CN113140336B - 一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及核反应堆非能动安全系统领域，具体涉及一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统。该系统设置在安全壳内外两侧，包括安全壳内侧部分及安全壳外侧部分；所述的安全壳内侧部分位于安全壳内部侧壁上部，主体包括内部换热器及导流结构；所述的安全壳外侧部分位于安全壳外部侧壁上方，主体结构包括外部冷却水箱及汽水分离器；上述安全壳内侧部分与安全壳外侧部分之间通过管线及阀门相连接。发明依据事故条件下安全壳内气体流动分布特点，通过在换热器附近布置导流结构来有效改善PCS内部换热器附近的气体流动状况，降低不凝性气体在内部换热器附近聚集对冷凝换热产生的恶化影响，提高PCS换热效率。

Description

一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统
技术领域
本发明涉及核反应堆非能动安全系统领域，具体涉及一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统。
背景技术
核能发电自从上世纪中期被开发利用以来便源源不断地为人类提供着高效清洁的能源。但由于核材料本身独特的物理性质及历史上发生过的核事故给社会和环境造成的巨大影响，使得核电安全受到极大的重视。结合核电运行经验及技术发展，许多第三代核电设计过程中均引入了非能动安全系统的概念。非能动安全系统能够利用密度差、重力差等自然现象在无需外部电源支持的情况下保证反应堆的安全，我国的第三代核电“华龙一号”即采用了能动与非能动技术相结合的设计策略来提高反应堆的安全性，确保反应堆安全稳定运行。
非能动安全壳冷却系统(PCS)是“华龙一号”非能动安全系统中的重要组成部分。当发生LOCA等事故时，安全壳内的高温气体在内部换热器外表面冷凝，加热换热管内的冷却水，在PCS管路内形成密度差建立自然循环，管路内受加热的冷却水流经外部换热器时通过导热的方式将安全壳内的热量持续导入到最终热阱中。但是在事故条件下反应堆内存在着空气、氢气等不凝性气体，随着冷凝进行，不凝性气体会在换热管表面聚集。而不凝性气体的存在会显著的影响冷凝换热的效果，降低换热器的换热效率。在现有发明中，对添加导流结构来改善PCS内部换热器附近气体流动状况及不凝性气体分布情况没有受到足够的重视，如申请号为CN201610801851.5的专利“一种新型非能动安全壳能量控制系统”及申请号为CN201810662009.7的专利“一种用于浮动式核电站的闭式非能动安全壳冷却系统”，均着眼于加强换热器结构或改善热交换环境来强化换热提高系统换热能力，未从改善内部换热器附近流场及不凝性气体分布来强化换热。当发生LOCA等事故时，安全壳内气体的流动具有以下特点：高压的冷却剂突然降压产生了高质能的蒸汽，喷放进安全壳大空间。产生的蒸汽主流向上流动，碰到安全壳穹顶后沿穹顶弧形结构流动，随后接触安全壳侧壁后贴壁折流流向安全壳下部，在安全壳中形成环形流动。在流动过程中除了以上提到的蒸汽主流流动外还存在部分蒸汽横向的扩散流动。
发明内容
针对目前存在的问题，本发明的目的在于提供一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，其中导流结构的布置充分结合安全壳内气体流动分布特点，确保反应堆事故条件下为安全壳提供长期有效的冷却。
本发明的目的是这样实现的：
一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，该系统设置在安全壳内外两侧，包括安全壳内侧部分及安全壳外侧部分；所述的安全壳内侧部分位于安全壳内部侧壁上部，主体包括内部换热器及导流结构；所述的安全壳外侧部分位于安全壳外部侧壁上方，主体结构包括外部冷却水箱及汽水分离器；上述安全壳内侧部分与安全壳外侧部分之间通过管线及阀门相连接。
如上所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，其所述的安全壳内侧部分的导流结构与内部换热器平行的位置布置,为百叶窗式导流结构，叶片呈一定角度倾斜设置，能够提升内部换热器附近气体流速，减弱不凝性气体的聚集对冷凝换热的削弱作用，通过改善含不凝性气体条件下的冷凝换热效率来提高系统的换热能力。进一步的，所述的百叶窗式导流结构，由矩形不锈钢薄板按30°-60°的倾斜角度依次竖直排列，焊接在两侧的固定架上，安装在距离内部换热器50-100cm处。
