CN210069996U - 带有热水储罐的低温堆供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有热水储罐的低温堆供暖系统，包括：产热回路(1)、隔离回路(2)、管网回路(3)和热水储罐组件(4)，产热回路(1)经过低温堆(11)而适于为产热回路(1)内的水加热，产热回路(1)上设置有第一换热器(13)；隔离回路(2)上设置有第二换热器(22)；管网回路(3)与待供暖热网(5)连通而适于为待供暖热网(5)供热，管网回路(3)上设置有热水罐组件(4)；第一换热器(13)中的两套管路分别连接在产热回路(1)和隔离回路(2)中，第二换热器(22)中的两套管路分别连接在隔离回路(2)和管网回路(3)中。该带有热水储罐的低温堆供暖系统可以实现清洁供暖，保护环境。

Description

带有热水储罐的低温堆供暖系统

技术领域

本实用新型涉及核能集中供热技术领域，特别涉及一种带有热水储罐的低温堆供暖系统。

背景技术

目前，我国北方供暖地区已基本形成以煤电集中供暖为主，分散小锅炉为辅的供暖格局。但是由于煤电供暖极易污染环境和空气，因而，探究清洁供暖能源势在必行。

而核能作为一种清洁能源，由于其对环境没有破坏性，通过核裂变产生的热量可以作为热源，实现对需供暖区域的集中供暖，因而，核能供暖可以作为解决我国北方供暖地区清洁供暖需求的重要途径。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种可以作为解决我国北方供暖地区清洁供暖需求的重要途径的低温堆供暖系统，以实现清洁供暖，保护环境。

具体而言，包括以下的技术方案：

提供了一种带有热水储罐的低温堆供暖系统，所述系统包括：产热回路、隔离回路、管网回路和热水储罐组件，其中，

所述产热回路经过低温堆而适于为所述产热回路内的水进行加热，所述产热回路上设置有第一循环泵和第一换热器；

所述隔离回路上设置有第二循环泵和第二换热器；

所述管网回路与待供暖热网连通而适于为所述待供暖热网进行供热，所述管网回路上设置有第三循环泵和所述热水储罐组件；

所述第一换热器中的两套管路分别连接在所述产热回路和所述隔离回路中，所述第二换热器中的两套管路分别连接在所述隔离回路和所述管网回路中。

在一种可能的设计中，所述热水储罐组件包括热水储罐、第一流入管路、第一流出管路、第二流入管路和第二流出管路；

所述第一流入管路设置在所述热水储罐的进水口与所述第二换热器中所述管网回路所在管路的出水口之间，所述第一流入管路上设置有第一调节阀；

所述第一流出管路设置在所述热水储罐的出水口和所述待供暖热网的回水口之间，所述第一流出管路上设置有第一隔离阀、热水泵和第二隔离阀；

所述第二流入管路设置在所述热水储罐的出水口和所述待供暖热网的回水口之间，所述第二流入管路上设置有第三隔离阀、所述热水泵和第四隔离阀；

所述第二流出管路设置在所述热水储罐的进水口与所述第二换热器中所述管网回路所在管路的进水口之间，所述第二流出管路上设置有第五隔离阀。

在一种可能的设计中，所述管网回路上还设置有第二调节阀；

所述第二调节阀位于所述待供暖热网的回水口与所述第二换热器中所述管网回路所在管路的进水口之间。

在一种可能的设计中，所述热水泵的个数为一个或多个；

多个所述热水泵并联相连。

在一种可能的设计中，所述第一循环泵或所述第二循环泵或所述第三循环泵或所述热水泵为定速泵或调速泵。

在一种可能的设计中，所述低温堆为壳式堆或池壳堆或泳池堆。

在一种可能的设计中，所述第一循环泵的个数为一个或多个；

多个所述第一循环泵并联相连。

在一种可能的设计中，所述第一换热器的个数为一个或多个；

多个所述第一换热器串联或并联相连。

在一种可能的设计中，所述第二循环泵的个数为一个或多个；

多个所述第二循环泵并联相连。

在一种可能的设计中，所述第二换热器的个数为一个或多个；

多个所述第二换热器串联或并联相连。

在一种可能的设计中，所述第一换热器或所述第二换热器为板式换热器或管壳式换热器或板壳式换热器。

在一种可能的设计中，所述第三循环泵的个数为一个或多个；

多个所述第三循环泵并联相连。

在一种可能的设计中，所述第一循环泵或所述第二循环泵为立式泵或卧式泵。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

