CN218274000U - 高温气冷堆一回路舱室热量排出系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高温气冷堆一回路舱室热量排出系统，涉及高温气冷堆技术领域，主要目的是实现在屏蔽冷却水系统失电情况下维持舱室的散热功能。本实用新型的主要技术方案为：该高温气冷堆一回路舱室热量排出系统，包括：一个或多个分离式热管换热器，所述分离式热管换热器包括相连通的蒸发段和冷凝段；所述蒸发段设置于所述一回路舱室的反应堆舱室和/或所述一回路舱室的蒸汽发生器舱室内；所述冷凝段设置于所述一回路舱室的外部；所述冷凝段相对于水平面的高度大于所述蒸发段相对于水平面的高度。

Description

高温气冷堆一回路舱室热量排出系统

技术领域

本实用新型涉及高温气冷堆技术领域，具体而言，涉及一种高温气冷堆一回路舱室热量排出系统。

背景技术

高温气冷堆核电站具有固有安全性，属于具有第四代核电技术特征的先进堆型，高温气冷堆一回路舱室包括反应堆舱室和蒸汽发生器舱室。为保证反应堆舱室及蒸汽发生器舱室屏蔽混凝土温度不超过允许值，舱室设有强迫循环的屏蔽冷却水系统，屏蔽冷却水管将热量载至设备冷却水系统。

由于屏蔽冷却水系统采用强迫循环，因此对电源的可靠性要求较高，其在失电情况下则无法载出反应堆舱室和蒸汽发生器舱室的热量，而导致蒸汽发生器舱室和反应堆舱室的温度升高，从而影响混凝土屏蔽层的性能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种高温气冷堆一回路舱室热量排出系统，主要目的是实现在屏蔽冷却水系统失电情况下维持舱室的散热功能。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种高温气冷堆一回路舱室热量排出系统，包括：

一个或多个分离式热管换热器，所述分离式热管换热器包括相连通的蒸发段和冷凝段；

所述蒸发段设置于所述一回路舱室的反应堆舱室和/或所述一回路舱室的蒸汽发生器舱室内；所述冷凝段设置于所述一回路舱室的外部；

所述冷凝段相对于水平面的高度大于所述蒸发段相对于水平面的高度。

进一步地，所述分离式热管换热器包括多个所述蒸发段，所述反应堆舱室和/或所述蒸汽发生器舱室内设置有多个所述蒸发段；

多个所述蒸发段并联连通后与所述冷凝段连通，多个所述蒸发段环绕所述反应堆或所述蒸汽发生器的周向设置。

进一步地，所述蒸发段包括多个第一热管，多个所述第一热管呈弧形并排连接。

进一步地，所述第一热管的外壁上设置有多个第一肋片，所述第一肋片环绕所述第一热管的周向设置，多个所述第一肋片沿所述第一热管的长度方向间隔设置；

或者；

所述第一热管的外壁上设置有多个第二肋片，所述第二肋片沿所述第一热管长度方向延伸设置，多个所述第二肋片沿所述第一热管的周向间隔设置。

进一步地，所述冷凝段包括多个相连接的第二热管；

所述第二热管的外壁上设置有多个第三肋片，所述第三肋片环绕所述第二热管的周向设置，多个所述第三肋片沿所述第二热管的长度方向间隔设置；

或者；

所述第二热管的外壁上设置有多个第四肋片，所述第四肋片沿所述第二热管长度方向延伸设置，多个所述第四肋片沿所述第二热管的周向间隔设置。

进一步地，所述分离式热管换热器包括第一管道和第二管道；

所述蒸发段的出口通过所述第一管道与所述冷凝段的入口连通，所述第一管道上设置有第一阀门；

所述冷凝段的第一出口通过所述第二管道与所述蒸发段的入口连通，所述第二管道上设置有第二阀门。

进一步地，所述分离式热管换热器还包括第三阀门，所述第三阀门设置于所述第二管道上。

进一步地，所述冷凝段的第二出口设置有第四阀门。

进一步地，所述分离式热管换热器的工质为纯净水。

借由上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的高温气冷堆一回路舱室热量排出系统，通过在反应堆舱室和/或蒸汽发生器舱室内设置分离式热管换热器的蒸发段，以及在反应堆舱室和/或蒸汽发生器舱室的外部设置分离式热管换热器的冷凝段，并保持冷凝段的位置高于蒸发段的位置，使得蒸发段可以在对应的舱室内吸收热量，工质温度升高而沸腾后产生的蒸汽可以循环到相对高位的冷凝段，在冷凝段中相变传热后降温冷凝成液态工质，液态工质在重力作用下循环至蒸发段，以此循环，从而将对应舱室内的热量排出，由于该种方式为一种非能动热量排出方式，因此，在对应舱室冷却水系统失电情况下，通过该系统仍然可以维持对应舱室的散热功能，避免对应舱室温度升高，从而保证了混凝土屏蔽层的性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种高温气冷堆一回路舱室热量排出系统的蒸发段布置在蒸汽发生器舱室内的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种高温气冷堆一回路舱室热量排出系统中蒸发段设置在蒸汽发生器的周向的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种高温气冷堆一回路舱室热量排出系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，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。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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施例和简化描述，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施例保护范围的限制。