如上所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，其所述的安全壳外侧部分的汽水分离器为热管，热管布置在外部冷却水箱内对冷却水进行降温，确保非能动安全壳热量导出系统冷热端温差保持在一定范围，保证系统自然循环能力。进一步的，所述的热管选用低温重力式热管，热管管芯底部的低沸点工质受外部冷却水箱中的冷却水加热蒸发，将冷却水的热量转化为汽化潜热，通过对流换热的方式传递至热管顶部，随后低沸点工质蒸汽在热管顶部冷凝，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱中的冷却水进行一定程度的冷却。
如上所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，其所述的安全壳内侧部分与安全壳外侧部分之间通过管线及阀门相连接，其具体通过上升段管线与下降段管线经贯穿件将外部冷却水箱及内部换热器连接起来，上升段管线经外部冷却水箱底部伸入外部冷却水箱中，下降段管线与外部冷却水箱底部相连；在上升段管线及下降段管线上均布置有隔离阀。
如上所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统：当发生LOCA等事故时，高温高压冷却剂突然失压产生高质能的饱和蒸汽喷入安全壳大空间；当高温蒸汽流经系统内部换热器时，水蒸气会在内部换热器表面冷凝，将所带的热量传递给内部换热器内的冷却工质，使得冷却工质被加热温度升高、密度减小，进而上升段管线的冷却剂同下降段管线内的低温冷却剂之间形成密度差，并且在上升段管线及下降段管线重位差的驱动下形成自然循环，从而非能动的导出安全壳内的热量；在系统运行的过程中，随着运行时间的持续外部换热水箱内的冷却水温度会升高，此时外部换热水箱中布置的热管对冷却水进行降温，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱中的冷却水进行一定程度的冷却。
本发明所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，该系统设置在安全壳内外两侧，包括安全壳内侧部分、安全壳外侧部分，以及连接安全壳内侧部分、安全壳外侧部分的管线；
所述的安全壳外侧部分包括热管、外部冷却水箱；其中，外部冷却水箱布置在安全壳外部侧壁上方，在外部冷却水箱内布置有热管来加强对外部冷却水箱的降温；
所述的安全壳内侧部分包括换热管、换热器上部联箱、换热器下部联箱、导流结构；其中，换热管上端与上部联箱底部相连，下端与下部联箱顶部相连，换热管与换热器上部联箱及换热器下部联箱共同组成内部换热器；导流结构在与内部换热器平行的位置布置,为百叶窗式导流结构，叶片呈一定角度倾斜设置；
所述的连接安全壳内侧部分、安全壳外侧部分的管线包括上升段管线、下降段管线；所述的上升段管线与下降段管线经贯穿件将外部冷却水箱及内部换热器连接起来，其中，上升段管线一端经外部冷却水箱底部伸入水箱中部，另一端与换热器上部联箱相连；下降段管线一端与外部冷却水箱底部相连，另一端与换热器下部联箱相连；上升段管线及下降段管线上均布置有进出口隔离阀以控制整个系统的运行。
如上所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，其所述的百叶窗式导流结构，由矩形不锈钢薄板按30°-60°的倾斜角度依次竖直排列，焊接在两侧的固定架上，安装在距离内部换热器50-100cm处。所述的换热管采用单排换热管竖直布置方式，换热管采用光管或具有强化作用的换热管贴近安全壳壁面布置。所述的具有强化作用的换热管为翅片管或经表面改性的换热管。所述的热管布置于外部冷却水箱内上部，用于在系统运行过程中给外部冷却水箱降温，确保非能动安全壳热量导出系统冷热端温差保持在一定范围，保证系统自然循环能力。