1、通过低温堆产热，以加热产热回路内的水，并在第一循环泵的升压作用下，使得产热回路内的水形成供热循环；当产热回路内的水经过第一换热器时，由于第一换热器中的两套管路分别连接在产热回路和隔离回路中，因而产热回路可以将热量传递到隔离回路中，并在第二循环泵的升压作用下，使得隔离回路内的水得到循环加热；当隔离回路内的水经过第二换热器时，由于第二换热器中的两套管路分别连接在隔离回路和管网回路中，因而隔离回路可以将热量传递到管网回路中，并在第三循环泵的升压作用下，使得管网回路内的水得到循环加热，进而为待供暖热网进行供热，以满足待供暖热网所覆盖的居民区域的清洁供暖需求，实现清洁供暖，保护环境；

2、通过在产热回路与管网回路之间设置隔离回路，以实现放射性实体隔离，有效防止带有放射性的低温堆泄漏到管网回路中，威胁到待供暖热网所覆盖的居民区域的居民的人身安全；

3、由于白天的气温高于夜晚的气温，使得待供暖热网白天所需供热量少于夜晚所需的热量，因而通过在管网回路上设置热水储罐组件可以将白天产生的多余的热量储存起来，夜晚再释放热量以满足待供暖热网的热量需求，以调节供暖负荷，确保低温堆的高效率运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种带有热水储罐的低温堆供暖系统的第一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种带有热水储罐的低温堆供暖系统的储热过程示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种带有热水储罐的低温堆供暖系统的的放热过程示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种带有热水储罐的低温堆供暖系统的第二种结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种带有热水储罐的低温堆供暖系统的第三种结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种带有热水储罐的低温堆供暖系统的第四种结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种带有热水储罐的低温堆供暖系统的第五种结构示意图。

图中的附图标记分别表示：

1-产热回路，11-低温堆，12-第一循环泵，13-第一换热器，

2-隔离回路，21-第二循环泵，22-第二换热器，

3-管网回路，31-第三循环泵，32-第二调节阀，

4-热水储罐组件，

41-热水储罐，411-热水储罐的进水口，412-热水储罐的出水口，

42-第一流入管路，421-第一调节阀，

43-第一流出管路，431-第一隔离阀，432-热水泵，433-第二隔离阀，

44-第二流入管路，441-第三隔离阀，442-第四隔离阀，

45-第二流出管路，451-第五隔离阀，

5-待供暖热网，51-回水口，52-供水口。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

为解决冬季需要供暖的地区或长期有热水需求的地区的清洁供暖需求，本实用新型实施例提供了一种带有热水储罐的低温堆供暖系统，其结构示意图可以如图1所示，该系统包括：产热回路1、隔离回路2、管网回路3和热水储罐组件4。

