CN213021115U - 用于乏燃料水池的池内换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于乏燃料水池的池内换热装置，包括：管壳式换热器、水引入箱，水引入箱设置有水箱入口、水箱出口，管壳式换热器包括：管程部、壳程部，水箱入口为乏燃料水池的池水的入口，壳程部包括：用于通入冷源的壳体、设置于壳体两端的封板，管程部包括至少一根换热管，封板上设置有封板开口，封板开口与换热管连接，换热管设置于壳体内，水箱出口与换热管的入口连接。本实用新型的换热装置，无需将乏燃料水池内的池水输送到池外冷却，可直接在乏燃料水池内对池水进行冷却，满足池水换热的要求，避免了池水泄漏的风险，增强安全性，在外部动力丧失的情况下，池内换热装置可以通过自然对流的方式进行池水的冷却，减少土建工程量。

Description

用于乏燃料水池的池内换热装置

技术领域

本实用新型属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于乏燃料水池的池内换热装置。

背景技术

在乏燃料湿法贮存设施中，池水换热装置是关键设备之一，其承担着将乏燃料组件的衰变热通过池水带走，并在正常工况下维持乏燃料贮存水池的池水温度在安全范围内的功能。

我国的动力堆乏燃料后处理中间试验厂采用的池水换热装置为独立管壳式换热装置位于池外，需要将池水输送到池外进行冷却。随着核电站卸出的乏燃料组件的²³⁵U初始富集度和燃耗的不断提高，乏燃料组件的衰变热也随之升高；再考虑贮存的经济性，通常乏燃料的湿法贮存会优先选择密集贮存的方式，因此，单个贮存水池需要交换的热量也增大。这就对池水冷却热交换装置的处理能力提出的更高的要求，换热面积将大幅增大，若采用池外独立管壳式换热装置，设备尺寸及重量将大大增加，给设备制造及安装造成较大的困难。同时，将池水输送到池外换热装置，存在池水泄漏而造成污染的风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于乏燃料水池的池内换热装置，可直接在乏燃料水池内对池水进行冷却，避免了池水泄漏的风险，增强安全性。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是提供一种用于乏燃料水池的池内换热装置，包括：管壳式换热器、水引入箱，水引入箱设置有水箱入口、水箱出口，管壳式换热器包括：管程部、壳程部，水箱入口为乏燃料水池的池水的入口，壳程部包括：用于通入冷源的壳体、设置于壳体两端的封板，管程部包括至少一根换热管，封板上设置有封板开口，封板开口与换热管连接，换热管设置于壳体内，水箱出口与换热管的入口连接。

优选的是，壳程部还包括：设置于壳体内的至少两块折流板，折流板交错布置。

优选的是，水引入箱设置于管壳式换热器的上方。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：设置于水引入箱外的挡板，水箱入口开设于水引入箱侧壁，挡板设置于水箱入口上方。

优选的是，水箱入口至少为两个，且水箱入口沿着与水引入箱的轴向垂直的方向上均匀分布。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：用于输送池水的池水输送机构，池水输送机构包括：转轴、叶轮，转轴贯穿水引入箱的箱壁，叶轮与位于水引入箱内的转轴的一端连接。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：驱动机构，驱动机构与转轴连接，驱动机构用于驱动转轴转动，驱动机构设置于水引入箱上方。

优选的是，换热管为直管。

优选的是，沿着管程部与壳程部的轴向方向，管壳式换热器由至少两段管壳式换热器分段可拆卸连接而成，减小搬运时换热装置的长度。根据乏燃料水池深度设置管壳式换热器分段的段数，根据池水热量情况设定池内换热装置的数量。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：设置于管壳式换热器下方用于对其进行支撑的底座，底座为用于排水的箱体，底座设置有底座入口、底座出口，底座入口与换热管的出口连接，底座出口用于将换热管经过换热后的水排出。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：与底座出口连接的延长管。

本实用新型的用于乏燃料水池的池内换热装置，无需将乏燃料水池内的池水输送到池外冷却，可直接在乏燃料水池内对池水进行冷却，满足池水换热的要求，避免了池水泄漏的风险，增强安全性，在外部动力丧失的情况下，池内换热装置可以通过自然对流的方式进行池水的冷却，减少土建工程量。

