CN1643618A - 长期存放发射高热流的制品的装置 - Google Patents
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Abstract
这个装置包含有一个其中放置有制品的容器(14)和一个围绕此容器的用于排出热导管效应所产发热量的蒸发器(22)。此蒸发器(22)包含有一个夹套(28)、一些与此夹套连在一起并充满像水这样冷却流体的导管(32)、以及把蒸发器(22)紧固在容器(14)上的系统。所述设置使蒸发器(22)只是在这些导管(32)的对面才保持与容器(14)紧密接触。在蒸发器(22)和容器(14)之间,导管(32)的两边设置有通道(42)用于自然对流造成的空气流动。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种长期(超过50年)存放(entreposage),也就是说在监视下可逆地储存,发射高热流的发热制品的装置。
这样的一种存放装置特别是可以用来长期储存核废料,例如,被辐照过的核燃料。这是因为,存放这样的制品要求对放置它们的容器进行温度控制。
背景技术
长期存放发热制品,例如核废料,通常是先把核废料包装在容器中,然后把它们放在建于地下的由混凝土隔板构成的空穴内。
发热制品生成的高热流必须通过冷却系统排出,来稳定容器的表面温度。这就能保证容器构件及其容纳的发热制品的稳定性。这也能保证周围隔板混凝土的持久性。冷却系统最好是无源的。
在文献FR-A-2,791,805中,提出了一种长期存放发热制品的装置。在这种装置中,先以无源的形式不介入地把发热量抽取到尽可能靠近由容器所实现的密封屏障处,再使用无污染的冷却回路把发热量排出到现场外面
更确切地说,这个文献提出用一个可拆卸的易弯曲夹套在容器整个外部柱状表面上紧紧地包围着每个容器,这个夹套,例如,是由箍紧并紧固的薄金属板围绕着此容器组成的,使得容器和夹套的平滑外表面正常地接触。在夹套的闭合(或夹紧)期间,用在几个点紧固的方法来保证把夹套贴合在容器的外表面上。
夹套外面每隔一定间隔(例如大约20cm)设置有圆的或者方形截面的竖直导管。从导热的观点来看,这些导管与夹套都是紧密相连的,以便构成冷却流体的蒸发器。最好是,此流体以液-汽两相的方式工作,并与其中封闭了流体的回路组成导热管。导热管的冷凝器处在现场外面,在这里与因自然对流而流动的自由大气发发热交换。
在这个已知装置中,一方面通过容器隔板与构成夹套的金属板的直接接触,另一方面通过该金属板和它支撑的导管之间的接触,来保证来自容器的热流的转移。
在文献FR-A-2,791,805所描述的另一个实施例中,这些导管与夹套的区段是连成一体的,而这些夹套区段本身是用焊接或任何其他机械连接方法首尾相连地组合起来。在这种情况下,系统的热产额只取决于容器和并列夹套区段之间的接触品质。
就一切情况而论,热转移的品质在接触热阻减少的时候升高,也就是说在这两个表面之间的接触更紧密的时候。换句话说,容器和围绕它的易弯夹套之间有好的热流转移意味着两个隔板之间的残余空气层厚度被限制为几分之一毫米。
附加冷却通常是由外界空气产生的,在导热管夹套的外表面上外界空气处在恒定的自然对流中。在发生情况或事故的情况下,为了保证冷却,可以设置使空气产生强制对流运动的机构。在夹套是用导热材料制成的时候和在容器与夹套之间的接触热阻小的时候,热交换随着夹套的外表面而增加。此外,在一个优选实施例中,提出在导管上装散热片,以便增加夹套和外界空气之间的交换表面,而且在偶发事故的情况下,让干预时间更长。
按比例1,在直径2米的容器上进行了模型制造,然后进行了实验,能够得到文献FR-A-2,791,805中表明的性能。
这些工作的继续及其工业化的方向表明在容器和夹套表面之间难于得到小于0.3mm的平均间隙。这样的精密度在样机上可实现,很难在工业规模上用传统的工具来得到,为减少间隙,例如到0.1mm的任何企图都大大地提高了制造成本。然而这个平均间隙却是此装置性能的最重要参数。
发明内容
本发明的确切目标是一种长期存放发热制品的装置,它与文献FR-A-2,791,805中提出的装置相似,但是其新颖的设计能够用更简单更廉价的方式,使用传统的工业设备,得到至少相似的性能。