其中，产热回路1经过低温堆11而适于为产热回路1内的水进行加热，产热回路1上设置有第一循环泵12和第一换热器13。

隔离回路2上设置有第二循环泵21和第二换热器22。

管网回路3与待供暖热网5连通而适于为待供暖热网5进行供热，管网回路3上设置有第三循环泵31和热水储罐组件4。

第一换热器13中的两套管路分别连接在产热回路1和隔离回路2中，第二换热器22中的两套管路分别连接在隔离回路2和管网回路3中。

可以理解的是，产热回路1中的各个部件、隔离回路2中的各个部件以及管网回路3中的各个部件、热水储罐组件4内的管路之间均通过管线相连。

本实用新型实施例的带有热水储罐的低温堆供暖系统的工作原理为：

通过低温堆11产热，以加热产热回路1内的水，并在第一循环泵12的升压作用下，使得产热回路1内的水形成供热循环；

当产热回路1内的水经过第一换热器13时，由于第一换热器13中的两套管路分别连接在产热回路1和隔离回路2中，因而产热回路1可以将热量传递到隔离回路2中，并在第二循环泵21的升压作用下，使得隔离回路2内的水得到循环加热；

当隔离回路2内的水经过第二换热器22时，由于第二换热器22中的两套管路分别连接在隔离回路2和管网回路3中，因而隔离回路2可以将热量传递到管网回路3中，并在第三循环泵31的升压作用下，使得管网回路3内的水得到循环加热，进而为待供暖热网5进行供热，以满足待供暖热网5所覆盖的居民区域的清洁供暖需求；

由于白天的气温高于夜晚的气温，使得待供暖热网5白天所需供热量少于夜晚所需的热量，因而通过在管网回路3上设置热水储罐组件4可以将白天产生的多余的热量储存起来，夜晚再释放热量以满足待供暖热网5的热量需求，以调节供暖负荷，以确保低温堆11的高效率运行。

通过在产热回路1与管网回路3之间设置隔离回路2，以实现放射性实体隔离，有效防止带有放射性的低温堆11泄漏到管网回路3中，威胁到待供暖热网5所覆盖的居民区域的居民的人身安全。

因此，本实用新型实施例的带有热水储罐的低温堆供暖系统通过产热回路 1、隔离回路2、管网回路3和热水储罐组件4，利用低温堆11的高效产热，实现了对待供暖热网5所覆盖的居民区域的清洁供暖需求，且该供暖方式清洁环保，有利于环境的保护以及生态的可持续发展。

下面对本实用新型实施例的带有热水储罐的低温堆供暖系统的结构进行进一步地描述说明：

对于产热回路1，其可以实现对本实用新型实施例的带有热水储罐的低温堆供暖系统的热量输出。

其中，低温堆11属于一种核反应堆，具体可以将出回水温为200℃左右的核反应堆定义为低温堆，其污染度仅是煤燃烧造成污染的1％。

对于低温堆11的热量和出口温度可以根据待供暖热网5的供热量需求进行确定。

第一循环泵12为产热回路1中的水的流动提供动力。

可选的，第一循环泵12的个数为一个或多个，以满足不同工况的需求。

当产热回路1的升压需求高时，第一循环泵12的个数为多个时，此时，多个第一循环泵12并联相连。

需要说明的是，第一循环泵12的流量与低温堆11的计算流量相匹配，并留有一定裕量，且其扬程根据产热回路1的管路阻力、第一换热器13的阻力以及低温堆11阻力进行确定，并留有一定裕量。

进一步地，可以根据第一循环泵12的流量和扬尘计算得到第一循环泵12 的个数。

第一换热器13可以实现将产热回路1中的热量传递到隔离回路2中。

可选的，第一换热器13的个数为一个或多个。

当产热回路1与隔离回路2之间换热需求量高时，第一换热器13的个数可以为多个，此时，多个第一换热器13串联或并联相连，如图4或图5所示。

而对于第一换热器13的换热面积，可以根据低温堆11的热量进行选取，并留有一定裕量。根据第一换热器13的换热面积，可以求取出第一换热器13 的个数。

在结构设置上，低温堆11可以为壳式堆或池壳堆或泳池堆，其具体构型可以根据实际需求进行设定；第一换热器13可以设置在低温堆11的出口处，第一循环泵12可以设置在低温堆11的入口与第一换热器13之间。

