下联箱20的周向与下联箱20相连，多个排管30共同形成为椭圆柱状，即内置换热器100呈椭圆形柱状分布，整个结构可靠、稳定，外形美观。

优选地，下联箱20的两端分别设有一个内置换热器进口21，上联箱10的两端分别设有一个内置换热器出口11。

参照图14，内置换热器100上具有两个内置换热器进口21和两个内置换热器出口11，内置换热器进口21布置在下联箱20的外侧，且两个内置换热器进口21分别位于下联箱20的两端，内置换热器出口11布置在上联箱10的外侧，且两个内置换热器出口11分别位于上联箱10的两端，且内置换热器进口21和内置换热器出口11沿着竖直方向上下相对，即在下联箱20和上联箱10的相同位置分别布置有内置换热器进口21和内置换热器出口11，内置换热器进口21和内置换热器出口11将沿下联箱20和上联箱10的周向分布的排管30间隔开来，流体分别从下联箱20两端的内置换热器进口21进入下联箱20后，沿着下联箱20椭圆形管流动，然后经过排管30向上流动进入上联箱10后，沿着上联箱10的椭圆形管流动，最终分别通过上联箱10两端的内置换热器出口11流出。

下面结合具体实施例对本发明实施例的内置换热器100进行描述。

如图1至图15所示，根据本发明实施例的内置换热器100包括：下联箱20、上联箱10和多个排管30，其中，内置换热器进口21布置在下联箱20上，内置换热器出口11布置在上联箱10上，上联箱10与下联箱20在竖直方向上间隔且相对布置，上联箱10位于下联箱20的上方。

排管30的上端折弯后与上联箱10相连，排管30的下端折弯后与下联箱20相连，外侧排管31上端折弯后与上联箱10的连接部位于内侧排管32上端折弯后与上联箱10的连接部的上方，外侧排管31下端折弯后与下联箱20的连接部位于内侧排管32下端折弯后与下联箱20的连接部的下方，且每个内侧排管32位于相邻两个外侧排管31的中间，即外侧排管31与内侧排管32交错布置。

实施例一：

上联箱10形成为在水平方向上延伸的直管，下联箱20同样形成为在水平方向上延伸的直管，内置换热器进口21位于下联箱20的中部下侧，内置换热器出口11位于上联箱10的中部上侧，即内置换热器进口21和内置换热器出口11同轴设置且开口朝向相反，即内置换热器进口21在下联箱20的下侧开口向下，内置换热器出口11在上联箱10的上侧开口向上，排管30分别布置在上联箱10与下联箱20的两侧，即排管30在上联箱10与下联箱20长度方向的两侧对称布置。

流体可以通过下联箱20下方的内置换热器进口21进入下联箱20，经过下联箱20两侧的排管30竖直向上流动，进入上联箱10内，然后通过上联箱10上方的内置换热器出口11流出。

实施例二：

上联箱10形成为在水平方向上延伸的直管，下联箱20主要由一个第一直管段22和两个第二直管段23组成，第一直管段22位于两个第二直管段23的正上方，第一直管段22的两端分别与两个第二直管段23相连，两个第二直管段23间隔开布置，内置换热器进口21位于下联箱20第一直管段22的中部上侧，内置换热器出口11位于上联箱10的中部上侧，即内置换热器进口21和内置换热器出口11同轴设置且开口朝向相同，即内置换热器进口21在第一直管段22的上侧开口向上，内置换热器出口11在上联箱10的上侧开口向上，排管30分别布置在上联箱10与下联箱20的两侧，即排管30在上联箱10与下联箱20长度方向的两侧对称布置，排管30的下端折弯后与下联箱20的第二直管段23相连接。

流体由内置换热器进口21进入下联箱20，一分为二，即沿着第一直管段22的两侧分别流入两个第二直管段23，然后经由与第二直管段23相连通的排管30向上流动进入上联箱10，最后通过上联箱10上侧的内置换热器出口11流出。

实施例三：

上联箱10和下联箱20分别形成为同样尺寸的圆形管，内置换热器100包括一个内置换热器进口21和一个内置换热器出口11，内置换热器进口21位于下联箱20的外侧，内置换热器出口11位于上联箱10的外侧，且内置换热器进口21与内置换热器出口11在下联箱20和上联箱10上的位置相同，排管30的上端向内折弯后与上联箱10相连，排管30的下端向内折弯后与下联箱20相连，排管30沿着上联箱10和下联箱20的周向分布，呈圆柱状布置。