如图1和图3所示，本实用新型实施例提供了一种高温气冷堆一回路舱室热量排出系统，包括分离式热管换热器2；可以理解的是，分离式热管换热器2的数量可以为一个、两个或两个以上，本申请对其数量不做限定，分离式热管换热器2包括相连通的蒸发段21和冷凝段22，蒸发段21设置于一回路舱室的反应堆舱室和/或一回路舱室的蒸汽发生器舱室1内；冷凝段22设置于一回路舱室的外部；具体地，蒸发段21垂直布置，且蒸发段21和冷凝段22通过管道相互连通并形成循环回路；冷凝段22相对于水平面的高度大于蒸发段21相对于水平面的高度。具体地，热管蒸发器的蒸发段21和冷凝段22可以通过支撑架等结构设置在对应舱室的内外。其中，图1中标号“100”表示混凝土墙。

本实用新型实施例提供的高温气冷堆一回路舱室热量排出系统，通过在反应堆舱室和/或蒸汽发生器舱室1内设置分离式热管换热器2的蒸发段21，以及在反应堆舱室和/或蒸汽发生器舱室1的外部设置分离式热管换热器2的冷凝段22，并保持冷凝段22的位置高于蒸发段21的位置，使得蒸发段21可以在对应的舱室内吸收热量，工质温度升高而沸腾后产生的蒸汽可以循环到相对高位的冷凝段22，在冷凝段22中相变传热后降温冷凝成液态工质，液态工质在重力作用下循环至蒸发段21，以此循环，从而将对应舱室内的热量排出，由于该种方式为一种非能动热量排出方式，因此，在对应舱室冷却水系统失电情况下，通过该系统仍然可以维持对应舱室的散热功能，避免对应舱室温度超过限定值，从而保证了混凝土屏蔽层的性能。

在一可选的实施例中，参见图2和图3，分离式热管换热器2包括多个蒸发段21，反应堆舱室和/或蒸汽发生器11舱室1内设置有多个蒸发段21；多个蒸发段21并联连通后与冷凝段22连通，多个蒸发段21环绕反应堆舱室的反应堆或蒸汽发生器舱室1的蒸汽发生器11的周向设置。

上述实施例中，通过将分离式热管换热器2的蒸发段21的数量设置为多个，且多个蒸发段21相互并联连接，且环绕反应堆或蒸汽发生器11的周向设置，这样的结构设置，一方面，可以更多地且比较均匀地吸收反应堆或蒸汽发生器舱室1的热量，从而实现将对应舱室内的热量更加可靠地排出舱室；另一方面，便于热管换热器2的安装和维护。

在一可选的实施例中，参见图2，蒸发段21包括多个第一热管211，多个第一热管211呈弧形并排连接。

上述实施例中，蒸发段21的多个第一热管211呈弧形并排连接，这样在多个蒸发段21环绕反应堆或蒸汽发生器11周向设置时，多个蒸发段21可以组成一个圆环形，从而更有利于蒸发段21对反应堆或蒸汽发生器11热量的吸收。具体地，第一热管211可以采用金属材质热管，以提高热管的换热效果。

在一可选的实施例中，第一热管211的外壁上设置有多个第一肋片，第一肋片环绕第一热管211的周向设置，多个第一肋片沿第一热管211的长度方向间隔设置；或者；第一热管211的外壁上设置有多个第二肋片，第二肋片沿第一热管211长度方向延伸设置，多个第二肋片沿第一热管211的周向间隔设置；或者；第一热管211的外壁上设置有多个第一肋片和多个第二肋片，第一肋片环绕第一热管211的周向设置，多个第一肋片沿第一热管211的长度方向间隔设置；第二肋片沿第一热管211长度方向延伸设置，多个第二肋片沿第一热管211的周向间隔设置，且第一肋片和第二肋片交叉连接。具体在实施时，可以根据实际需要进行选择，本申请不做限定。

上述实施例中，通过在第一热管211的外壁上设置第一肋片和/或第二肋片，从而增大第一热管211的吸热面积，增大蒸发段21的换热量，进而使得蒸发段21可以吸收更多的热量。而且，肋片的结构简单，便于清洁和核去污，使用方便。

在一可选的实施例中，冷凝段22包括多个相连接的第二热管；第二热管的外壁上设置有多个第三肋片，第三肋片环绕第二热管的周向设置，多个第三肋片沿第二热管的长度方向间隔设置；或者；第二热管的外壁上设置有多个第四肋片，第四肋片沿第二热管长度方向延伸设置，多个第四肋片沿第二热管的周向间隔设置；或者；第二热管的外壁上设置有多个第三肋片和多个第四肋片，第三肋片环绕第二热管的周向设置，多个第三肋片沿第二热管的长度方向间隔设置；第四肋片沿第二热管长度方向延伸设置，多个第四肋片沿第二热管的周向间隔设置，且第三肋片和第四肋片交叉连接。具体在实施时，可以根据实际需要进行选择，本申请不做限定。

