CN115083635A - 气冷堆热传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气冷堆传输系统,所述气冷堆传输系统包括核反应组件、第一换热器、第二换热器和发电组件,第一换热器包括可进行热交换的第一通道和第二通道,第一通道与核反应组件连通以形成第一循环回路,第二换热器包括可进行热交换的第一流道和第二流道,第一流道的一端与第二通道的一端连通,第一流道的另一端与第二通道的另一端连通,以便第一流道和第二通道之间形成第二循环回路,从而第一流道内的液态第一介质流入第二通道内,发电组件与第二流道连通以形成第三循环回路,第一循环回路内的压力和第三循环回路内的压力均大于第二循环回路内的压力。本发明的气冷堆传输系统具有结构简单、使用寿命长、安全性能高等优点。

Description

气冷堆热传输系统
技术领域
本发明涉及一种核电技术领域,具体地,涉及一种气冷堆传输系统。
背景技术
高温气冷堆作为一种先进第四代核电堆型技术,高温气冷堆具有安全性好、效率高、经济性好和用途广泛等优势,能够代替传统化石能源,在核发电厂中,高温气冷堆产生的热量通过蒸汽推动汽轮机发电做功。
相关技术中,气冷堆传输系统使用寿命低、成本较高、安全性能小。
发明内容
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的:
相关技术中,高温气冷堆采用三个回路进行热量传输,一回路为氦气循环回路,二回路为水/蒸汽循环回路,三回路为海水冷却回路。一回路与二回路通过蒸汽发生器连接,且一回路压力较高,二回路压力更高。如此,造成了如下问题:二回路压力高于一回路,二回路的水/水蒸汽存在进入一回路的潜在风险,对燃料元件具有潜在威胁。作为一回路压力边界(安全重要)的蒸汽发生器传热管,二回路侧经受化学物质的腐蚀(腐蚀物质来源于三回路海水通过二回路与三回来的边界渗透),却没有方法进行保护,存在安全风险。一回路压力边界为核安全重要设施,压力越高时造价越高,而目前的一回路运行压力很高,影响了造价。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的实施例提出一种成本低廉、安全性能高、使用寿命长的气冷堆传输系统。
本发明实施例的气冷堆传输系统包括:核反应组件和第一换热器,所述核反应组件用于核裂变以产生热量,所述第一换热器包括可进行热交换的第一通道和第二通道,所述第一通道与所述核反应组件连通以形成第一循环回路,以便氦气在所述核反应组件和所述第一通道之间循环,所述第二通道内适于通入液态第一介质,以便所述第二通道内的液态第一介质与所述第一通道内的氦气换热以形成气态第一介质;第二换热器,所述第二换热器包括可进行热交换的第一流道和第二流道,所述第一流道的一端与所述第二通道的一端连通,以便所述第二通道内的气态第一介质流入所述第一流道内,所述第二流道内适于通入液态第二介质,所述第二流道内的液态第二介质可与所述第一流道内的气态第一介质换热以使所述第二流道内的液态第二介质形成气态第二介质、所述第一流道内的气态第一介质形成液态第一介质,所述第一流道的另一端与所述第二通道的另一端连通,以便所述第一流道和所述第二通道之间形成第二循环回路,从而所述第一流道内的液态第一介质流入所述第二通道内;发电组件,所述发电组件与所述第二流道连通以形成第三循环回路,以便所述第二流道内的气态第二介质流入所述发电组件内以及经所述发电组件流出的气态第二介质流入所述第二流道内,所述第一循环回路内的压力和所述第三循环回路内的压力均大于所述第二循环回路内的压力。
本发明实施例的气冷堆传输系统,设置第一循环回路、第二循环回路和第三循环回路,增加了气冷堆传输系统的安全性能,减小了气冷堆传输系统的加工制造成本,提高了气冷堆传输系统的使用寿命。
在一些实施例中,所述第二换热器的底面高于所述第一换热器的顶面,以便经所述第一流道流出的液态第一介质流入所述第二通道。
