CN206401036U - 反应堆安全壳外置空冷器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反应堆安全壳外置空冷器，包括：设有外置空冷器进口的上联箱；设有外置空冷器出口的下联箱，所述下联箱设在所述上联箱下方；设在所述上联箱的两侧的上部换热管束，所述上部换热管束的内端与所述上联箱相连，所述上部换热管束的外端相对于所述上联箱向外向下倾斜延伸；设在所述下联箱的两侧的下部换热管束，所述下部换热管束的内端与所述下联箱相连，所述下部换热管束的外端相对于所述下联箱向外向上倾斜延伸且分别与所述上部换热管束的外端连通。根据本实用新型的反应堆安全壳外置空冷器，增加自然循环高度差，提高自然循环换热能力，增强了传热效果，结构简单、紧凑，节省占用空间，同时还达到了非能动长期冷却的要求。

Description

反应堆安全壳外置空冷器

技术领域

本实用新型涉及反应堆技术领域，更具体地，涉及一种用于设置在反应堆安全壳外面用于在反应堆发生事故时能够长期非能动地导出安全壳内热量的空冷器。

背景技术

核反应堆发生事故时，需要将安全壳内的堆芯衰变热量导出，相关技术中，通常采用向安全壳喷淋冷却水以及原有安全壳流道中空气的自然循环冷却方法导出热量。但是这种喷淋冷却需要设置大的冷却水箱，水量有限。同时，在反应堆事故工况和冷却水耗尽的情况下，仅靠原有安全壳流道内的空气自然循环无法导出安全壳内全部热量，因此，相关常规技术限制了有效冷却时间，无法真正做到非能动长期冷却。为此，本实用新型提出了在安全壳内外设置空冷器换热系统，其中设在安全壳外面的空冷器通常称为外置空冷器。目前已有的相关常规技术中的反应堆安全壳外置空冷器的换热管数量较多，自然循环能力较差，在高度空间上占用的空间较大，会占用核电厂安全壳风道，影响核电厂安全壳自身换热能力，并且结构比较复杂、不紧凑。

相关技术中的火电厂间接空冷机组中使用的空冷器，通常是将两个大致呈A字形的空冷器并排水平放置。但是该种空冷器的上方为两个大入口联箱，底部设置3-4个出口联箱。因此需要较多的入口和出口管。由于一组空冷器由两个空冷器单元组成，翅片管采用4排管结构，因此这个形式的空冷器需要较多的翅片管，水侧流速较小，水侧热阻大，换热效率低，不适于用于反应堆安全壳热量导出。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种反应堆安全壳外置空冷器，该反应堆安全壳外置空冷器的结构简单、紧凑，热交换效果好，节省空间。

根据本实用新型的反应堆安全壳外置空冷器，包括：上联箱，下联箱，上部换热管束和下部换热管束，所述上联箱设有外置空冷器进口，所述下联箱设在所述上联箱下方且彼此间隔开，所述下联箱设有外置空冷器出口，所述上部换热管束设在所述上联箱的两侧，所述上部换热管束的内端与所述上联箱相连，所述上部换热管束的外端相对于所述上联箱向外向下倾斜延伸，所述下部换热管束设在所述下联箱的两侧，所述下部换热管束的内端与所述下联箱相连，所述下部换热管束的外端相对于所述下联箱向外向上倾斜延伸且分别与所述上部换热管束的外端连通。

根据本实用新型的反应堆安全壳外置空冷器，通过在上联箱的两侧设置上部换热管束，在下联箱的两侧设置下部换热管束，上部换热管束的外端与下部换热管束的外端相互连通，外置空冷器内部的流体由上联箱、上部换热管束流动到下部换热管束、下联箱，即外置空冷器内的流体由上端向下端流动，外置空冷器外部的空气由下向上流动，外置空冷器内部的流体和外部的空气的流动方向相反，有利于内部的流体和外部的空气之间的热量传递，增强了传热效果，而且，空气依次穿过下部换热管束和上部换热管束，提高了换热效果，该反应堆安全壳外置空冷器不仅结构简单、紧凑，且外形整洁、在提高换热能力的情况下节省了外置空冷器的占用空间。