附图说明

图1是本实用新型实施例2中的用于乏燃料水池的池内换热装置的外形结构示意图；

图2是本实用新型实施例2中的用于乏燃料水池的池内换热装置的结构局部纵剖示意图；

图3是本实用新型实施例2中的用于乏燃料水池的池内换热装置的俯视图。

图中：1-电机；2-水引入箱；3-水箱入口；4-叶轮；5-管壳式换热器分段；6-上液管；7-底座；8-底座出口；9-换热管；10-挡板；11-折流板；12-延长管；13-回液管；14-管壳式换热器；15-水箱出口；16-壳体；17-封板；18-封板开孔；19-壳体空腔；20-转轴；21-底座入口；22-水面。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

下面详细描述本专利的实施例，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，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

实施例1

本实施例提供一种用于乏燃料水池的池内换热装置，包括：管壳式换热器、水引入箱，水引入箱设置有水箱入口、水箱出口，管壳式换热器包括：管程部、壳程部，水箱入口为乏燃料水池的池水的入口，壳程部包括：用于通入冷源的壳体、设置于壳体两端的封板，管程部包括至少一根换热管，封板上设置有封板开口，封板开口与换热管连接，换热管设置于壳体内，水箱出口与换热管的入口连接。

本实施例的用于乏燃料水池的池内换热装置，无需将乏燃料水池内的池水输送到池外冷却，可直接在乏燃料水池内对池水进行冷却，满足池水换热的要求，避免了池水泄漏的风险，增强安全性，在外部动力丧失的情况下，池内换热装置可以通过自然对流的方式进行池水的冷却，减少土建工程量。

实施例2

如图1～3所示，本实施例提供一种用于乏燃料水池的池内换热装置，包括：管壳式换热器14、水引入箱2，水引入箱2设置有水箱入口3、水箱出口15，管壳式换热器14包括：管程部、壳程部，水箱入口3为乏燃料水池的池水的入口，壳程部包括：用于通入冷源的壳体16、设置于壳体16两端的封板17，封板17用于对壳体16两端进行封闭，管程部包括至少一根换热管9，封板17上设置有封板开孔18，封板开孔18与换热管9连接，换热管9设置于壳体16内，水箱出口15与换热管9的入口连接。具体的，本实施例中封板17与壳体16两端焊接，封板开孔18与换热管9焊接。从水引入箱2进入管壳式换热器14的池水只能通过换热管9过流。

优选的是，壳程部还包括：设置于壳体16内的至少两块折流板11，折流板11交错布置。通过折流板11的交错布置，增加了换热效率。

优选的是，水引入箱2设置于管壳式换热器14的上方。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：设置于水引入箱2外的挡板10，水箱入口3开设于水引入箱2侧壁，挡板10设置于水箱入口3上方。当换热装置使用时，水池内的池水的水面22高于挡板10，挡板10防止池水进入水箱入口3时在水池形成漩涡。

优选的是，水箱入口3至少为两个，且水箱入口3沿着与水引入箱2的轴向垂直的方向上均匀分布。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：用于输送池水的池水输送机构，池水输送机构包括：转轴20、叶轮4，转轴20贯穿水引入箱2的箱壁，叶轮4与位于水引入箱2内的转轴20的一端连接。转轴20沿着管壳式换热器14的轴向设置，叶轮4位于水引入箱2内部。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：驱动机构，驱动机构与转轴20连接，驱动机构用于驱动转轴20转动，驱动机构设置于水引入箱2上方。具体的，驱动机构为电机1。电机1与转轴20沿着管壳式换热器14的轴向连接，通过电机1转动带动叶轮4转动，叶轮4的转动将水从水池通过水箱入口3吸入水引入箱2。换热装置使用时，电机1位于水面22上，电机1故障时，可直接进行维修或者更换。期间叶轮4动力丧失，水池内的管壳式换热器14可以通过自然对流的方式进行池水的冷却。