在一些实施例中,所述气冷堆传输系统还包括冷凝器,所述冷凝器的一端与所述发电组件的一端连通,以便经所述发电组件流出的气体流入所述冷凝器以使气态第二介质液化,所述冷凝器的另一端与所述第二流道的另一端连通,以便经所述冷凝器流出的液态第二介质流入所述第二流道。
在一些实施例中,所述气冷堆传输系统还包括:第一泵,所述第一泵与所述冷凝器相连,以便经所述第一泵流出的液态第三介质流入所述冷凝器以使所述冷凝器内的气态第二介质液化;第二泵,所述第二泵分别与所述第二通道和所述第一流道连通,以便所述第一流道内的液态第一介质通过所述第二泵流入所述第二通道;第三泵,所述第三泵分别与所述第一通道和所述核反应组件连通,以便所述第一通道内的氦气通过所述第三泵流入所述核反应组件。
在一些实施例中,所述气冷堆传输系统还包括:第一管道,所述第一管道分别与所述第二通道和所述第一流道连通,以便所述第二通道内的气态第一介质通过所述第一管道流入所述第一流道;第二管道,所述第二管道分别与所述第二通道和所述第一流道连通,以便所述第一流道内的液态第一介质通过所述第二管道流入所述第二通道;第一检测组件,所述第一检测组件与所述第一管道连通,以便检测第一管道内的压力。
在一些实施例中,所述气冷堆传输系统还包括:第一阀,所述第一阀设在所述第一管道内,且在所述第一检测组件检测到所述第一管道内的压力异常时,所述第一阀关闭以避免所述第二通道内的气态第一介质流入所述第一流道;第二阀,所述第二阀设在所述第二管道内,且在所述第一检测组件检测到所述第一管道内的压力异常时,所述第二阀关闭以避免所述第一流道内的液态第一介质流入所述第二通道。
在一些实施例中,所述气冷堆传输系统还包括:第二检测组件,所述第二检测组件与所述第一管道连通,用于检测所述第一管道内的温度;第三检测组件,所述第三检测组件与所述第二管道连通,用于检测所述第二管道内的温度;第四检测组件,所述第四检测组件与所述第二管道连通,用于检测所述第二管道内的流量。
在一些实施例中,所述气冷堆传输系统还包括:第三管道,所述第三管道与所述第二管道连通,以便对所述第二管道内的液体取样以及在所述第二管道内的液态第一介质中的腐蚀物质的含量大于预设值时,通过所述第三管道排出所述第二管道内的液态第一介质;第四管道,所述第四管道与所述第二管道连通,以在所述第二管道内的液态第一介质不足时,通过所述第四管道向所述第二管道内添加液体。
在一些实施例中,所述气冷堆传输系统还包括第三阀,所述第三阀与所述第一管道连通,以在所述第一管道内的压力过高时,所述第三阀开启以释放所述第一管道内的气态第一介质。
在一些实施例中,所述核反应组件包括压力容器和燃料元件,所述燃料元件设在所述压力容器内,所述燃料元件适于发生核裂变反应产生热量,所述第一换热器和所述第二换热器均为蒸汽发生器,所述发电组件为汽轮机,所述第一介质和所述第二介质均为除盐水。
附图说明
图1是本发明实施例的气冷堆传输系统的结构示意图。
图2是本发明实施例的气冷堆传输系统的第二循环回路的结构示意图。
附图标记:
气冷堆传输系统100;
第一循环回路1;核反应组件11;压力容器111;燃料元件112;第一换热器12;第三泵13;
第二循环回路2;第一管道21;第二管道22;第二换热器23;第五阀24;第一检测组件25;第一阀26;第二阀27;第二检测组件28;第三检测组件29;第四检测组件201;第三管道202;第四管道203;第三阀204;第四阀205;
第三循环回路3;发电组件31;冷凝器32;第一泵33。
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。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。
下面参考附图描述根据本发明实施例的气冷堆传输系统。
如图1-2所示,根据本发明实施例的气冷堆传输系统100包括核反应组件11、第一换热器12、第二换热器23和发电组件31。