如上所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统：当发生LOCA等事故时，高温高压冷却剂突然失压产生高质能的饱和蒸汽喷入安全壳大空间；当高温蒸汽流经系统内部换热器时，水蒸气会在换热管外表面冷凝，将所带的热量传递给换热管内的冷却工质，使得冷却工质被加热温度升高、密度减小，进而上升段管线的冷却剂同下降段管线内的低温冷却剂之间形成密度差，并且在上升段管线及下降段管线重位差的驱动下形成自然循环，从而非能动的导出安全壳内的热量；在系统运行的过程中，随着运行时间的持续外部换热水箱内的冷却水温度会升高，此时外部换热水箱中布置的热管对冷却水进行降温，热管选用低温重力式热管，热管管芯底部的低沸点工质受外部冷却水箱中的冷却水加热蒸发，将冷却水的热量转化为汽化潜热，通过对流换热的方式传递至热管顶部，随后低沸点工质蒸汽在热管顶部冷凝，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱中的冷却水进行一定程度的冷却。
本发明所述的一种带有非能动安全壳热量导出系统的反应堆，其所述的非能动安全壳热量导出系统为上述任一带导流结构的非能动安全壳热量导出系统。
本发明的有益效果在于：
针对目前存在的问题，本发明所述的带有非能动安全壳热量导出系统，依据事故条件下安全壳内气体流动分布特点，通过在换热器附近布置导流结构来有效改善PCS内部换热器附近的气体流动状况，降低不凝性气体在内部换热器附近聚集对冷凝换热产生的恶化影响，提高PCS换热效率。
本发明提出的带有非能动安全壳热量导出系统的反应堆，能够在事故条件下为安全壳提供有效的降温，确保反应堆安全。
本发明在内部换热器前加装了一个导流结构，通过一定的角度布置来提升换热管附近气体流速，减弱不凝性气体的聚集对冷凝换热的削弱作用，通过改善含不凝性气体条件下的冷凝换热效率来提高系统的换热能力。
附图说明
图1为本发明所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统；
图2为本发明导流结构与内部安全壳布置示意图；
图3为本发明中具有强化表面的换热器及换热器截面示意图；
图4为安全壳内气体流动示意图；
图5为加装导流结构后对换热管附近不凝性气体分布改善的示意图。
图中：1-热管，2-外部冷却水箱，3-进出口隔离阀，4-贯穿件，5-上升段管线，6-下降段管线，7-换热器上部联箱，8-换热器下部联箱，9-换热器换热管，10-导流结构，11-安全壳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统进行详细的描述。
实施例1
如图1所示，本发明所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，设置在安全壳11内外两侧，包括安全壳内侧部分及安全壳外侧部分；所述的安全壳内侧部分位于安全壳内部侧壁上部，主体包括内部换热器及导流结构；所述的安全壳外侧部分位于安全壳外部侧壁上方，主体结构包括外部冷却水箱及汽水分离器；上述安全壳内侧部分与安全壳外侧部分之间通过管线及阀门相连接。
所述的安全壳内侧部分的导流结构与内部换热器平行的位置布置,为百叶窗式导流结构10，叶片由矩形不锈钢薄板按30°-60°的倾斜角度(例如30°、45°或60°)依次竖直排列，焊接在两侧的固定架上，安装在距离内部换热器50-100cm处(例如：50cm、75cm或100cm)。能够提升内部换热器附近气体流速，减弱不凝性气体的聚集对冷凝换热的削弱作用，通过改善含不凝性气体条件下的冷凝换热效率来提高系统的换热能力。
所述的安全壳外侧部分的汽水分离器为热管1，热管布置在外部冷却水箱内对冷却水进行降温，确保非能动安全壳热量导出系统冷热端温差保持在一定范围，保证系统自然循环能力。所述的热管1选用低温重力式热管，热管管芯底部的低沸点工质受外部冷却水箱中的冷却水加热蒸发，将冷却水的热量转化为汽化潜热，通过对流换热的方式传递至热管顶部，随后低沸点工质蒸汽在热管顶部冷凝，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱中的冷却水进行一定程度的冷却。
所述的安全壳内侧部分与安全壳外侧部分之间通过管线及阀门相连接，其具体通过上升段管线5与下降段管线6经贯穿件4将外部冷却水箱及内部换热器连接起来，上升段管线5经外部冷却水箱底部伸入外部冷却水箱中，下降段管线6与外部冷却水箱底部相连；在上升段管线5及下降段管线6上均布置有隔离阀。