按照本发明,提出使用一种长期存放发热制品的装置,它包含有至少一个封闭该制品的容器、蒸发器和紧固机构,这个蒸发器又包含围绕着容器的夹套和许多与夹套做成一体并充满了冷却流体的导管,此紧固机构则把蒸发器贴紧在容器上,这个装置的特征在于:蒸发器具有一个内表面,使得紧固机构只是在每根导管的正面,才保持蒸发器与容器的外表面紧密接触。
这种装置的研究和模型制造以及试验都涉及到某些难以处理的的特征,例如,夹套和容器之间的分界面,这些工作表明,把容器和夹套之间的接触面限制在导管正面的一些有限区域,利用传统的工业方法,因此以适当的成本,所能得到容器和导管之间的有效热交换,与文献FR-A-2,791,805所给出的发明前已知工艺的装置中把容器和夹套之间的恒定平均间隙做成大约0.1mm得到的一样有效,而这在工业上是很难做到的。
在导管之间,蒸发器内表面的曲率半径大致大于容器外表面的曲率半径是有好处的。
为了使容器和每一导管之间的接触区具有明确的表面,而不是局限于一条线,尤其是在导管具有圆截面的情况下,蒸发器的内表面最好是在每根导管的正面都包含有形状与容器外表面互补的部分是有好处的,这个部分通过紧固机构与该外表面保持紧密的表面接触。
按照本发明的第一实施例,这些导管最好是用焊接固定在一个连续构件之内,这个连续构件具有大致圆的截面,构成了夹套。在这种情况下,这些导管可以包含有散热片,位于夹套和容器之间。
按照本发明的第二实施例,每根导管都与两个夹套区段做成一体,这两个相邻的导管区段边靠边地组合起来形成夹套。相邻导管的这些区段可以或者用焊接,或者用无论什么机械连接方法组合起来。
这些导管的横截面可以或者是基本正方形或长方形的,或者是基本上圆形的。在后一种情况下,导管凸缘的内表面通过紧固机构保持与容器外表面紧密的表面接触是有好处的。
作为选择,蒸发器的外表面可以包含散热片。
最后,按照本发明的一个特别有利的改进,在导管正面的区域外面,蒸发器与容器相隔开,使得通过自然对流为空气流动限定一些竖直通道。在本发明实施例的一个变体中,这些通道因而是组成辅助封闭屏障的闭合回路的一部分。
附图说明
参考附图,作为说明性的非限制性例子,现在对本发明的各个实施例进行描述,其中:
-图1是一个竖直剖面图,它非常简略地表示了按照本发明的存放发热的制品装置的一部分;
-图2是一个沿水平面的剖面图,它图解地说明了按照本发明的蒸发器的一部分,与存放在本装置中的容器准线性地相接触;
-图3是一个与图2相似的视图,它图解地表示了蒸发器与容纳发热制品的容器进行表面接触的情况;
-图4是一个与图2和3相似的剖面图,它更详细地表示了按照本发明第一实施例的蒸发器,以及相关的紧固机构;
-图5是一个与图4相似的剖面图,它并排地表示了用于蒸发器导管的三个可能横截面的变体,以及在夹套上存在可选择的散热片;
-图6是一个与图4和5相似的剖面图,它表示了本发明第一实施例的另一个变体;
-图7是一个与图4到6相似的剖面图,它并排地表示了本发明第二实施例的三个变体;
-图8表示的三根曲线图解地说明了容纳发热制品的容器厚度中平均温度(℃)的演变,它是蒸发器和容器之间平均间隙(mm)的函数,这三种情况分别是恒定间隙(曲线A)、导管之间接触(曲线B)、按照本发明在导管正面接触(曲线C);
-图9表示了热流(W/m2)在容器圆周方向的分布,它是到导管轴线距离(mm)的函数,分别是在恒定间隙0.01mm(曲线D)的情况下,在恒定间隙0.3mm(曲线E)的情况下,和在导管正面接触而平均间隙0.3mm(曲线F)的情况下,以及
-图10表示了容器最高温度(℃)的演变,它是在蒸发器上施加紧固力(牛顿)的函数。
具体实施方式
在图1中,用图解法表示了本发明装置的一部分,这个装置用于长期存放发热制品,例如,由照射过的核燃料组成的核废料。
按其一般外形,这个装置与文献FR-A-2,791,805中描述的装置相似。对于更多的细节,可以查阅这个文献。
为了很好地理解本发明,这里只要注意,本装置包含有闭合的空穴10,这个空穴的侧面和下部由混凝土隔板12所构成。空穴10的尺寸做得可以装进一个或几个容器14,想要存放的核废料就被包装在这些容器中。容器14具有圆柱酒桶的形状,放置在空穴10中,其轴线大致竖直取向。在每个容器14和空穴10的隔板12之间有一个空间16,以允许通过自然对流而使外界空气流动。为此,容器14借助一个基座(17)放置在空穴10的底部上。