核反应组件11用于核裂变以产生热量,第一换热器12包括可进行热交换的第一通道(图中未示意出)和第二通道(图中未示意出),第一通道与核反应组件11连通以形成第一循环回路1,以便氦气在核反应组件11和第一通道之间循环,第二通道内适于通入液态第一介质,以便第二通道内的液态第一介质与第一通道内的氦气换热以形成气态第一介质。
具体地,如图1所示,核反应组件11的出口与第一通道的进口连通,核反应组件11的进口与第一通道的出口连通,从而使得核反应组件11与第一通道形成第一循环回路1,氦气在核反应组件11内吸收热量后流入第一通道且与第二通道内的液态第一介质进行换热,使得第一通道内的氦气温度降低后流入核反应组件11,从而使得氦气在第一通道和核反应组件11之间循环流动,且第二通道内的液态第一介质温度升高气化。
第二换热器23包括可进行热交换的第一流道(图中未示意出)和第二流道(图中未示意出),第一流道的一端与第二通道的一端连通,以便第二通道内的气态第一介质流入第一流道内,第二流道内适于通入液态第二介质,第二流道内的液态第二介质可与第一流道内的气态第一介质换热以使第二流道内的液态第二介质形成气态第二介质、第一流道内的气态第一介质形成液态第一介质,第一流道的另一端与第二通道的另一端连通,以便第一流道和第二通道之间形成第二循环回路2,从而第一流道内的液态第一介质流入第二通道内。
具体地,如图1所示,第一流道的进口与第二通道的出口连通,第一流道的出口与第二通道的进口连通,第二通道和第一流道形成第二循环回路2,第二通道内的气态第一介质流入第一流道,使得第一流道内的气态第一介质与第二流道内的液态第二介质换热,第一流道内的气态第一介质温度降低且液化成液态第一介质并流入第二通道内,从而使得第一介质在第一流道和第二通道之间循环流动,第一介质在第二通道内吸热,第一介质在第一流道内放热,且第二流道内的液态第二介质温度升高气化。
发电组件31与第二流道连通以形成第三循环回路3,以便第二流道内的气态第二介质流入发电组件31内以及经发电组件31流出的气态第二介质流入第二流道内,第一循环回路1内的压力和第三循环回路3内的压力均大于第二循环回路2内的压力。
具体地,如图1所示,发电组件31的进口与第二流道的出口连通,发电组件31的出口和第二流道的进口连通,第二流道内的气态第二介质流入发电组件31发电且使得气态第二介质温度降低后流入第二通道,从而使得第二介质在第二流道和发电组件31之间循环流动,且第一循环回路1运行压力很低,从而降低了第一循环回路1的设备造价,第二循环回路2的运行压力低于第一循环回路1,防止第二循环回路2的第一介质进入第一循环回路1,且为了获得较高的蒸汽参数,第三循环回路3的运行压力很高,从而提高机组的热经济性,且第一换热器12的一侧为压力较低的氦气,第一换热器12的另一侧为压力更低的气态第一介质或液态,且由于腐蚀性的介质(例如:海水)不容易进入第二循环回路2,因此,不易对第一换热器12的传热管和第二换热器23的传热管腐蚀,从而解决了第一换热器12的传热管和第二换热器23的传热管遭受腐蚀的风险,提高了气冷堆传输系统100的使用寿命。
本发明实施例的气冷堆传输系统100,本发明通过设置第一循环回路1、第二循环回路2和第三循环回路3,且第一循环回路1内的压力和第三循环回路3内的压力均大于第二循环回路2内的压力,有效降低了第一介质进入第一循环回路1损坏燃料元件112的风险,且降低了对第一换热器12的传热管的腐蚀,提高了气冷堆传输系统100的安全性能,对保证第一循环回路1的压力边界的完整性具有重要作用。另外,第二循环回路2的设备为非安全相关设备,且设备数量少,且由于降低了第一循环回路1的运行压力,从降低了气冷堆传输系统100造价。
本发明人通过研究发现:由于第二循环回路2不承担安全功能,所以第二循环回路2内的设备全部定为非安全级。第一换热器12的传热管为第一循环回路1的压力边界,属于安全相关部件,但是第一换热器12其他部件不承担安全功能,可以设定为非安全级。