另外，根据本实用新型的反应堆安全壳外置空冷器，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述上部换热管束和所述下部换热管束分别包括多个沿所述上联箱和所述下联箱的轴向间隔开分布的换热管。

根据本实用新型的一个实施例，所述上部换热管束和所述下部换热管束的所述换热管分别包括上下间隔开布置的多排，相邻两排的所述换热管在所述上联箱和所述下联箱的轴向上交错分布。

根据本实用新型的一个实施例，相邻两排所述换热管中，在上下方向上相邻的两个所述换热管之间间隔开的距离S1与在所述上联箱的轴向上相邻的两个所述换热管之间间隔开的距离S2相等。

根据本实用新型的一个实施例，所述上部换热管束和所述下部换热管束分别包括四排所述换热管。

根据本实用新型的一个实施例，20mm＜S1＝S2＜30mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述上部换热管束和所述下部换热管束还分别包括多个沿所述换热管的轴向间隔开分布的散热片，所述散热片设在所述换热管上。

根据本实用新型的一个实施例，所述散热片形成为矩形片体，每个所述散热片分别与多排所述换热管相连。

根据本实用新型的一个实施例，相邻两个所述散热片沿所述换热管的轴向间隔开的距离为3-4mm。

根据本实用新型的一个实施例，所述上部换热管束与所述下部换热管束对称设置。

根据本实用新型的一个实施例，所述上部换热管束的外端与所述下部换热管束的外端之间设有竖直管段，所述上部换热管束与所述下部换热管束通过所述竖直管段相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述竖直管段包括四个，所述上联箱和所述下联箱的两侧分别设有两个所述竖直管段，位于两侧的四个所述竖直管段分别位于所述上联箱和所述下联箱的轴向两端。

根据本实用新型的一个实施例，所述竖直管段的轴向长度为0.4-0.5m。

根据本实用新型的一个实施例，所述上部换热管束的倾斜方向相对于水平面之间形成的夹角角度8°-12°。

根据本实用新型的一个实施例，所述上联箱的顶部与所述下联箱的底部之间的竖直高度为2.6-3m，所述上联箱和所述下联箱的轴向长度为4.5-5.5m，所述上部换热管束和所述下部换热管束的轴向长度为4-5m，位于所述上联箱两侧的所述上部换热管束外端的水平直线距离为9.4-9.6m。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/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是根据本实用新型实施例的反应堆安全壳外置空冷器的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的反应堆安全壳外置空冷器的结构示意图。

附图标记：

100：外置空冷器；

10：上联箱；20：下联箱；30：上部换热管束；40：下部换热管束；50：竖直管段。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图1和图2具体描述根据本实用新型实施例的反应堆安全壳外置空冷器100。

根据本实用新型实施例的反应堆安全壳外置空冷器100包括：上联箱10、下联箱20、上部换热管束30和下部换热管束40。

具体而言，上联箱10上设有外置空冷器进口，下联箱20与上联箱10设在上联箱10下方且彼此间隔开，下联箱20设有外置空冷器出口，上部换热管束30设在上联箱10的两侧，上部换热管束30的内端(即上部换热管束30中的各个上部换热管的内端)与上联箱10相连，上部换热管束30的外端(即上部换热管束30中的各个上部换热管的外端)从上联箱向外(即朝向上联箱10的左右两侧)向下倾斜延伸，下部换热管束40设在下联箱20的两侧，下部换热管束40的内端(即下部换热管束40中的各个下部换热管的内端)与下联箱20相连，下部换热管束40的外端(即下部换热管束40中的各个下部换热管的外端)从下联箱向外(即朝向下联箱20的左右两侧)向上倾斜延伸且分别与上部换热管束30的外端连通。

换言之，反应堆安全壳外置空冷器100主要由上联箱10、下联箱20、上部换热管束30和下部换热管束40组成，上联箱10具有外置空冷器进口，下联箱20具有外置空冷器出口，上联箱10与下联箱20在上下方向上相对间隔布置，下联箱20位于上联箱10的下方，流体可以通过上联箱10的外置空冷器进口进入反应堆安全壳外置空冷器100内，依次经过上部换热管束30和下部换热管束40流动至下联箱20，由下联箱20上的外置空冷器出口流出反应堆安全壳外置空冷器100。