当发生LOCA等事故时，高温高压冷却剂突然失压产生高质能的饱和蒸汽喷入安全壳大空间；当高温蒸汽流经系统内部换热器时，水蒸气会在内部换热器表面冷凝，将所带的热量传递给内部换热器内的冷却工质，使得冷却工质被加热温度升高、密度减小，进而上升段管线5的冷却剂同下降段管线6内的低温冷却剂之间形成密度差，并且在上升段管线5及下降段管线6重位差的驱动下形成自然循环，从而非能动的导出安全壳内的热量；
在系统运行的过程中，随着运行时间的持续外部换热水箱内的冷却水温度会升高，此时外部换热水箱中布置的热管1对冷却水进行降温，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱中的冷却水进行一定程度的冷却。
实施例2
如图1所示，本发明所述的一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统该系统设置在安全壳11内外两侧，包括安全壳内侧部分、安全壳外侧部分，以及连接安全壳内侧部分、安全壳外侧部分的管线；
所述的安全壳外侧部分包括热管1、外部冷却水箱2；其中，外部冷却水箱2布置在安全壳外部侧壁上方，在外部冷却水箱2内布置有热管1来加强对外部冷却水箱2的降温；
所述的安全壳内侧部分包括换热管9、换热器上部联箱7、换热器下部联箱8、导流结构10；其中，换热管9上端与上部联箱7底部相连，下端与下部联箱8顶部相连，换热管9与换热器上部联箱7及换热器下部联箱8共同组成内部换热器；导流结构10在与内部换热器平行的位置布置,为百叶窗式导流结构，叶片呈一定角度倾斜设置(例如30°、40°或60°)。
所述的连接安全壳内侧部分、安全壳外侧部分的管线包括上升段管线5、下降段管线6；所述的上升段管线5与下降段管线6经贯穿件4将外部冷却水箱2及内部换热器连接起来，其中，上升段管线5一端经外部冷却水箱2底部伸入水箱中部，另一端与换热器上部联箱7相连；下降段管线6一端与外部冷却水箱2底部相连，另一端与换热器下部联箱8相连；上升段管线5及下降段管线6上均布置有进出口隔离阀3以控制整个系统的运行。
所述的热管1布置于外部冷却水箱2内上部，用于在系统运行过程中给外部冷却水箱降温，确保非能动安全壳热量导出系统冷热端温差保持在一定范围，保证系统自然循环能力。
如图2所示，所述的百叶窗式导流结构10，由矩形不锈钢薄板按一定倾斜角度依次竖直排列(例如30°、50°或60°)依次竖直排列，焊接在两侧的固定架上，安装在距离内部换热器50-100cm处(例如：50cm、75cm或100cm)。
如图3所示，所述的换热管9采用单排换热管竖直布置方式，换热管9采用光管或具有强化作用的换热管贴近安全壳壁面布置。所述的具有强化作用的换热管为翅片管或经表面改性的换热管(例如：不锈钢基体，管内外壁面镀铬)。
如图4和图5所示，当发生LOCA等事故时，高温高压冷却剂突然失压产生高质能的饱和蒸汽喷入安全壳大空间；当高温蒸汽流经系统内部换热器时，水蒸气会在换热管9外表面冷凝，将所带的热量传递给换热管9内的冷却工质，使得冷却工质被加热温度升高、密度减小，进而上升段管线5的冷却剂同下降段管线6内的低温冷却剂之间形成密度差，并且在上升段管线5及下降段管线6重位差的驱动下形成自然循环，从而非能动的导出安全壳内的热量；
在系统运行的过程中，随着运行时间的持续外部换热水箱2内的冷却水温度会升高，此时外部换热水箱2中布置的热管1对冷却水进行降温，热管1选用低温重力式热管，热管管芯底部的低沸点工质受外部冷却水箱2中的冷却水加热蒸发，将冷却水的热量转化为汽化潜热，通过对流换热的方式传递至热管顶部，随后低沸点工质蒸汽在热管顶部冷凝，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱2中的冷却水进行一定程度的冷却。
实施例3
如图1所示，一种带有实施例1或实施例2所述的非能动安全壳热量导出系统的反应堆。该非能动安全壳冷却系统包括安全壳内侧部分及安全壳外侧部分。安全壳内侧部分位于安全壳内部，主体包括内部换热器及导流结构；安全壳外侧部分位于安全壳外部侧壁上方，主体结构包括外部冷却水箱，汽水分离器。安全壳内侧部分与外侧部分之间通过管线及阀门相连接。
所述的安全壳外侧部分包括热管1、外部冷却水箱2、进出口隔离阀3、贯穿件4、上升段管线5及下降段管线6；外部冷却水箱2布置在安全壳外侧高处，在水箱内布置有热管1来加强对冷却水箱的降温在上升段管线5及下降段管线6上均布置有隔离阀以控制整个系统的运行，上升段管线5经外部冷却水箱2底部伸入水箱中部，下降段管线6则与外部冷却水箱底部相连。