另外,在正常运行工况下,第一循环回路1内的氦气的运行压力要高于第二循环回路2的液态第一介质的运行压力,防止第二循环回路2的液态第一介质和气态第一介质进入第一循环回路1。且第一换热器12两侧的压力较小,可以降低第一换热器12承压边界的壁厚,另外由于第一换热器12的大部分部件为非安全级,所以降低了第一换热器12的造价。
由于第三循环回路3的运行压力远远高于第二循环回路2,第二换热器23的传热管承受较大压差,为了保护第二换热器23的传热管,增加第二换热器23的传热管的壁厚。由于第二换热器23的传热管的壁厚增加以后,传热效率将会受到一定影响,增加换热面积,以满足传热要求。由于第二换热器23的传热管的壁厚增加,以及换热面积增加,第二换热器23的体积将会增大。但是第二换热器23属于非安全相关设备,故对气冷堆传输系统100的造价影响不大。
由于气态第一介质密度低,液态第一介质密度高,因此,在一些实施例中,第二换热器23的底面高于第一换热器12的顶面,以便经第一流道流出的液态第一介质流入第二通道。具体地,如图1-2所示,在上下方向上,第二换热器23的位置高于第一换热器12的位置。由此,第二通道内的气态第一介质将自发的向上流动流入到第一流道内且与第二流道换热形成液态第一介质,液态第一介质将在重力的作用下向下流动,从而液态第一介质自发的流入到第二通道内以形成循环。
可以理解的是,第一换热器12和第二换热器23的位置关系设置不限于此,第二通道的出口低于第一流道的进口即可。
在一些实施例中,气冷堆传输系统100还包括冷凝器32,冷凝器32的一端与发电组件31的一端连通,以便经发电组件31流出的气体流入冷凝器32以使气态第二介质液化,冷凝器32的另一端与第二流道的另一端连通,以便经冷凝器32流出的液态第二介质流入第二流道。具体地,如图1所示,冷凝器32的进口与发电组件31的出口连通,冷凝器32的出口与第二流道的进口连通,从而将发电组件31流出的气态第二介质液化并流入第二流道内。
在一些实施例中,气冷堆传输系统100还包括第一泵33、第二泵(图中未示意出)和第三泵13。
第一泵33与冷凝器32相连,以便经第一泵33流出的液态第三介质流入冷凝器32以使冷凝器32内的气态第二介质液化。具体地,如图1所示的,第一泵33为循环水泵,第三介质为海水,从而通过第一泵33将海水运输至冷凝器32内,冷凝器32通过海水将气态第二介质液化,从而为海水循环提供动力。
第二泵分别与第二通道和第一流道连通,以便第一流道内的液态第一介质通过第二泵流入第二通道。具体地,如图1所示,第二泵为水泵,第二泵的进口与第一流道的出口连通,第二泵的出口与第二通道的进口连通,从而将第一流道内的液态第一介质通过第二泵流入第二通道内,从而为第一介质循环动力。
第三泵13分别与第一通道和核反应组件11连通,以便第一通道内的氦气通过第三泵13流入核反应组件11。具体地,如图1所示,第三泵13为主氦风机,第三泵13的进口与第一通道的出口连通的,第三泵13的出口与第一泵33的进口连通,从而通过第三泵13将为氦气的提供循环动力。
在一些实施例中,气冷堆传输系统100还包括第一管道21、第二管道22和第一检测组件25。
第一管道21分别与第二通道和第一流道连通,以便第二通道内的气态第一介质通过第一管道21流入第一流道。具体地,如图2所示,第一管道21为蒸汽管道,第一管道21的进口与第二通道的出口连通,第一管道21的出口与第一流道的进口连通,从而使得第二通道内的气态第一介质通过第一管道21流入第一流道。
第二管道22分别与第二通道和第一流道连通,以便第一流道内的液态第一介质通过第二管道22流入第二通道。具体地,如图2所示,第一管道21为给水管道,第二管道22的进口与第一流道的出口连通,第二管道22的出口与第二通道的进口连通,从而使得第一流道内的液态第一介质通过第二管道22流入第二通道。