空穴10上面是由混凝土板18闭合的,在每一个容器14上面都包含一个可拆下的塞子20。
为了用无源方法,也就是说,没有外部能量供给,来排出包装在容器14中的核废料所发射的热量,每个容器上都连接有一根导热管。更确切地说,这根导热管包含有围绕着容器14的蒸发器22、放置在平板18上的空气冷凝器24和两条空气通道26,此通道穿过塞子20把蒸发器22连接到空气冷凝器24上。空气冷凝器24可以为几个容器14所共有。
冷却流体,例如处于100℃的水被放入导热管中。在导热管中这种流体的相变(蒸发/冷凝)确保把核废料发射的热量从由容器14组成的热源传输到由空气冷凝器24组成的冷源处。
如同图2中用图解法表示的,蒸发器22包含有一个夹套28和许多导管32,此夹套几乎是完全围绕着容器14的整个外围表面30,而这些导管则与夹套28连在一起。导管32彼此平行并与容器大致竖直的轴线平行,而且它们基本上以规则的方式分布在容器的整个外围,彼此之间的距离相等。
再一次参考图1,可以看见,导管32在它们的下端部与液态水的环形分配器34相连,在其上端部则处在已蒸发水的环形收集器36中。分配器34和收集器36通过管道之一26分开连接到空气冷凝器24上,而此管道在塞子20下面则包含有可拆卸的连接机构38。导管32以及收集器34和36都充满了导热管中包含的冷却流体。
蒸发器22以可拆下来的方式用紧固机构40安装在容器14上,下面参考图4将会给出它的一个实施例。
按照本发明,如同在图2中图解说明的一样,蒸发器22的内表面,也就是说蒸发器朝向容器14的表面,是这样做成的:它使得紧固机构40只是在每一导管32的正面才保持蒸发器22与容器14的外表面30紧密接触。于是,位于导管32之间的部分夹套28与容器14的外表面30是分离开来的,使得在夹套28和容器14之间构成厚度大致均一或可变的竖直通道42。这些通道42构成了一种烟囱出口,绕着容器14通过自然对流而产生空气的流动。
按照容器所耗散的比功率、容器的高度,以及很小程度上容器直径的不同,这种空气流动可以主要是层状的或涡流的。流动的这种涡流特性改善了容器的冷却。用等于或大于1kw/m2的比热功率以及通过增加容器高度与竖直通道42的径向厚度的方法都有利于这种流动特性。
在比热功率范围从1kw/m2到高于3kw/m2,尤其是围绕着2.5kw/m2的情况下进行了试验。高度是在2m和5m之间,最大的高度对热传输的效率有改善。为了使竖直通道42中的流动有高的效率,径向厚度必须大于1cm;这就是为什么试验最好是用4cm和12cm之间的径向厚度来进行的理由。
对于环形的几何形状来说,自然对流烟囱效应的发展是由如下三个参数决定的:
-烟囱的高度;在当前的情况下,当容器充满了辐照过的燃料的时候,烟囱的高度在5和6米之间,这就产生了极强烈的拔风作用。尽管如此,1米的高度能成比例地有同样效率,这个高度对应于容器充满了长度较短的热物品;
-存在产发热流的圆筒形容器:这个容器是优秀的热流发生器;在圆筒形隔板上这个热流可以被认为是均匀的,以及
-对于一个给定直径来说,容器和夹套之间环形空间的宽度ΔR;在当前的情况下,只是环形空间42的宽度不足以来描写这个几何形状中的对流;因而必须考虑容器的半径R1和夹套的半径R2之间的关系。
空气的运动起因于流体受到力场的作用而发生的单位体积质量变化。决定自然对流的组团(groupement)是格拉斯霍夫数,但是一般允许的变换关系是使用瑞利数。
对于一个直径约2米的容器来说,计算表明烟囱效应从ΔR=1cm开始发展。然后这个效应随着ΔR而增加,以便达到大约5到6cm的最佳值(这个最佳值的定义这里取决于高产额导热管蒸发器的最大利用,而此蒸发器则与一个高性能自然对流冷却系统连在一起)。这个最佳值相当于自然对流抽取大约40%的抽取总功率(通道42中的传导+辐射+自然对流+外部自然对流)。当ΔR=4cm的时候,由这种烟囱型的效应抽取的功率的百分比大约是总功率的25到30%。在一个直径为2m高度为1.5m热流为2.5kW/m2的模形上,这个值实验上是有效的。ΔR值=4cm相当于40mm×40mm的正方导管的外形尺寸,其内部横截面是双相虹吸方式(无源)的稳定运行所需要的。
超过ΔR=大约6到7cm,烟囱型的效应就不再增加,它倾向于朝着ΔR>10cm的自由空间中自然对流的方向减少。