上部换热管束30分别设在上联箱10的左右两侧，下部换热管束40分别设在下联箱20的左右两侧，上部换热管束30的一端(如图1中上部换热管束30的内端)与上联箱10相连接，另一端(如图1中上部换热管束30的外端)向外向下倾斜延伸，下部换热管束40的一端(如图1中下部换热管束40的内端)与下联箱20相连接，另一端(如图1中下部换热管束40的外端)向外向上倾斜延伸，上部换热管束30的外端与下部换热管束40的外端相连通。例如，优选地，如图1所示，反应堆安全壳外置空冷器100成大体菱形结构。

具体地，流体(即传热介质)由上联箱10的外置空冷器进口进入上联箱10内，通过上联箱10两侧的上部换热管束30，以及与上部换热管束30相连通的下部换热管束40流动到下联箱20，再经由下联箱20上的外置空冷器出口流出，在外置空冷器100内的流体由上至下流经上部换热管束30和下部换热管束40的同时，外置空冷器100外部的空气的从下至上掠过下部空冷器管束30和上部空冷器管束40，外置空冷器100外部流体的流动方向如图1中的箭头方向所示，进而实现外置空冷器100内部流体与外部流体的热量交换。

由此，根据本实用新型实施例的反应堆安全壳外置空冷器100，通过在上联箱10的两侧设置上部换热管束30，在下联箱20的两侧设置下部换热管束40，上部换热管束30的外端与下部换热管束40的外端相互连通，反应堆安全壳外置空冷器100内部的流体由上联箱10、上部换热管束30流动到下部换热管束40、下联箱20，即反应堆安全壳外置空冷器100内的流体由上端向下端流动，反应堆安全壳外置空冷器100外部的空气由下端向上端流动，反应堆安全壳外置空冷器100内部的流体和外部的空气的流动方向相反，有利于内部的流体和外部的空气之间的热量传递，增强了传热效果，该反应堆安全壳外置空冷器100不仅结构简单、紧凑，且外形整洁、在增加换热效率的情况下节省反应堆安全壳外置空冷器100的占用空间。

可选地，上部换热管束30和下部换热管束40分别包括多个沿上联箱10和下联箱20的轴向间隔开分布的换热管。

也就是说，上部换热管束30主要由多个沿着上联箱10的轴向间隔布置的换热管组成，下部换热管束40主要由多个沿着下联箱20的轴向间隔布置的换热管组成，即构成上部换热管束30的多个换热管在上联箱10的轴向方向上间隔排布，构成下部换热管束40的多个换热管在下联箱20的轴向方向上间隔排布，上部换热管束30与下部换热管束40的结构在上下方向上大致呈对称布置，使得反应堆安全壳外置空冷器100的结构紧凑。

在一个实施例中，上部换热管束30和下部换热管束40的换热管分别包括上下间隔开布置的多排，相邻两排的换热管在上联箱10和下联箱20的轴向上交错分布。

换句话说，上部换热管束30的多个换热管形成为在上下方向上间隔开的多排，下部换热管束40的多个换热管形成为在上下方向上间隔开的多排，即上部换热管束30主要由上下间隔开布置的多排换热管组成，下部换热管束40主要由上下间隔开布置的多排换热管组成，沿着上联箱10和下联箱20的轴向相邻两排的换热管交叉错开布置，避免换热管之间互相遮挡，有利于增强每个换热管的换热效果，进而改善整个反应堆安全壳外置空冷器100的换热性能。

有利地，相邻两排换热管中，在上下方向上相邻的两个换热管之间间隔开的距离S1与在上联箱10的轴向上相邻的两个换热管之间间隔开的距离S2相等。

可以理解的是，在相邻的两排换热管中，沿着上下方向相邻的两个换热管之间间隔开的距离用S1来表示，沿着上联箱10的轴向相邻的两个换热管之间间隔开的距离用S2来表示，且S1与S2相等，即对于相邻的两排换热管，相邻的两个换热管在上下方向上的间隔距离与在上联箱10的轴向上的间隔距离相等，在保证每个换热管的传热效果的前提下，使得多个换热管的热交换效果均匀，避免局部过热或过冷的现象发生。