第一检测组件25与第一管道21连通,以便检测第一管道21内的压力。具体地,如图2所示,第二检测组件28为蒸汽压力监测仪,第二检测组件28设在第一管道21上且与第一管道21连通,从而通过第一检测组件25检测第一管道21内气态第一介质内的压力,当第一管道21内的压力异常时向主控室提供报警信号,当第一管道21内的压力低于设定值时,提醒操作员第二循环回路2内的第一介质可能向环境泄漏,当第一管道21内的压力高于设定值时,提醒操作员可能第一循环回路1或第三循环回路3向第二循环回路2泄漏,且第一检测组件25的监测值在主控室显示,以方便操作者检测。
在一些实施例中,气冷堆传输系统100还包括第一阀26和第二阀27。
第一阀26设在第一管道21内,且在第一检测组件25检测到第一管道21内的压力异常时,第一阀26关闭以避免第二通道内的气态第一介质流入第一流道。具体地,如图1所示,第一阀26为蒸汽隔离阀且设在第一管道21内,从而通过第一阀26开启和关闭以控制第一管道21连通或断开,且在第一检测组件25检测到第一管道21内的压力达到更高设定值时,第一阀26关闭以对气冷堆传输系统100进行检修。
第二阀27设在第二管道22内,以在第一检测组件25检测到第一管道21内的压力异常时,第二阀27关闭以避免第一流道内的液态第一介质流入第二通道。具体地,如图1所示,第二阀27为蒸汽隔离阀且设在第二管道22内,从而通过第二阀27开启和关闭以控制第二管道22连通或断开,且在第一检测组件25检测到第二管道22内的压力达到更高设定值时,第二阀27关闭以对气冷堆传输系统100进行检修。
在一些实施例中,气冷堆传输系统100还包括第二检测组件28、第三检测组件29和第四检测组件201。
第二检测组件28与第一管道21连通,用于检测第一管道21内的温度。具体地,如图1所示,第二检测组件28为蒸汽温度监测仪,第二检测组件28设在第一管道21上且与第一管道21连通,用于监测第一管道21内的气态第一介质的温度,第二检测组件28的监测值在主控室显示,当第二检测组件28检测的温度异常时,向主控室报警,以方便操作者调整气冷堆传输系统100的温度,防止气冷堆传输系统100被高温损坏。
第三检测组件29与第二管道22连通,用于检测第二管道22内的温度。具体地,如图1所示,第三检测组件29为给水温度监测仪,第三检测组件29设在第二管道22上且与第二管道22连通,用于监测第二管道22内的液态第一介质的温度,第三检测组件29的监测值在主控室显示,当第三检测组件29检测的温度异常时,向主控室报警,以方便操作者调整气冷堆传输系统100的温度,防止气冷堆传输系统100被高温损坏。
第四检测组件201与第二管道22连通,用于检测第二管道22内的流量。具体地,如图2所示,第四检测组件201为流量监测仪,第四检测组件201设在第二管道22上且与第二管道22连通,用于监测第二管道22内的液态第一介质的流量,第四检测组件201的监测值在主控室显示,当第四检测组件201检测的流量异常时,向主控室报警,以方便操作者调整气冷堆传输系统100的流量,防止第二管道22内的流量过快,而导致第二换热器23的换热效率降低。
在一些实施例中,气冷堆传输系统100还包括第三管道202和第四管道203。
第三管道202与第二管道22连通,以便对第二管道22内的液体取样以及在第二管道22内的液态第一介质中的腐蚀物质的含量大于预设值时,通过第三管道202排出第二管道22内的液态第一介质。具体地,如图2所示,第三管道202可以为取样管且第三管道202内设有第四阀205,第四阀205为隔离阀以控制第三管道202的连通和断开,第三管道202的一端与第二管道22连通,从而通过第三管道202对第二管道22内的液态第一介质进行定时取样,当检测到第二管道22内的液态第一节在中的腐蚀物质的含量大于预设值时,第三管道202可变为排液管,可通过第三管道202将第二管道22内的液态第一介质排出。