流体从内置换热器进口21进入下联箱20后，沿着下联箱20圆形管流动，经过排管30向上流动进入上联箱10后，沿着上联箱10的圆形管流动，最终通过内置换热器出口11流出。

实施例四：

上联箱10和下联箱20分别形成为同样尺寸的椭圆形管，内置换热器100包括两个内置换热器进口21和两个内置换热器出口11，内置换热器进口21位于下联箱20的两端外侧，内置换热器出口11位于上联箱10的两端外侧，且内置换热器进口21与内置换热器出口11在下联箱20和上联箱10上的位置相同，排管30的上端向内折弯后与上联箱10相连，排管30的下端向内折弯后与下联箱20相连，排管30沿着上联箱10和下联箱20的周向分布，呈椭圆柱状布置。

流体分别从下联箱20两端的内置换热器进口21进入下联箱20后，沿着下联箱20椭圆形管流动，然后经过排管30向上流动进入上联箱10后，沿着上联箱10的椭圆形管流动，最终分别通过上联箱10两端的内置换热器出口11流出。

总之，内置换热器100的四种不同的结构形式中，每种结构形式均包括：上联箱10、下联箱20、内置换热器进口21、内置换热器出口11、多个排管30，四种结构形式具有相同的排管30尺寸参数与排布方式，但具有不同的联箱结构形式和不同的流体进出方式，具体如下表所示。

由此，通过在上联箱10和下联箱20之间设置多个排管30，多个排管30的下端折弯与下联箱20的至少一侧相连，多个排管30的上端折弯与上联箱10的至少一侧相连，内置换热器100内部的流体由下联箱20、多个排管30流向上联箱10，即内置换热器100内的流体由下端向上端流动，与内置换热器100外部进行换热，提高了换热效果，可以实现将安全内壳内的热量非能动地导出，提高了系统的安全性。该内置换热器100不仅结构简单、紧凑，且外形整洁、在提高换热能力的情况下节省了内置换热器100的占用空间。

优选地，内置支撑件400大致形成为匚形，内置支撑件400的开口朝向钢制安全壳300内且开口内限定出安装部。

也就是说，内置支撑件400大致呈匚形布置，即内置支撑件400的一侧形成为开口，内置支撑件400的开口方向朝向钢制安全壳300内部，在内置支撑件400的开口内限定有安装部，安装部可用于装配部件，内置支撑件400对安装在安装部内的部件起支撑固定作用。

可选地，内置支撑件400包括纵向支架和两个横向支架，两个横向支架分别与纵向支架的上下两端相连，纵向支架贴合钢制安全壳300的内壁面设置。

换句话说，内置支撑件400主要由纵向支架和两个横向支架组成，其中一个横向支架与纵向支架的上端相连接，另一个横向支架与纵向支架的下端相连接，纵向支架与钢制安全壳300的内壁面贴合布置，即将纵向支架固定连接在钢制安全壳300的内壁面上，进而可以使内置支撑件400固定在钢制安全壳300的内壁面上。

优选地，纵向支架和横向支架一体成型，由此，一体形成的结构不仅可以保证内置支撑件400的结构、性能稳定性，并且方便成型、制造简单，而且省去了多余的装配件以及连接工序，大大提高了非能动安全壳内置换热器系统A的装配效率，保证非能动安全壳内置换热器系统A的连接可靠性，再者，一体形成的结构的整体强度和稳定性较高，组装更方便，寿命更长。

有利地，内置换热器100设在开口内且与内置支撑件400焊接相连，可以理解的是，内置换热器100布置在内置支撑件400的开口所限定的安装部上，即内置换热器100位于内置支撑件400的开口内，且安装部与内置换热器100焊接相连，不仅连接可靠，结构强度高、稳定性好，可以牢牢地将内置换热器100固定在内置支撑件400上。

具体地，内置换热器进口21和内置换热器出口11分别朝向内置支撑件400的开口处设置。

也就是说，内置换热器进口21朝向内置支撑件400的开口布置，内置换热器出口11同样朝向内置支撑件400的开口布置，即内置换热器进口21和内置换热器出口11面向内置支撑件400的开口一侧设置，便于内置换热器进口21和内置换热器出口11分别与内置支撑件400外部的贯穿件500相连通。