所述的安全壳内侧部分包括贯穿件4、上升段管线5、下降段管线6、换热管9、换热器上部联箱7、换热器下部联箱8、导流结构10；换热管9与换热器上部联箱7及换热器下部联箱8共同组成内部换热器，换热管采用单排换热管竖直布置方式，换热管可采用光管或具有强化作用的换热管(如翅片管或经表面改性的换热管)贴近安全壳壁面布置。
所述的上下部联箱作为换热器内冷却工质的分配装置分别与上升段管线5、下降段管线6、换热管9相连接，其中：上升段管线5与换热器上部联箱7相连，下降段管线6与换热器下部联箱8相连，换热管9上端与上部联箱7底部相连，下端与下部联箱8顶部相连。
所述的导流结构10为百叶窗式结构，由矩形不锈钢薄板按一定倾斜角度依次竖直排列，焊接在两侧的固定架上，安装在距离内部换热器一定距离处。
如图4和图5所示，当发生LOCA等事故时，高温高压冷却剂突然失压产生高质能的饱和蒸汽喷入安全壳大空间。为了保证安全壳不超温超压及安全壳内热量的长期导出，此时本专利所述的带导流结构的非能动安全壳热量导出系统投入运行。当高温蒸汽流经系统内部换热器时，水蒸气会在换热管9外表面冷凝，将所带的热量传递给换热管9内的冷却工质，使得冷却工质被加热温度升高、密度减小，进而上升段管线5的冷却剂同下降段管线6内的低温冷却剂之间形成密度差，并且在上升段管线5及下降段管线6重位差的驱动下形成自然循环，从而非能动的导出安全壳内的热量。
在系统运行的过程中，随着运行时间的持续外部换热水箱2内的冷却水温度会升高，若冷却水的温度持续增高并得不到有效的冷却，可能造成系统冷热端温度差减小，进而无法保证系统自然循环的建立。因此，在外部换热水箱2中布置了热管1对冷却水进行降温，热管可选用低温重力式热管，热管管芯底部的低沸点工质受外部冷却水箱2中的冷却水加热蒸发，将冷却水的热量转化为汽化潜热，通过对流换热的方式传递至热管顶部，随后低沸点工质蒸汽在热管顶部冷凝，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱2中的冷却水进行一定程度的冷却。
通过布置叶片呈一定角度倾斜设置的百叶窗式导流结构能够对内部换热器换热管9附近的气体分布进行改善。由于蒸汽运动除了沿安全壳负轴线方向的流动之外，还存在着沿径向方向的扩散运动。当气体沿径向方向流经导流结构10时，会受导流结构的影响产生一个沿安全壳负轴线方向的分速度，进而与本身经穹顶折流后贴壁下流的负轴向气体相叠加，使得沿负轴线方向的气体流速增大，加强对换热管9表面的扫掠，从而对换热管9附近随蒸汽冷凝进行而聚集的不凝性气体产生更强的扰动作用，有效的改善内部换热器的冷凝换热效率，提高系统的换热能力。

Claims (3)

1.一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于：该系统设置在安全壳(11)内外两侧，包括安全壳内侧部分及安全壳外侧部分；所述的安全壳内侧部分位于安全壳内部侧壁上部，主体包括内部换热器及导流结构；所述的安全壳外侧部分位于安全壳外部侧壁上方，主体结构包括外部冷却水箱及热管；上述安全壳内侧部分与安全壳外侧部分之间通过管线及阀门相连接；
所述的安全壳内侧部分的导流结构与内部换热器平行的位置布置,为百叶窗式导流结构(10)，叶片呈一定角度倾斜设置，能够提升内部换热器附近气体流速，减弱不凝性气体的聚集对冷凝换热的削弱作用，通过改善含不凝性气体条件下的冷凝换热效率来提高系统的换热能力；所述的百叶窗式导流结构(10)，由矩形不锈钢薄板按30°-60°的倾斜角度依次竖直排列，焊接在两侧的固定架上，安装在距离内部换热器50-100cm处；
所述的安全壳外侧部分的汽水分离器为热管(1)，热管布置在外部冷却水箱内对冷却水进行降温，确保非能动安全壳热量导出系统冷热端温差保持在一定范围，保证系统自然循环能力；所述的热管(1)选用低温重力式热管，热管管芯底部的低沸点工质受外部冷却水箱中的冷却水加热蒸发，将冷却水的热量转化为汽化潜热，通过对流换热的方式传递至热管顶部，随后低沸点工质蒸汽在热管顶部冷凝，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱中的冷却水进行一定程度的冷却；