第四管道203与第二管道22连通,以在第二管道22内的液态第一介质不足时,通过第四管道203向第二管道22内添加液体。具体地,如图2所示,第四管道203为补水管道,第四管道203内设有第五阀24,第五阀24为隔离阀以控制第四管道203的连通和断开,当第二循环回路2内的第二介质不足时,可通过第四管道203向第二管道22补充液态第一介质。
在一些实施例中,气冷堆传输系统100还包括第三阀204,第三阀204与第一管道21连通,以在第一管道21内的压力过高时,第三阀204开启以释放第一管道21内的气态第一介质。具体地,如图2所示,第三阀204为安全阀,安全阀设在第一管道21上且与第一管道21连通,从而为第二循环回路2和气冷堆传输系统100提供超压保护,在第一换热器12内的传热管和第二换热器23内的传热管破裂时,都将使第二循环回路2内的压力升高,为了防止其他部分受到高压危害,使得第三阀204在压力高于一定值时开启,以便释放第二循环回路2内的释放压力,提高了气冷堆传输系统100的使用寿命。
在一些实施例中,第三阀204可以为多个,多个第三阀204均设在第一管道21上且与第一管道21连通,从而防止其中一个第三阀204无法打开而丧失超压保护功能,进一步提高了气冷堆传输系统100的使用寿命。
在一些实施例中,核反应组件11包括压力容器111和燃料元件112,燃料元件112设在压力容器111内,燃料元件112适于发生核裂变反应产生热量,第一换热器12和第二换热器23均为蒸汽发生器,发电组件31为汽轮机。由此,使得核反应组件11、第一换热器12、第二换热器23和发电组件31设置更加合理。
在一些实施例中,第一介质和第二介质为洁净度很高的除盐水。从而防止第一介质和第二介质腐蚀第一换热组件的传热管和第二换热组件的传热管,提高第一换热组件和第二换热组件的使用寿命。
可以理解的是,第一换热组件的传热管为第一通道和第二通道,第二换热组件的传热管为第一流道和第二流道。
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”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,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,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了上述实施例,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,本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气冷堆传输系统,其特征在于,包括:
核反应组件和第一换热器,所述核反应组件用于核裂变以产生热量,所述第一换热器包括可进行热交换的第一通道和第二通道,所述第一通道与所述核反应组件连通以形成第一循环回路,以便氦气在所述核反应组件和所述第一通道之间循环,所述第二通道内适于通入液态第一介质,以便所述第二通道内的液态第一介质与所述第一通道内的氦气换热以形成气态第一介质;
第二换热器,所述第二换热器包括可进行热交换的第一流道和第二流道,所述第一流道的一端与所述第二通道的一端连通,以便所述第二通道内的气态第一介质流入所述第一流道内,所述第二流道内适于通入液态第二介质,所述第二流道内的液态第二介质可与所述第一流道内的气态第一介质换热以使所述第二流道内的液态第二介质形成气态第二介质、所述第一流道内的气态第一介质形成液态第一介质,所述第一流道的另一端与所述第二通道的另一端连通,以便所述第一流道和所述第二通道之间形成第二循环回路,从而所述第一流道内的液态第一介质流入所述第二通道内;
发电组件,所述发电组件与所述第二流道连通以形成第三循环回路,以便所述第二流道内的气态第二介质流入所述发电组件内以及经所述发电组件流出的气态第二介质流入所述第二流道内,所述第一循环回路内的压力和所述第三循环回路内的压力均大于所述第二循环回路内的压力。