优选的是，换热管9为直管。直管的管程即可满足换热要求，直管阻力小，对叶轮4要求低。

优选的是，沿着管程部与壳程部的轴向方向，管壳式换热器14由至少两段管壳式换热器分段5可拆卸连接而成，减小搬运时换热装置的长度。每段管壳式换热器分段5的壳体空腔19都分别连接由上液管6、回液管13，上液管6用于通入冷源对换热管9内的过流池水进行冷却。具体的，本实施例中的管壳式换热器分段5为两段，通入壳体16的冷源为冷却水，通入壳体16二回路冷却水。每段管壳式换热器分段5的壳体空腔19内，上液管6设置于壳体空腔19底部，回液管13设置于壳体空腔19顶部。冷却水上水由上液管6进入壳体空腔19底部，冷却水回水从壳体空腔19顶部流出，冷却水路径为壳体空腔19，与换热管9内的池水完全隔离，避免了冷却水被池水污染。

根据乏燃料水池深度设置管壳式换热器分段5的段数，换热装置使用时，换热装置位于乏燃料水池的侧壁，根据池水热量情况设定池内换热装置的数量，大量减少土建工程量。多段管壳式换热器分段5，方便检修时吊车吊运。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：设置于管壳式换热器14下方用于对其进行支撑的底座7，底座7为用于排水的箱体，底座7设置有底座入口21、底座出口8，底座入口21与换热管9的出口连接，底座出口8用于将换热管9经过换热后的水排出。底座出口8至少为两个，且底座出口8沿着与底座7轴向垂直的方向上均匀分布。

优选的是，所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，还包括：与底座出口8连接的延长管12。延长管12根据水池温度场设置。延长管12的作用是根据水池内水温的温度场分布，通过延长管12把冷却后的池水送到应该在的位置。如果没有延长管12，冷却后的池水都在底座出口8附近，不一定满足整池的冷却要求，造成局部过热。

本实施例的用于乏燃料水池的池内换热装置，无需将乏燃料水池内的池水输送到池外冷却，可直接在乏燃料水池内对池水进行冷却，满足池水换热的要求，避免了池水泄漏的风险，增强安全性，在外部动力丧失的情况下，池内换热装置可以通过自然对流的方式进行池水的冷却，减少土建工程量。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，包括：管壳式换热器、水引入箱，水引入箱设置有水箱入口、水箱出口，管壳式换热器包括：管程部、壳程部，水箱入口为乏燃料水池的池水的入口，壳程部包括：用于通入冷源的壳体、设置于壳体两端的封板，管程部包括至少一根换热管，封板上设置有封板开口，封板开口与换热管连接，换热管设置于壳体内，水箱出口与换热管的入口连接。

2.根据权利要求1所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，壳程部还包括：设置于壳体内的至少两块折流板，折流板交错布置。

3.根据权利要求1所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，水引入箱设置于管壳式换热器的上方。

4.根据权利要求1所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，还包括：设置于水引入箱外的挡板，水箱入口开设于水引入箱侧壁，挡板设置于水箱入口上方。

5.根据权利要求1所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，水箱入口至少为两个，且水箱入口沿着与水引入箱的轴向垂直的方向上均匀分布。

6.根据权利要求1所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，还包括：用于输送池水的池水输送机构，池水输送机构包括：转轴、叶轮，转轴贯穿水引入箱的箱壁，叶轮与位于水引入箱内的转轴的一端连接。

7.根据权利要求6所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，还包括：驱动机构，驱动机构与转轴连接，驱动机构用于驱动转轴转动，驱动机构设置于水引入箱上方。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，换热管为直管。

9.根据权利要求1～7任意一项所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，沿着管程部与壳程部的轴向方向，管壳式换热器由至少两段管壳式换热器分段可拆卸连接而成。

10.根据权利要求1～7任意一项所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，还包括：设置于管壳式换热器下方用于对其进行支撑的底座，底座为用于排水的箱体，底座设置有底座入口、底座出口，底座入口与换热管的出口连接，底座出口用于将换热管经过换热后的水排出。

11.根据权利要求10所述的用于乏燃料水池的池内换热装置，其特征在于，还包括：与底座出口连接的延长管。

Images