在本发明的一些具体实施方式中，贯穿件500包括第一贯穿管510和第二贯穿管520，第一贯穿管510的一端与内置换热器进口21相连且另一端伸出钢制安全壳300和混凝土安全壳200，第二贯穿管520的一端与内置换热器出口11相连且另一端伸出钢制安全壳300和混凝土安全壳200。

换句换说，贯穿件500主要由第一贯穿管510与第二贯穿管520组成，第一贯穿管510的一端与内置换热器进口21相连接，第一贯穿管510的另一端穿过钢制安全壳300并伸出到混凝土安全壳200之外，与混凝土安全壳200外的外置换热器出口相连，第二贯穿管520的一端与内置换热器出口11相连接，第二贯穿管520的另一端穿过钢制安全壳300并伸出到混凝土安全壳200之外以与外置换热器的进口相连，即第一贯穿管510和第二贯穿管520的一端分别与内置换热器100相连接，另一端分别穿过钢制安全壳300并伸出到混凝土安全壳200之外与外界相连通。

此外，钢制安全壳300上设有套管310，第一贯穿管510和第二贯穿管520分别穿过套管310与外界连通。

如图16所示，在钢制安全壳300上的上部和下部分别布置有套管310，第一贯穿管510穿过上部的套管310伸出到钢制安全壳300外部，第二贯穿管520穿过下部的套管310伸出到钢制安全壳300外。

有利地，第一贯穿管510从内置支撑件400的下方沿垂直于钢制安全壳300的内壁面所在方向向外延伸，第二贯穿管520从内置支撑件400的上方沿垂直于钢制安全壳300的内壁面所在方向向外延伸。

也就是说，第一贯穿管510位于外置支撑框架的下方，第一贯穿管510由内置支撑件400的下部沿着与钢制安全壳300的内壁面相垂直的方向的延伸且穿过钢制安全壳300伸出混凝土安全壳200的外部，第二贯穿管520位于外置支撑框架的上方，第二贯穿管520由内置支撑件400的上部沿着与钢制安全壳300的内壁面相垂直的方向的延伸且穿过钢制安全壳300伸出混凝土安全壳200的外部。

优选地，第一贯穿管510与内置支撑件400的下表面之间间隔开的距离小于第二贯穿管520与内置支撑件400的上表面之间间隔开的距离。

换句话说，第二贯穿管520与内置支撑件400的下表面在竖直方向上的间隔高度大于第一贯穿管510与内置支撑件400的上表面在竖直方向上的间隔高度，这样有利于外界的流体通过贯穿件500循环回到外界内，提高外部环境中的流体自然循环高度差(密度差)，由于自然循环的高度差影响自然循环能力，自然循环高度差越大，自然循环质量流量越大，换热功率越大，增强自然循环能力，增大换热能力。

下面结合具体实施例对本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统A进行描述。

如图1至图16所示，根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统A包括：混凝土安全壳200、钢制安全壳300、内置支撑件400、内置换热器100、贯穿件500和套管310，其中贯穿件500包括第一贯穿管510和第二贯穿管520，内置支撑件400的开口限定出安装部。

钢制安全壳300位于混凝土安全壳200的内部，钢制安全壳300的内壁面与内置支撑件400相贴合，内置换热器100布置在内置支撑件400的安装部上，内置换热器进口21和内置换热器出口11位于内置支撑件400的开口一端，第一贯穿管510与内置换热器进口21相连通，第二贯穿管520与内置换热器出口11相连通，且第一贯穿管510与内置支撑件400下表面在竖直方向上的间隔高度小于第二贯穿管520与内置支撑件400上表面在竖直方向上的间隔高度。

由此，根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统A，通过将内置换热器100布置在安装于钢制安全壳300的内壁面上的内置支撑件400内，且通过贯穿件500与内置换热器进口21和内置换热器出口11相连通，将贯穿件500的两端分别穿过钢制安全壳300，且伸入混凝土安全壳200之外，将内置换热器100与混凝土安全壳200和钢制安全壳300连接成一个整体，结构相当紧凑，节省了占用空间，增强了内置换热器100的安装牢固度，提高了系统的抗震性能，保证系统的完整性，增大了系统的换热能力。该非能动安全壳内置换热器系统A的结构紧凑、节约空间、连接可靠、抗震性好，换热能力强。