2.根据权利要求1所述的气冷堆传输系统,其特征在于,所述第二换热器的底面高于所述第一换热器的顶面,以便经所述第一流道流出的液态第一介质流入所述第二通道。
3.根据权利要求1所述的气冷堆传输系统,其特征在于,还包括冷凝器,所述冷凝器的一端与所述发电组件的一端连通,以便经所述发电组件流出的气体流入所述冷凝器以使气态第二介质液化,所述冷凝器的另一端与所述第二流道的另一端连通,以便经所述冷凝器流出的液态第二介质流入所述第二流道。
4.根据权利要求3所述的气冷堆传输系统,其特征在于,还包括:
第一泵,所述第一泵与所述冷凝器相连,以便经所述第一泵流出的液态第三介质流入所述冷凝器以使所述冷凝器内的气态第二介质液化;
第二泵,所述第二泵分别与所述第二通道和所述第一流道连通,以便所述第一流道内的液态第一介质通过所述第二泵流入所述第二通道;
第三泵,所述第三泵分别与所述第一通道和所述核反应组件连通,以便所述第一通道内的氦气通过所述第三泵流入所述核反应组件。
5.根据权利要求1所述的气冷堆传输系统,其特征在于,还包括:
第一管道,所述第一管道分别与所述第二通道和所述第一流道连通,以便所述第二通道内的气态第一介质通过所述第一管道流入所述第一流道;
第二管道,所述第二管道分别与所述第二通道和所述第一流道连通,以便所述第一流道内的液态第一介质通过所述第二管道流入所述第二通道;
第一检测组件,所述第一检测组件与所述第一管道连通,以便检测第一管道内的压力。
6.根据权利要求5所述的气冷堆传输系统,其特征在于,还包括:
第一阀,所述第一阀设在所述第一管道内,且在所述第一检测组件检测到所述第一管道内的压力异常时,所述第一阀关闭以避免所述第二通道内的气态第一介质流入所述第一流道;
第二阀,所述第二阀设在所述第二管道内,且在所述第一检测组件检测到所述第一管道内的压力异常时,所述第二阀关闭以避免所述第一流道内的液态第一介质流入所述第二通道。
7.根据权利要求5所述的气冷堆传输系统,其特征在于,还包括:
第二检测组件,所述第二检测组件与所述第一管道连通,用于检测所述第一管道内的温度;
第三检测组件,所述第三检测组件与所述第二管道连通,用于检测所述第二管道内的温度;
第四检测组件,所述第四检测组件与所述第二管道连通,用于检测所述第二管道内的流量。
8.根据权利要求5所述的气冷堆传输系统,其特征在于,还包括:
第三管道,所述第三管道与所述第二管道连通,以便对所述第二管道内的液体取样以及在所述第二管道内的液态第一介质中的腐蚀物质的含量大于预设值时,通过所述第三管道排出所述第二管道内的液态第一介质;
第四管道,所述第四管道与所述第二管道连通,以在所述第二管道内的液态第一介质不足时,通过所述第四管道向所述第二管道内添加液体。
9.根据权利要求5所述的气冷堆传输系统,其特征在于,还包括第三阀,所述第三阀与所述第一管道连通,以在所述第一管道内的压力过高时,所述第三阀开启以释放所述第一管道内的气态第一介质。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的气冷堆传输系统,其特征在于,所述核反应组件包括压力容器和燃料元件,所述燃料元件设在所述压力容器内,所述燃料元件适于发生核裂变反应产生热量,所述第一换热器和所述第二换热器均为蒸汽发生器,所述发电组件为汽轮机,所述第一介质和所述第二介质均为除盐水。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU625479A1 (ru) * 1977-01-03 1983-12-07 Предприятие П/Я В-2679 Ядерный реактор
FR2681976A1 (fr) * 1991-10-01 1993-04-02 Toshiba Kk Reacteur rapide refroidi au sodium.