优选地，上部换热管束30和下部换热管束40分别包括四排换热管，即上部换热管束30主要由四排换热管组成，下部换热管束40主要由四排换热管组成，上部换热管束30的四排换热管之间分别在上下方向和上联箱10的轴向上间隔交错分布，下部换热管束40的四排换热管之间分别在上下方向和下联箱20的轴向上间隔交错分布，不仅可以保证上部换热管束30和下部换热管束40的均匀换热效果，且使得整体结构更加紧凑、外形美观。

具体地，20mm＜S1＝S2＜30mm。也就是说，对于相邻两排的换热管中，在上下方向上相邻的两个换热管之间间隔开的距离S1与在上联箱10的轴向上相邻的两个换热管之间间隔开的距离S2相等，且相邻的两个换热管在上下方向上的间隔距离或者在上联箱10的轴向上的间隔距离的范围在20mm和30mm之间，可以取22mm、24mm、26mm、28mm等，可以依据实际情况的需要进行灵活选取，通过将相邻的两个换热管在上下方向上的间隔距离或者在上联箱10的轴向上的间隔距离限定在上述范围之内，换热管与换热管之间留有充足的空间，可以避免换热管之间互相遮挡，不会影响每个换热管的传热效果，进而保证了每个换热管的传热效率。

在本实用新型的一些具体实施方式中，上部换热管束30和下部换热管束40分别包括多个沿换热管的轴向间隔开分布的散热片，散热片设在换热管上。

换句话说，上部换热管束30还设置有多个在换热管的轴向方向上间隔排布的散热片，下部换热管束40同样设置有多个在换热管的轴向方向上间隔排布的散热片，每个散热片分别设置在换热管上，换热管的散热片进一步增大了换热面积，增强了换热效果。

优选地，散热片形成为矩形片体，每个散热片分别与多排换热管相连，每个散热片大致呈矩形片体设置，每个散热片分别与多排换热管连接，不仅增大了换热面积，加强了换热效果，且每个散热片与多个换热管相连，连接十分可靠，不易从换热管上脱离，增强了散热片与换热管的结构稳定性。

有利地，相邻两个散热片沿换热管的轴向间隔开的距离为3-4mm，即相邻的两个散热片在换热管的轴向方向上相互间隔的距离为3mm至4mm，如可以为3mm、3.3mm、3.5mm、3.7mm或者4mm，依据实际需要进行选取设置，通过将相邻两个散热片在换热管的轴向上的间隔距离限制在上述范围之内，既保证了相邻散热片之间无干扰，可以保证每个散热片的传热效率，又提高了整体的传热效果。

优选地，上部换热管束30与下部换热管束40对称设置，上部换热管束30与下部换热管束40在上下方向上呈对称设置，不仅保证了外形的美观性，且通过上下对称设置，延长了流体流经换热管的流动路径，可以在换热管上增设的更多的散热片，增大了换热面积，进而达到增强传热效果的目的。

在本实用新型实施例中，上部换热管束30的外端与下部换热管束40的外端之间设有竖直管段50，上部换热管束30与下部换热管束40通过竖直管段50相连。

参照图1，上部换热管束30的外端即指上部换热管束30向下倾斜延伸的一端，下部换热管束40的外端即指下部换热管束40向上倾斜延伸的一端，在上部换热管束30的外端与下部换热管束40的外端之间布置有竖直管段50，竖直管段50连接上部换热管束30的外端与下部换热管束40的外端，通过竖直管段50与上部换热管束30和下部换热管束40相连接，可以将上部换热管束30与下部换热管束40连接形成一个整体，使结构整体化。

可选地，竖直管段50包括四个，上联箱10和下联箱20的两侧分别设有两个竖直管段50，位于两侧的四个竖直管段50分别位于上联箱10和下联箱20的轴向两端。

如图1所示，反应堆安全壳外置空冷器100包括四个竖直管段50，在上联箱10与下联箱20的两侧分别布置有两个竖直管段50，四个竖直管段50分别位于上联箱10和下联箱20的两侧，且布置在上联箱10和下联箱20的轴向的两端，位于上联箱10和下联箱20的轴向两端的四个竖直管段50大致呈对称布置，外形美观，结构更加整体化。