这些数值在用导热管(为了充分利用传导来抽取)和烟囱的自然对流同时进行抽取功率的结合的情况中证明是正确的。
系统性能的增益,本发明的主题,最佳大约是20%。对于容器中产生同样功率的情况来说,表现为容器的表皮温度下降了很多,大约10到20℃(根据不同的材料特性而不同),热流下降了2到3kw/m2。因此这个结果是很重要的。
如同图2中用图解法所表示的,蒸发器22和容器14之间的接触可以被限制在准线性区域,这些区域相当于容器14的位于每根导管32直线上的母线。
为了更进一步地改善热交换,蒸发器22的内表面还可以包含有位于每一管子32轴线上的一个宽度有限的部分44,其形状与容器14外表面30的形状互补,如图3所示。使用紧固机构40(图4)的作用就是保持这些部分44与容器14的外表面30紧密的表面接触。
图2中的准点状接触像图3中的表面接触一样,它可以通过在导管32之间,使蒸发器22内表面的曲率半径大于容器14外表面30的曲率半径而得到。因而,作为一个非限制性的例子,在容器半径为1000mm的情况下,位于导管32之间的蒸发器22的这些部分的半径可以是大约1200mm。蒸发器和容器之间的最大间隙于是,例如,是0.85mm。在像图2中所示的准点状接触的情况下,在通道42内得到的平均间隙大约是0.45mm。
在图4所示本发明的第一实施例中,夹套28采取连续构件的形式,它具有大致圆的截面和小的厚度,隔开一定距离围绕着容器14。这个构件是由,例如,金属板组成的。导管32通过任何适当手段固定在夹套28内。这个固定通过焊接点来保证是有好处的。
图4还表示了紧固机构40的一个可能的实施例。
如图4所示,蒸发器22沿着母线是敞开的,它包含有两个面对面的边缘22a,取向平行于容器14的轴线。紧固机构40安置在两条边缘22a之间。更确切地说,紧固机构40包含有许多螺栓46,它们穿过加工在工件48中的洞,安置得沿着蒸发器的边缘22a,位于其朝外的表面上。在每一螺栓46上都安装有螺旋状的压缩弹簧50,使得如果在容器14和蒸发器22之间存在可能的不均匀膨胀,则保持紧固力基本上恒定。
图5同时表示了参考图4描述的本发明第一实施例的不同变体。实践中我们知道,这些变体都是可选择的解决方案,一般是彼此分开来使用的,除了有相反说明。
图5所示不同的变体首先与导管32的形状有关。因此,这些导管都可以有圆的、正方形或长方形的任一种横截面,也就是说在它们的厚度方向是平的。由于容器和位于导管正面的蒸发器部分之间的接触面大,也就是说从圆截面导管改变到长方形截面导管接触面增大,所以热量的排出就更有效。尽管如此,这个接触面的大小必须足够的小,以便可以毫不费力地得到紧密接触。
作为一个非限制性的图解说明,可以每200mm安置一根导管32,在正方形导管的情况下,横截面为40×40mm或60×60mm。
如同图5的右侧部分所示,通过在夹套28和容器14之间为导管32装备上散热片32a,可以使导管32和环形空间42中流动空气之间的热交换得到改善。这些散热片32a可以添加在无论任何横截面形状的导管32上,或者在挤压型材的形状时,可以与该导管做成一体。
如图6所示,在使用圆截面导管的情况下,使每根导管32都在容器14的侧面装备有凸缘52,可以改善热交换。而凸缘52的内表面就保持对容器14的外表面30紧密地表面接触。
在图7中表示了按照本发明第二实施例的蒸发器可能的不同变体。
在第二实施例中,夹套28和导管32被做在一起。更确切地说,每根导管32都与夹套28的两个区段28a做成一体。每一区段28a在沿水平面的横截面中的形状是一个圆弧,其长度等于两个依次相连的导管32之间夹套28长度的一半。相邻导管32的区段28a边靠边地沿容器14的母线组合在一起,构成夹套28。
这些区段28a边靠边的组合或者是通过焊接54,或者是通过夹板接合这样的或者其他机械连接机构56而得到保证,如图7所示的。
当导管32具有圆截面的时候,它们可以包含有如参考图6前面所述并在本发明第一实施例的框架内的凸缘52。凸缘52包含有内部表面,此内部表面的形状与容器14外部的圆柱形状相互补。在这种情况下,与蒸发器相关联的紧固机构保持每一凸缘52的内部表面与容器14的外表面紧密的表面接触,也就是说,没有间隙。