所述的安全壳内侧部分与安全壳外侧部分之间通过管线及阀门相连接，其具体通过上升段管线(5)与下降段管线(6)经贯穿件(4)将外部冷却水箱及内部换热器连接起来，上升段管线(5)经外部冷却水箱底部伸入外部冷却水箱中，下降段管线(6)与外部冷却水箱底部相连；在上升段管线(5)及下降段管线(6)上均布置有隔离阀；
当发生LOCA等事故时，高温高压冷却剂突然失压产生高质能的饱和蒸汽喷入安全壳大空间；当高温蒸汽流经系统内部换热器时，水蒸气会在内部换热器表面冷凝，将所带的热量传递给内部换热器内的冷却工质，使得冷却工质被加热温度升高、密度减小，进而上升段管线(5)的冷却剂同下降段管线(6)内的低温冷却剂之间形成密度差，并且在上升段管线(5)及下降段管线(6)重位差的驱动下形成自然循环，从而非能动的导出安全壳内的热量；
在系统运行的过程中，随着运行时间的持续外部换热水箱内的冷却水温度会升高，此时外部换热水箱中布置的热管(1)对冷却水进行降温，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱中的冷却水进行一定程度的冷却。
2.一种带导流结构的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于：该系统设置在安全壳(11)内外两侧，包括安全壳内侧部分、安全壳外侧部分，以及连接安全壳内侧部分、安全壳外侧部分的管线；
所述的安全壳外侧部分包括热管(1)、外部冷却水箱(2)；其中，外部冷却水箱(2)布置在安全壳外部侧壁上方，在外部冷却水箱(2)内布置有热管(1)来加强对外部冷却水箱(2)的降温；
所述的安全壳内侧部分包括换热管(9)、换热器上部联箱(7)、换热器下部联箱(8)、导流结构(10)；其中，换热管(9)上端与上部联箱(7)底部相连，下端与下部联箱(8)顶部相连，换热管(9)与换热器上部联箱(7)及换热器下部联箱(8)共同组成内部换热器；导流结构(10)在与内部换热器平行的位置布置,为百叶窗式导流结构，叶片呈一定角度倾斜设置；
所述的连接安全壳内侧部分、安全壳外侧部分的管线包括上升段管线(5)、下降段管线(6)；所述的上升段管线(5)与下降段管线(6)经贯穿件(4)将外部冷却水箱(2)及内部换热器连接起来，其中，上升段管线(5)一端经外部冷却水箱(2)底部伸入水箱中部，另一端与换热器上部联箱(7)相连；下降段管线(6)一端与外部冷却水箱(2)底部相连，另一端与换热器下部联箱(8)相连；上升段管线(5)及下降段管线(6)上均布置有进出口隔离阀(3)以控制整个系统的运行；
所述的百叶窗式导流结构(10)，由矩形不锈钢薄板按30°-60°的倾斜角度依次竖直排列，焊接在两侧的固定架上，安装在距离内部换热器50-100cm处；
所述的换热管(9)采用单排换热管竖直布置方式，换热管(9)采用光管或具有强化作用的换热管贴近安全壳壁面布置；所述的具有强化作用的换热管为翅片管或经表面改性的换热管；
所述的热管(1)布置于外部冷却水箱(2)内上部，用于在系统运行过程中给外部冷却水箱降温，确保非能动安全壳热量导出系统冷热端温差保持在一定范围，保证系统自然循环能力；
当发生LOCA等事故时，高温高压冷却剂突然失压产生高质能的饱和蒸汽喷入安全壳大空间；当高温蒸汽流经系统内部换热器时，水蒸气会在换热管(9)外表面冷凝，将所带的热量传递给换热管(9)内的冷却工质，使得冷却工质被加热温度升高、密度减小，进而上升段管线(5)的冷却剂同下降段管线(6)内的低温冷却剂之间形成密度差，并且在上升段管线(5)及下降段管线(6)重位差的驱动下形成自然循环，从而非能动的导出安全壳内的热量；
在系统运行的过程中，随着运行时间的持续外部换热水箱(2)内的冷却水温度会升高，此时外部换热水箱(2)中布置的热管(1)对冷却水进行降温，热管(1)选用低温重力式热管，热管管芯底部的低沸点工质受外部冷却水箱(2)中的冷却水加热蒸发，将冷却水的热量转化为汽化潜热，通过对流换热的方式传递至热管顶部，随后低沸点工质蒸汽在热管顶部冷凝，通过对流换热及导热的方式将热量传递至最终热阱—大气当中，实现对外部换热水箱(2)中的冷却水进行一定程度的冷却。
3.一种带有非能动安全壳热量导出系统的反应堆，其特征在于：所述的非能动安全壳热量导出系统为权利要求1或2所述任一带导流结构的非能动安全壳热量导出系统。
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