有利地，竖直管段50的轴向长度为0.4-0.5m，每个竖直管段50的轴向长度范围在0.4m至0.5m之间，即竖直管段50的轴向长度的最大值为0.5m，竖直管段50的轴向长度的最小值取0.4m，如可以取0.4m、0.42m、0.45m、0.47m、0.48m或0.5m，具体地，根据实际需要进行选取，通过将竖直管段50的轴向长度限定在上述范围之内，可以保证上部换热管束30与下部换热管束40的良好过渡，使得整个结构一体化，结构更加紧凑。

优选地，上部换热管束30的倾斜方向相对于水平面之间形成的夹角角度8°-12°，上部换热管束30的倾斜延伸方向与水平面之间的夹角范围在8°至12°之间，具体地，可以取8°、9°、10°、10.5°、11°或12°，具体的上部换热管束30的倾斜方向与水平面的夹角取值，需要根据实际需要设定，通过将上部换热管束30的倾斜方向与水平面的夹角的取值限制在上述范围之内，既可以保证流体缓慢顺畅地向下流动，又可以保证流体在向下流动的同时与外部的空气进行换热，可以有效地减少反应堆安全壳外置空冷器100的外部流体在进出换热管通道时的转向损失。

具体地，上联箱10的顶部与下联箱20的底部之间的竖直高度为2.6-3m，上联箱10和下联箱20的轴向长度为4.5-5.5m，上部换热管束30和下部换热管束40的轴向长度为4-5m，位于上联箱10两侧的上部换热管束30外端的水平直线距离为9.4-9.6m。

如图1所示，上联箱10的顶部与下联箱20的底部在竖直方向上的距离在2.6m至3m之间，可以取2.6m、2.7m、2.8m、2.9m或者3m，具体的上部换热管束30的顶部与下部换热管束40的底部的竖直高度取值，需要根据实际需要设定，通过将上部换热管束30的顶部与下部换热管束40的底部的竖直高度的取值限制在上述范围之内，在保证换热效率和换热效果的前提下，使得结构更加紧凑，在布置反应堆安全壳外置空冷器100时可以有更多的调节裕度，使自然循环具有更大的高度差。

另外，上联箱10和下联箱20在轴向上的长度范围在4.5m至5.5m之间，例如可以取4.5m、4.7m、4.9m、5.1m、5.3m或者5.5m，具体的上联箱10和下联箱20在轴向上的长度取值，需要根据实际需要设定，通过将上联箱10和下联箱20在轴向上的长度的取值限制在上述范围之内，保证了换热效率和换热效果。

再者，上部换热管束30和下部换热管束40在轴向上的长度范围为4m至5m之间，例如可以取4.0m、4.2m、4.4m、4.6m、4.8m或者5.0m，具体的上部换热管束30和下部换热管束40在轴向上的长度取值，需要根据实际需要设定，通过将上部换热管束30和下部换热管束40在轴向上的长度的取值限制在上述范围之内，保证了反应堆安全壳外置空冷器100内部流体与外部流体可以充分换热。

此外，分布在上联箱10两侧的上部换热管束30的外端在水平方向上的直线距离的范围在9.4m至9.6m之间，例如可以取9.4m、9.45m、9.5m、9.55m或9.6m，具体的上联箱10两侧的上部换热管束30的外端在水平方向上的直线距离取值，需要根据实际需要设定，通过将上联箱10两侧的上部换热管束30的外端在水平方向上的直线距离的取值限制在上述范围之内，保证了反应堆安全壳外置空冷器100的换热效果，结构紧凑。

下面结合具体实施例对本实用新型实施例的反应堆安全壳外置空冷器100进行描述。

如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的反应堆安全壳外置空冷器100包括上联箱10、下联箱20、上部换热管束30、下部换热管束40和竖直管段50，上部换热管束30和下部换热管束40分别包括多排换热管和多个沿换热管的轴向间隔开分布的散热片。上部换热管束30的换热管可以为圆管，也可以为扁管，椭圆形管，类似地，下部换热管束40的换热管可以为圆管，也可以为扁管，椭圆形管。