需要说明的是，产热回路1可以根据热负荷的多少设置多个隔离回路2和管网回路3的组合。

对于隔离回路2，其可以实现产热回路1与管网回路3之间的放射性实体隔离，有效防止当低温堆11发生意外事故时，带有放射性的低温堆11泄漏到管网回路3中，同时，可以实现将产热回路1的热量传递给管网回路3。

为了有效实现产热回路1与隔离回路2之间的热交换，隔离回路2的设计和运行压力应高于产热回路1的设计和运行压力。

其中，第二循环泵21为隔离回路2中的水的流动提供动力。

可选的，第二循环泵21的个数为一个或多个，以满足不同工况的需求。

当隔离回路2的升压需求高时，第二循环泵21的个数为多个时，此时，多个第二循环泵21并联相连。

需要说明的是，第二循环泵21的流量根据与产热回路1的换热率进行选取，并留有一定裕量，且其扬程根据隔离回路2的管路阻力、第一换热器13的阻力以及第二换热器22的阻力进行确定，并留有一定裕量。

进一步地，可以根据第二循环泵21的流量和扬尘计算得到第二循环泵21 的个数。

第二换热器22可以实现将隔离回路2中的热量传递到管网回路3中。

可选的，第二换热器22的个数为一个或多个。

当隔离回路2与管网回路3之间换热需求量高时，第二换热器22的个数可以为多个，此时，多个第二换热器22串联或并联相连，如图6或图7所示。

而对于第二换热器22的换热面积，可以根据产热回路1的换热量进行确定，并留有一定裕量。根据第二换热器22的换热面积，可以求取出第二换热器22 的个数。

需要说明的是，对于第一换热器13或第二换热器22而言，第一换热器13 或第二换热器22可以为板式换热器或管壳式换热器或板壳式换热器，其结构类型可以根据实际情况进行选取，在本实用新型实施例中不作具体限定。

同时，对于第一循环泵12或第二循环泵21，其结构可以为立式泵或卧式泵，可以根据实际情况进行选取利用，在本实用新型实施例中也不作具体限定。

对于管网回路3，管网回路3与待供暖热网5连通，可以实现对待供暖热网5的热量供给，以满足城镇的供暖需求。

其中，管网回路3内供回水温度和流量，可以根据待供暖热网5中的换热站的需求进行选取。

第三循环泵31为管网回路3中的水的流动提供动力。

可选的，第三循环泵31的个数为一个或多个，以满足不同工况的需求。

当管网回路3的升压需求高时，第三循环泵31的个数为多个时，此时，多个第三循环泵31并联相连。

需要说明的是，第三循环泵31的流量根据待供暖热网5中的换热站的需求进行选取，并留有一定裕量，且其扬程根据管网回路3的管路阻力以及换热站的阻力进行确定，并留有一定裕量。可以根据第三循环泵31的流量和扬尘计算得到第三循环泵31的个数。

进一步地，为了调节管网回路3的回水，管网回路3上还可以设置有第二调节阀32，第二调节阀32位于待供暖热网5的回水口51与第二换热器22中管网回路3所在管路的进水口之间。

可以理解的是，待供暖热网5还需要经过后续的换热站才能将热量送至用户，与回水口51相对应地是，带供暖热网5还设置有供水口52，如图2或图3 所示。

对于热水储罐组件4，其具有储热功能，可以储存管网回路3由于白天高供热量减少而多余的热量，夜间释放由于气温低管网回路3供热量增加所需求的热量，以调节供暖负荷，保证低温堆11高效率运行，同时避免由于热负荷变动而导致低温堆11控制棒频繁动作。

可选的，热水储罐组件4可以包括热水储罐41、第一流入管路42、第一流出管路43、第二流入管路44和第二流出管路45。

其中，由于在管网回路3中循环的水的总量是恒定的，且需流通的水量大，因而热水储罐41的容积也较大，在没有恒温设备的情况下，难以保证热水储罐 41内水温的恒定，因而当将热水从热水储罐41的上部注入时，其下部排出的应为冷水。热水储罐41的容积可以根据白天热负荷与低温堆11额定供热量的差值积分选取，并留有一定裕量。