与传统的安全壳内置换热器系统A相比，该非能动安全壳内置换热器系统A中的内置换热器100的结构布置十分紧凑，大大地节省了占用空间，且内置换热器100的结构形式与支撑方式可以与钢制安全壳300良好地配合，保证在0.3g地震载荷条件下，可保持系统的完整性，抗震效果好，系统非常可靠，不仅如此，还可以增加事故后蒸汽凝结的传热面积，即增强核电厂安全壳的非能动排热能力。

根据本发明实施例的非能动安全壳内置换热器系统A的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种非能动安全壳内置换热器系统，其特征在于，包括：

混凝土安全壳；

钢制安全壳，所述钢制安全壳设在所述混凝土安全壳内；

内置支撑件，所述内置支撑件设在所述钢制安全壳的内壁面上，所述内置支撑件上设有安装部；

内置换热器，所述内置换热器设在所述安装部上，所述内置换热器具有内置换热器进口和内置换热器出口；

贯穿件，所述贯穿件设在所述内置支撑件上且与所述内置换热器进口和所述内置换热器出口连通，所述贯穿件的两端分别伸出所述钢制安全壳和所述混凝土安全壳与外界连通，所述贯穿件包括第一贯穿管和第二贯穿管，所述第一贯穿管的一端与所述内置换热器进口相连且另一端伸出所述钢制安全壳和所述混凝土安全壳，所述第二贯穿管的一端与所述内置换热器出口相连且另一端伸出所述钢制安全壳和所述混凝土安全壳；所述第一贯穿管从所述内置支撑件的下方沿垂直于所述钢制安全壳的内壁面所在方向向外延伸，所述第二贯穿管从所述内置支撑件的上方沿垂直于所述钢制安全壳的内壁面所在方向向外延伸；所述第一贯穿管与所述内置支撑件的下表面之间间隔开的距离小于所述第二贯穿管与所述内置支撑件的上表面之间间隔开的距离；

所述内置换热器包括：

上联箱，所述上联箱上设有内置换热器出口；

下联箱，所述下联箱上设有内置换热器进口，所述下联箱与所述上联箱相对地设在所述上联箱下方；多个排管，多个所述排管的上端折弯后与所述上联箱的至少一端相连接，多个所述排管的下端折弯后与所述下联箱的至少一端相连接，所述内置换热器进口和所述内置换热器出口将所述上联箱左右两端的所述排管间隔开，所述内置换热器内部的流体由所述下联箱、多个所述排管流向所述上联箱，与所述内置换热器外部进行换热；

所述上联箱形成为沿水平方向延伸的直管，所述下联箱包括第一直管段和两个第二直管段，所述第一直管段和所述第二直管段分别沿水平方向延伸且两个所述第二直管段位于所述第一直管段下方，两个所述第二直管段同轴设置且两个所述第二直管段的轴线与所述第一直管段的轴线平行，两个所述第二直管段的互相远离的一端分别与所述第一直管段的端部相连，所述排管的下端折弯与所述第二直管段相连；或者，

所述上联箱和所述下联箱分别形成为椭圆形，所述排管设在所述上联箱和所述下联箱的外侧，所述排管的上端和下端分别向内折弯与所述上联箱和所述下联箱的外侧相连，所述下联箱的两端分别设有一个所述内置换热器进口，所述上联箱的两端分别设有一个所述内置换热器出口。

2.根据权利要求1所述的非能动安全壳内置换热器系统，其特征在于，所述内置支撑件大致形成为“匚”形，所述内置支撑件的开口朝向所述钢制安全壳内且所述开口内限定出所述安装部。

3.根据权利要求2所述的非能动安全壳内置换热器系统，其特征在于，所述内置支撑件包括纵向支架和两个横向支架，两个所述横向支架分别与所述纵向支架的上下两端相连，所述纵向支架贴合所述钢制安全壳的内壁面设置。

4.根据权利要求3所述的非能动安全壳内置换热器系统，其特征在于，所述纵向支架和所述横向支架一体成型。

5.根据权利要求2所述的非能动安全壳内置换热器系统，其特征在于，所述内置换热器设在所述开口内且与所述内置支撑件焊接相连。

6.根据权利要求5所述的非能动安全壳内置换热器系统，其特征在于，所述内置换热器进口和所述内置换热器出口分别朝向所述内置支撑件的开口处设置。

7.根据权利要求1所述的非能动安全壳内置换热器系统，其特征在于，所述钢制安全壳上设有套管，所述第一贯穿管和所述第二贯穿管分别穿过所述套管与外界连通。