具体地，上联箱10与下联箱20在竖直方向上相对布置，上联箱10位于下联箱20的上方，在上联箱10的两侧设置有上部换热管束30，即上部的换热管束的内端与上联箱10相连接，上部换热管束30的外端与竖直管段50的上端相连接，在下联箱20的两侧设置有下部换热管束40，下部换热管束40的内端与下联箱20相连接，下部换热管束40的外端与竖直管段50的下端相连接。

上部换热管束30和下部换热管分别包括多排换热管，上部换热管束30的多排换热管在上下方向及上联箱10的轴向上交叉错开排布，下部换热管束40的多排换热管同样在上下方向及下联箱20的轴向上交叉错开排布，在上部换热管束30和下部换热管还设置有多个散热片，每个散热片与多个换热管相连接。

流体通过上联箱10的外置空冷器进口进入上联箱10内，经由上联箱10两侧的上部换热管束30，以及与上部换热管束30相连通的竖直管段50，再通过与竖直管段50相连通的下部换热管束40流动到下联箱20，再经由下联箱20上的外置空冷器出口流出外界，在反应堆安全壳外置空冷器100内的流体由上至下流经上部换热管束30、竖直管段50和下部换热管束40的同时，反应堆安全壳外置空冷器100外部的空气的从下至上掠过下部空冷器管束、竖直管段50和上部空冷器管束，从而实现反应堆安全壳外置空冷器100内部流体与外部流体的热量交换。

如图2所示，本实用新型实施例中的反应堆安全壳外置空冷器100形成为一个水平放置的菱形棱柱，与传统的将两个空冷器并排水平放置的双A形空冷器相比，反应堆安全壳外置空冷器100具有比较紧凑的结构，在高度方向上占用空间小，可以在有限的空间内尽可能多的布置换热面积，换热面积较大，外部流体从下向上进入反应堆安全壳外置空冷器100的通道，经过一次换热后从上方流出，流动阻力相对较小，只有上联箱10和下联箱20，需要的外置空冷器进口和外置空冷器出口管路较少，同时，换热管的数量较少，换热管内的流速较大，有利于进行换热，且内部流体的热阻较小，单位体积的换热嫩能力增强，反应堆安全壳外置空冷器100的外部流体由下至上流动，流动阻力较大，可以实现充分换热。

此外，在自然循环过程中，空冷器内部的流体热阻是需要考虑的一个重要因素，与同样径向尺寸的双A型空冷器相比，具有菱形结构的反应堆安全壳外置空冷器100的换热管数量可以减少一半，因此反应堆安全壳外置空冷器100内流体的热阻要小的多，单位体积空冷器的空冷器能力更强。

还需要说明的是，具有菱形结构的反应堆安全壳外置空冷器100要比双A型空冷器在安全壳环境中的抗震性能好，经过计算，菱形结构的反应堆安全壳外置空冷器100的整体性强，与安全壳固定后，抗震性能良好，更适用于安装在核电厂的安全壳环境中。

例如反应堆安全壳外置空冷器100比双A型空冷器在高度方向上缩小2.5m，在安全壳内有限的空间中，可以进一步提高与内置空冷器(未示出)高度差2.5m。以下表1中的数据为例，反应堆安全壳外置空冷器100与内置空冷器的高度差增加1.5m，就可以使得空冷器的质量流量增加106.3％，换热功率增加6.5％。自然循环的高度差(密度差)影响自然循环能力，其高度差越大，自然循环质量流量越大，换热功率越大，如表1所示。

表1不同高度差的自然循环性能比较

高度差(m)	质量流量(kg/s)	换热功率(kw)
			6.75	46.05	2675.00
7.25	59.75	2750.00
			7.75	78.75	2822.00
8.25	95.00	2850.00

因此，与传统的双A型空冷器相比，具有菱形结构的反应堆安全壳外置空冷器100在高度方向上的尺寸减小，与内置空冷器的高度差增大，增强了自然循环能力，增大换热能力，为安全壳72小时后无时限非能动余热导出系统提供足够的高度差。在保证相同的工况下(例如空冷器内循环水的入口温度373.16K，环境温度为323.16K，采用自然通风形式)，双A型空冷器的换热量为0.36MW，具有菱形结构的反应堆安全壳外置空冷器100的总换热量为2.22MW。