同时，为了确保热水储罐组件4在储层热量或释放热量时，不影响回路内水的循环，因而可以在热水储罐组件4中设置对应的热水流入管路，也就是第一流入管路42；冷水流出管路，也就是第一流出管路43；冷水流出管路，也就是第二流入管路44；热水流出管路，也就是第二流出管路45。

具体地，热水储罐41可以为一个或多个，以满足不同工况的需求。

当管网回路3中水量较大时，热水储罐41的个数为多个时，此时，多个热水储罐41并联相连。

同时，热水储罐41设有呼吸阀和安全阀，以确保热水储罐41的运行安全。

而第一流入管路42可以设置在热水储罐41的进水口411与第二换热器22 中管网回路3所在管路的出水口之间，第一流入管路42上设置有第一调节阀421，以调节控制第一流入管路42的连通；

第一流出管路43可以设置在热水储罐41的出水口412和待供暖热网5的回水口51之间，第一流出管路43上设置有第一隔离阀431、热水泵432和第二隔离阀433，以控制第一流出管路43的连通；

第二流入管路44可以设置在热水储罐41的出水口412和待供暖热网5的回水口51之间，第二流入管路44上设置有第三隔离阀441、热水泵432和第四隔离阀442，以控制第二流入管路44的连通；

第二流出管路45可以设置在热水储罐41的进水口411与第二换热器22 中管网回路3所在管路的进水口之间，第二流出管路45上设置有第五隔离阀 451，以控制第二流出管路45的连通。

需要说明的是，热水泵432的设置是为了给第一流出管路43或第二流入管路44内的水提供流动的动力，其流量可以根据储热量和释放时间进行选取，并留有一定裕量。

可选的，热水泵432的个数为一个或多个，以满足不同工况的需求。

当第一流出管路43或第二流入管路44内的水的升压需求高时，热水泵432 的个数为多个时，此时，多个热水泵432并联相连。

基于上述结构，本实用新型实施例的带有热水储罐的低温堆供暖系统中的热水储罐组件4的工作原理为：

热水储罐组件4的储热过程如图2所示，其中虚线部分表示关闭状态，也就是第二流入管路44和第二流出管路45处于关闭状态，相应关闭第三隔离阀 441、第四隔离阀442和第五隔离阀451，打开第一调节阀421、第一隔离阀431 和第二隔离阀433，高压高温热水可以通过第一流入管路42，从热水储罐41 的进水口411进入到热水储罐41的顶部，同时热水储罐41底部的冷水依次经过第一隔离阀431、热水泵432、第二隔离阀433后泵入待供暖热网5的回水管道，使得冷水从回水口51流入到待供暖热网5中，实现热水的存储；

热水储罐组件4的放热过程如图3所示，其中虚线部分仍表示关闭状态，也就是第一流入管路42和第一流出管路43处于关闭状态，相应关闭第一调节阀421、第一隔离阀431和第二隔离阀433，打开第三隔离阀441、第四隔离阀 442和第五隔离阀451，高温热水通过第五隔离阀451进管网回路3的回水管道，并与回水掺混，从而提高回水的温度，在低温堆11功率不变的情况下增加了供水的温度，从而增加总的供热量；同时，热水泵432从管网回路3的回水管道抽取冷水，并依次经过第四隔离阀442、热水泵432和第三隔离阀441后泵入热水储罐41，形成为热水储罐41中的底部的冷水部分，从而实现热水的释放。

对于第一循环泵12或第二循环泵21或第三循环泵31或热水泵432，其均可以为定速泵或调速泵。当第一循环泵12或第二循环泵21或第三循环泵31 为调速泵时，可以通过调节泵的转速，调节各个管路中水在第一换热器13或第二换热器22中的流量，从而调节相应换热器的热交换量。