如同图7中所表示的那样,由导管32和两个夹套区段28a的做成一体的每个工件还可以包含有一个或者几个散热片58,它们位于其朝外的表面上,也就是说,与容器14相对着。在图4到6所示本发明的第一实施例中,也可以设置这样的散热片58(图5)。在这种情况下,散热片58是通过焊接在构成夹套28的金属板的外表面上而添加上去的。
在本发明的第二实施例中,紧固机构可以类似于第一实施例中使用的紧固机构,如同参考图4前面所描述过的。
申请人对最终部件进行了模型制造,按照本发明,在导热管的导管直线上,蒸发器22与容器14存在有限表面接触(相当于间隙为0.01mm),这个结果惊人地表明,它能够得到的热性能大致与使用文献FR-A-2,791,805中所述发明前已知工艺的蒸发器得到的相同,在该文献中在蒸发器和容器之间的整个分界面上得到均一的间隙0.1mm。从工业的观点来看,这个结果是特别有利的,这是因为与在蒸发器22的整个表面上得到均一的间隙0.1mm相比,更容易保证在导管32的直线上的有限局部接触。
这些结果表示在图8中,它表示了一个正交参考系,其横坐标表示蒸发器22和容器14之间的平均间隙(mm),而纵坐标则表示容器14的厚度中的平均温度(℃)。更确切地说,曲线A相当于发明前已知工艺的蒸发器的情况,其中蒸发器和容器之间的间隙是恒定的,曲线B相当于只是在导管之间蒸发器与容器有局部接触的情况,而曲线C则相当于按照本发明蒸发器22的情况,也就是说,只是在导管32的正面才与容器14有局部的接触。
也像下面表1表明的一样,可以看出,导热管的效率基本上取决于导管32下面的间隙,很少取决于蒸发器22和容器14之间的平均间隙。例如,如果容器的最高温度固定为155℃,那么从表1中可以看出,这个结果可以使用平均间隙0.5mm和按照本发明在导管14正面的接触而得到。这个结果与按照发明前已知工艺的均一间隙为0.1mm情况下得到的结果相似,而这是很难做到的。
表1
容器内部的平均温度(℃) | |||
平均间隙(mm) | 均一的间隙 | 在导管正面接触 | 在导管之间接触 |
0.01 | 138 | ||
0.05 | 140 | 150 | |
0.1 | 153 | ||
0.3 | 175 | 149 | 186 |
0.5 | 193 | 155 | 203 |
1 | 224 | ||
3 | 283 |
按照本发明,存在0.5mm的平均间隙,加上在导管32正面蒸发器22和容器14的接触,这意味着在导管32的直线上没有间隙(也就是说,在模型制造中,等于0.01mm),而且这个间隙在圆弧的中点线性地演变到1mm,这里的圆弧是由蒸发器在相邻导管32之间在横截面中所形成的。这样的布局用传统的工业方法可以很好地实现。这是因为对于相同的热产额来说,只要接触区是处于导管32的正面,平均间隙就能增加四倍。
像参考图2和3所描述的一样,接触区可以是准线性的,或者最好是可以具有铺在容器整个高度上的紧贴表面的形状。
在图9中所表示的热流(W/m2)演变是圆弧上离导管32轴线的距离(mm)的函数,这里的圆弧是由蒸发器22在横截面中形成的。更确切地说,这个演变在蒸发器22和容器14之间恒定间隙为0.01mm的情况下是用D表示,在恒定间隙0.3mm的情况下用E表示,而在导管32的正面线性接触和平均间隙0.3mm的情况下用F表示。
从图9可以看见,热流的分布密切地取决于蒸发器和容器之间间隙的性质。特别是观察到,热流的主要部分是在靠近导管32的区域中转移,而且这个现象在导管下面的间隙减少时增强。因此,在恒定间隙为0.3mm的情况下,大半的热流是在从导管开始的31mm处转移(曲线E),而在恒定间隙为0.01mm(曲线D)的情况下这个距离下降到18mm,在导管下面线性接触并且平均间隙为0.3mm的情况下下降到17mm(曲线F)。图9中所示的结果因此证实了按照本发明特别重视在导管32的轴线上接触的重要性。使用一个热试验模形,这些结果在实验上得到了证实。
把导管32下面的线性接触用表面接触来替代,则使这种现象得到增强。因此,不再是大半而是全部的热流都是在导管32下面转移的。
还研究了紧固机构40施加到蒸发器22上的紧固力的影响。图10表示了这个研究的结果。这个图表明容器最高温度(℃)的演变是紧固力(牛顿)的函数。可以看出,在紧固力从0增加到4000N的时候,这个温度是下降的,然而超过4000N以后,紧固力的任何增加都不起作用。如参考图4描述过的紧固机构40能够达到4000N的值而没有任何困难。