由此，根据本实用新型实施例的反应堆安全壳外置空冷器100，通过在上联箱10的两侧设置上部换热管束30，在下联箱20的两侧设置下部换热管束40，上部换热管束30的外端与下部换热管束40的外端相互连通，反应堆安全壳外置空冷器100内部的流体由上联箱10、上部换热管束30流动到下部换热管束40、下联箱20，即反应堆安全壳外置空冷器100内的流体由上端向下端流动，反应堆安全壳外置空冷器100外部的空气由下端向上端流动，外置空冷器100内部的流体和外部的空气的流动方向相反，有利于内部的流体和外部的空气之间的热量传递，增强了传热效果，反应堆安全壳外置空冷器100的上部结构与下部结构互相对称，不仅反应堆安全壳外置空冷器100的结构简单、紧凑，可以在有限空间能尽可能多的布置换热面积，且外形整洁、美观，节省反应堆安全壳外置空冷器100的占用空间。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

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实用新型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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，包括：

上联箱，所述上联箱设有外置空冷器进口；

下联箱，所述下联箱设在所述上联箱下方且彼此间隔开，所述下联箱设有外置空冷器出口；

上部换热管束，所述上部换热管束设在所述上联箱的两侧，所述上部换热管束的内端与所述上联箱相连，所述上部换热管束的外端相对于所述上联箱向外向下倾斜延伸；

下部换热管束，所述下部换热管束设在所述下联箱的两侧，所述下部换热管束的内端与所述下联箱相连，所述下部换热管束的外端相对于所述下联箱向外向上倾斜延伸且分别与所述上部换热管束的外端连通。

2.根据权利要求1所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述上部换热管束和所述下部换热管束分别包括多个沿所述上联箱和所述下联箱的轴向间隔开分布的换热管。

3.根据权利要求2所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述上部换热管束和所述下部换热管束的所述换热管分别包括上下间隔开布置的多排，相邻两排的所述换热管在所述上联箱和所述下联箱的轴向上交错分布。

4.根据权利要求3所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，相邻两排所述换热管中，在上下方向上相邻的两个所述换热管之间间隔开的距离S1与在所述上联箱的轴向上相邻的两个所述换热管之间间隔开的距离S2相等。

5.根据权利要求4所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述上部换热管束和所述下部换热管束分别包括四排所述换热管。

6.根据权利要求4所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，20mm＜S1＝S2＜30mm。

7.根据权利要求2所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述上部换热管束和所述下部换热管束还分别包括多个沿所述换热管的轴向间隔开分布的散热片，所述散热片设在所述换热管上。

8.根据权利要求7所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述散热片形成为矩形片体，每个所述散热片分别与多排所述换热管相连。

9.根据权利要求8所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，相邻两个所述散热片沿所述换热管的轴向间隔开的距离为3-4mm。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述上部换热管束与所述下部换热管束对称设置。

11.根据权利要求1-9中任一项所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述上部换热管束的外端与所述下部换热管束的外端之间设有竖直管段，所述上部换热管束与所述下部换热管束通过所述竖直管段相连。

12.根据权利要求11所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述竖直管段包括四个，所述上联箱和所述下联箱的两侧分别设有两个所述竖直管段，位于两侧的四个所述竖直管段分别位于所述上联箱和所述下联箱的轴向两端。

13.根据权利要求11所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述竖直管段的轴向长度为0.4-0.5m。

14.根据权利要求1-9中任一项所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述上部换热管束的倾斜方向相对于水平面之间形成的夹角角度8°-12°。

15.根据权利要求1-9中任一项所述的反应堆安全壳外置空冷器，其特征在于，所述上联箱的顶部与所述下联箱的底部之间的竖直高度为2.6-3m，所述上联箱和所述下联箱的轴向长度为4.5-5.5m，所述上部换热管束和所述下部换热管束的轴向长度为4-5m，位于所述上联箱两侧的所述上部换热管束外端的水平直线距离为9.4-9.6m。