在此基础上，本实用新型实施例的低温堆供暖系统可以在第一循环泵12、第二循环泵21和第三循环泵31各自的泵入口处可以设置定压装置，以满足循环泵气蚀余量的要求和系统稳定性的要求。

在一种可能的示例中，待供暖热网5可以为我国北方供暖地区的供暖热网，以解决我国北方供暖地区清洁供暖需求，实现清洁供暖，保护环境。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述系统包括：产热回路(1)、隔离回路(2)、管网回路(3)和热水储罐组件(4)，其中，

所述产热回路(1)经过低温堆(11)而适于为所述产热回路(1)内的水进行加热，所述产热回路(1)上设置有第一循环泵(12)和第一换热器(13)；

所述隔离回路(2)上设置有第二循环泵(21)和第二换热器(22)；

所述管网回路(3)与待供暖热网(5)连通而适于为所述待供暖热网(5)进行供热，所述管网回路(3)上设置有第三循环泵(31)和所述热水储罐组件(4)；

所述第一换热器(13)中的两套管路分别连接在所述产热回路(1)和所述隔离回路(2)中，所述第二换热器(22)中的两套管路分别连接在所述隔离回路(2)和所述管网回路(3)中。

2.根据权利要求1所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述热水储罐组件(4)包括热水储罐(41)、第一流入管路(42)、第一流出管路(43)、第二流入管路(44)和第二流出管路(45)；

所述第一流入管路(42)设置在所述热水储罐(41)的进水口(411)与所述第二换热器(22)中所述管网回路(3)所在管路的出水口之间，所述第一流入管路(42)上设置有第一调节阀(421)；

所述第一流出管路(43)设置在所述热水储罐(41)的出水口(412)和所述待供暖热网(5)的回水口(51)之间，所述第一流出管路(43)上设置有第一隔离阀(431)、热水泵(432)和第二隔离阀(433)；

所述第二流入管路(44)设置在所述热水储罐(41)的出水口(412)和所述待供暖热网(5)的回水口(51)之间，所述第二流入管路(44)上设置有第三隔离阀(441)、所述热水泵(432)和第四隔离阀(442)；

所述第二流出管路(45)设置在所述热水储罐(41)的进水口(411)与所述第二换热器(22)中所述管网回路(3)所在管路的进水口之间，所述第二流出管路(45)上设置有第五隔离阀(451)。

3.根据权利要求2所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述管网回路(3)上还设置有第二调节阀(32)；

所述第二调节阀(32)位于所述待供暖热网(5)的回水口(51)与所述第二换热器(22)中所述管网回路(3)所在管路的进水口之间。

4.根据权利要求2所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述热水泵(432)的个数为一个或多个；

多个所述热水泵(432)并联相连。

5.根据权利要求2所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述第一循环泵(12)或所述第二循环泵(21)或所述第三循环泵(31)或所述热水泵(432)为定速泵或调速泵。

6.根据权利要求1所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述低温堆(11)为壳式堆或池壳堆或泳池堆。

7.根据权利要求1所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述第一循环泵(12)的个数为一个或多个；

多个所述第一循环泵(12)并联相连。

8.根据权利要求1所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述第一换热器(13)的个数为一个或多个；

多个所述第一换热器(13)串联或并联相连。

9.根据权利要求1所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述第二循环泵(21)的个数为一个或多个；

多个所述第二循环泵(21)并联相连。

10.根据权利要求1所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述第二换热器(22)的个数为一个或多个；

多个所述第二换热器(22)串联或并联相连。

11.根据权利要求1所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述第一换热器(13)或所述第二换热器(22)为板式换热器或管壳式换热器或板壳式换热器。

12.根据权利要求1所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述第三循环泵(31)的个数为一个或多个；

多个所述第三循环泵(31)并联相连。

13.根据权利要求1所述的带有热水储罐的低温堆供暖系统，其特征在于，所述第一循环泵(12)或所述第二循环泵(21)为立式泵或卧式泵。

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