按照本发明的蒸发器22是通过把图2的准线性接触原理与参考图7描述过的第二实施例组合起来而制成的(夹套区段28a和导管32做成一体),它首先是用如参考图2所述的数值测试的(容器半径为1000mm,蒸发器的曲率半径等于1200mm,最大间隙为0.85mm,导管下面为准线性接触)。实验证实,这个蒸发器在发热方面相当于与容器的平均间隙为0.01mm的发明前已知工艺的蒸发器,实践中这是很难做到的。
其次,蒸发器22是通过把图3的特征(表面接触)与本发明的第二实施例组合起来而制成的。在这种情况下,由于有可能会遇到实现先前工艺特征的困难,所以在导管32轴线上的接触面不应太宽。于是对于直径2000mm的容器14来说,在得到大大增加的热产额和易于制作之间,40到60mm宽的接触区看来是一个令人满意的折中方案。
由于夹套28的最大部分只是特别部分地参与了热流的通过,所以如上参考图4到6所述的第一实施例构成了第三试验阶段。这是因为,这个实施例能以低成本保持一个可以接受的热产额。通过放置夹套28,使其离开容器14的距离等于导管32的外部尺寸,从而使所有的制造公差都消失了。夹套28构成一个连续的圆形构件,它能够围绕着导管32,把它们贴在容器14上。
此外,在夹套与容器之间产生了一个王冠形状的环形空间。这个空间相当于图2上的通道42。它有利于一种烟囱效应的出口改进,这种烟窗效应的出口允许这样流通的环境空气在自然对流的作用下做竖直流动,其动力是容器14的发热量。于是就产生了非常有效的独立的无源冷却,这是因为它是与容器直接接触而产生的,也就是说,没有任何接触热阻。这种冷却效应添加到导热管与容器接触的冷却效应上。因此用很低的成本,这个实施例的总产额就大于发明前已知工艺的总产额。
可认为,夹套28外面空气的自然对流不起显著的作用,而且这个现象被添加到前面的两个现象上。
竖直通道42中的这种湍流是相当有效的,它可以减少流体回路应排出的热流。在两种情况中这种减少都是有利的:一方面,如果偶然故障对流体回路起作用,那么进行干预所需要的延迟就被大大加长了;另一方面,考虑到热流的减少,可以停止使用流体回路的日期被显著地预期。
按照本发明实施例的一个变体,使用业内人士熟知的方法,在闭合回路中抽取垂直通道42中流动的空气。此外这个变体的优点是实现了辅助封闭的一个密封屏障,在可能出事故的情况下增加安全性,防止对储存处的空气热影响。
此外应当注意,夹套28对现场的混凝土构件还起一个隔离屏的作用,而且其温度比发明前已知工艺中所用夹套的温度低,这是由于它在其两个表面上被冷却,与导管32没有热的连续性。
最后,还看到,由于本发明装置的高性能,所用材料的热传导率对热产额的贡献微乎其微。因此设计师比发明前已知工艺有更宽的材料选择余地。
Claims (15)
1.长期存放发热制品的装置,它包含有至少一个封闭该制品的容器(14)、蒸发器(22)和紧固机构(40),这个蒸发器(22)又包含围绕着容器(14)的夹套(28)和许多与夹套(28)做成一体并充满了冷却流体的导管(32),此紧固机构则把蒸发器(22)紧固在容器(14)上,这个装置的特征在于:蒸发器(22)具有一个内表面,使得紧固机构(40)只是在每根导管(32)的正面,才保持蒸发器(22)与容器(14)的外表面(30)紧密接触。
2.按照权利要求1所述的装置,其特征在于:在导管(32)之间,蒸发器(22)内表面的曲率半径大致大于容器(14)的外表面(30)的曲率半径。
3.按照权利要求1和2中的任一项所述的装置,其特征在于:在每根导管(32)的正面,蒸发器(22)的内表面都包含有形状与容器(14)的外表面(30)互补的部分(44),它通过紧固机构(40)保持与该外表面紧密地表面接触。
4.按照权利要求1到3中的任一项所述的装置,其特征在于:导管(32)固定在构成夹套(28)的一个大致圆截面的连续构件内。
5.按照权利要求4所述的装置,其特征在于:导管(32)用焊接固定在夹套(28)内。
6.按照权利要求4所述的装置,其特征在于:导管(32)包含有位于夹套(28)和容器(14)之间的散热片(32a)。
7.按照权利要求1到3中的任一项所述的装置,其特征在于:每根导管(32)都与两个夹套区段(28a)做成一体,与相邻导管(32)成一体的夹套区段(28a)被边靠边地组合起来,构成夹套(28)。