WO2011060186A2 (en) * 2009-11-12 2011-05-19 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Integrated bubble generation, transport and extraction for enhanced liquid cooling in a microchannel heat exchanger
CN103351034A (zh) * 2013-07-25 2013-10-16 江苏中核华纬工程设计研究有限公司 一种高温气冷堆与低温多效蒸馏海水淡化的耦合装置
JP2016142580A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 株式会社東芝 熱交換システム及び原子炉発電システム
CN112249293A (zh) * 2020-10-09 2021-01-22 东南大学 超临界二氧化碳循环与海水淡化耦合的船舰核动力系统
CN114038591A (zh) * 2021-12-01 2022-02-11 中国核动力研究设计院 一种用于核反应堆的一次侧非能动余热排出系统
CN114220570A (zh) * 2021-11-24 2022-03-22 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 海洋核动力平台余热排出系统
CN216311355U (zh) * 2021-11-16 2022-04-15 华能山东石岛湾核电有限公司 一种高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统
CN114517714A (zh) * 2022-01-20 2022-05-20 清华大学 一种超高温气冷堆耦合碘硫循环的热电氢联产系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU625479A1 (ru) * 1977-01-03 1983-12-07 Предприятие П/Я В-2679 Ядерный реактор
FR2681976A1 (fr) * 1991-10-01 1993-04-02 Toshiba Kk Reacteur rapide refroidi au sodium.
WO2011060186A2 (en) * 2009-11-12 2011-05-19 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Integrated bubble generation, transport and extraction for enhanced liquid cooling in a microchannel heat exchanger
CN103351034A (zh) * 2013-07-25 2013-10-16 江苏中核华纬工程设计研究有限公司 一种高温气冷堆与低温多效蒸馏海水淡化的耦合装置
JP2016142580A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 株式会社東芝 熱交換システム及び原子炉発電システム
CN112249293A (zh) * 2020-10-09 2021-01-22 东南大学 超临界二氧化碳循环与海水淡化耦合的船舰核动力系统
CN216311355U (zh) * 2021-11-16 2022-04-15 华能山东石岛湾核电有限公司 一种高温气冷堆反向循环加热提升堆芯温度系统
CN114220570A (zh) * 2021-11-24 2022-03-22 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 海洋核动力平台余热排出系统
CN114038591A (zh) * 2021-12-01 2022-02-11 中国核动力研究设计院 一种用于核反应堆的一次侧非能动余热排出系统
CN114517714A (zh) * 2022-01-20 2022-05-20 清华大学 一种超高温气冷堆耦合碘硫循环的热电氢联产系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
于晓丽;杨小勇;王捷;: "中间换热器的传热和阻力特性", 原子能科学技术, no. 2 *
张往锁;曹夏昕;曹建华;李常伟;: "基于二回路的非能动排热系统的设计与MFLB条件下的验证", 原子能科学技术, no. 12 *
李文龙;张作义;解衡;董玉杰;: "间接氦气循环高温堆透平回路的温度和压力响应", 清华大学学报(自然科学版), no. 05 *
王岩;郑艳华;李富;石磊;孙喜明;: "高温气冷堆蒸汽发生器传热管断裂事故进水量分析", 原子能科学技术, no. 05 *

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