8.按照权利要求7所述的装置,其特征在于:与相邻导管(32)成一体的夹套区段(28a)用焊接(54)组合在一起。
9.按照权利要求7和8中的任一项所述的装置,其特征在于:与相邻导管(32)成一体的夹套区段(28a)用机械连接机构(56)组合在一起。
10.按照权利要求1到9中的任一项所述的装置,其特征在于:导管(32)具有大致正方形或者长方形的横截面。
11.按照权利要求1到9中的任一项所述的装置,其特征在于:导管(32)具有大致圆的横截面。
12.按照权利要求10所述的装置,其特征在于:导管(32)具有一些凸缘(52),其内表面通过紧固机构(40)与容器(14)的外表面(30)保持紧密地表面接触。
13.按照权利要求1到12中的任一项所述的装置,其特征在于:蒸发器(22)的外表面包含有散热片(58)。
14.按照前面权利要求中的任一项所述的装置,其特征在于:除位于导管(32)正面的区域之外,蒸发器(22)离容器(14)有一段距离,使得通过自然对流为空气流动限定一些竖直通道(42)。
15.按照权利要求14所述的装置,其特征在于:这些通道(42)是构成封闭的闭合回路的部分。
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US3335789A (en) * | 1965-10-21 | 1967-08-15 | Raskin Walter | Resilient heat exchange device |
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BE791334A (fr) * | 1971-11-15 | 1973-03-01 | Lemer & Cie | Dispositif perfectionne pour le refroidissement par air de chateau de transport de produits radioactifs |
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DE3301735C2 (de) * | 1983-01-20 | 1986-04-10 | Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich | Übergangslager für hochradioaktiven Abfall |
DE3310233A1 (de) * | 1983-03-22 | 1984-10-04 | Strabag Bau-AG, 5000 Köln | Behaeltnis zur lagerung radioaktiver elemente |
DE3343166A1 (de) * | 1983-11-29 | 1985-06-05 | Alkem Gmbh, 6450 Hanau | Behaelter insbesondere fuer radioaktive substanzen |
DE3822212C1 (en) * | 1988-07-01 | 1989-11-16 | Hochtemperatur-Reaktorbau Gmbh, 4600 Dortmund, De | Nuclear reactor installation consisting of a high-temperature small reactor, a helium/helium heat exchanger and a helium/water heat exchanger |
FR2724756B1 (fr) * | 1994-09-16 | 1996-12-27 | Robatel Slpi | Dispositif pour le refroidissement d'enceintes de confinement, notamment de silos de stockage de combustibles nucleaires irradies |
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