上述实施例中，通过在第二热管的外壁上设置第三肋片和/或第四肋片，从而增大第二热管的散热面积，增大冷凝段22的换热量，进而使得冷凝段22可以将更多的热量散发到空气中。而且，肋片的结构简单，便于清洁和核去污，使用方便。此外，第二热管可以采用金属材质热管，以提高热管的换热效果。

在一可选的实施例中，参见图3，分离式热管换热器2包括第一管道23和第二管道24；蒸发段21的出口通过所述第一管道23与冷凝段22的入口连通，第一管道23上设置有第一阀门231；冷凝段22的第一出口通过第二管道24与蒸发段21的入口连通，第二管道24上设置有第二阀门241。其中，高温蒸汽通过第一管道23循环到冷凝段22中，高温蒸汽在冷凝段22内相变传热后液化，液化的工质在重力作用下通过第二管道24回流至蒸发段21。

上述实施例中，通过设置第一阀门231和第二阀门241，实现了在检修维护时，操作人员可以通过关闭或开启第一阀门231和第二阀门241，来阻断或开通第一管道23和第二管道24，以实现对应部分的检修维护，操作方便。

在一可选的实施例中，参见图3，分离式热管换热器2还包括第三阀门25，第三阀门25设置于第二管道24上。通过在第二管道24上设置第三阀门25，可以实现通过开启第三阀门25排出系统内的工质，以实现检修维护，操作方便。

在一可选的实施例中，参见图3，冷凝段22的第二出口设置有第四阀门221。通过设置第四阀门221，可以实现通过开启第四阀门221排出系统内的气体，以使得系统内可以充工质，可以通过第四阀门221调节系统内压力，保持系统内微负压。

在一可选的实施例中，分离式热管换热器2的工质可以为纯净水。高温气冷堆反应堆舱室及蒸汽发生器11舱室1运行时温度不超过100℃，采用纯净水作为工质，使用方便，成本低廉。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种高温气冷堆一回路舱室热量排出系统，其特征在于，包括：

一个或多个分离式热管换热器，所述分离式热管换热器包括相连通的蒸发段和冷凝段；

所述蒸发段设置于所述一回路舱室的反应堆舱室和/或所述一回路舱室的蒸汽发生器舱室内；所述冷凝段设置于所述一回路舱室的外部；

所述冷凝段相对于水平面的高度大于所述蒸发段相对于水平面的高度。

2.根据权利要求1所述的热量排出系统，其特征在于，

所述分离式热管换热器包括多个所述蒸发段，所述反应堆舱室和/或所述蒸汽发生器舱室内设置有多个所述蒸发段；

多个所述蒸发段并联连通后与所述冷凝段连通，多个所述蒸发段环绕所述反应堆舱室的反应堆或所述蒸汽发生器舱室的蒸汽发生器的周向设置。

3.根据权利要求1所述的热量排出系统，其特征在于，

所述蒸发段包括多个第一热管，多个所述第一热管呈弧形并排连接。

4.根据权利要求3所述的热量排出系统，其特征在于，

所述第一热管的外壁上设置有多个第一肋片，所述第一肋片环绕所述第一热管的周向设置，多个所述第一肋片沿所述第一热管的长度方向间隔设置；

或者；

所述第一热管的外壁上设置有多个第二肋片，所述第二肋片沿所述第一热管长度方向延伸设置，多个所述第二肋片沿所述第一热管的周向间隔设置。

5.根据权利要求1所述的热量排出系统，其特征在于，

所述冷凝段包括多个相连接的第二热管；

所述第二热管的外壁上设置有多个第三肋片，所述第三肋片环绕所述第二热管的周向设置，多个所述第三肋片沿所述第二热管的长度方向间隔设置；

或者；

所述第二热管的外壁上设置有多个第四肋片，所述第四肋片沿所述第二热管长度方向延伸设置，多个所述第四肋片沿所述第二热管的周向间隔设置。

6.根据权利要求1所述的热量排出系统，其特征在于，

所述分离式热管换热器包括第一管道和第二管道；

所述蒸发段的出口通过所述第一管道与所述冷凝段的入口连通，所述第一管道上设置有第一阀门；

所述冷凝段的第一出口通过所述第二管道与所述蒸发段的入口连通，所述第二管道上设置有第二阀门。

7.根据权利要求6所述的热量排出系统，其特征在于，

所述分离式热管换热器还包括第三阀门，所述第三阀门设置于所述第二管道上。

8.根据权利要求1所述的热量排出系统，其特征在于，

所述冷凝段的第二出口设置有第四阀门。

9.根据权利要求1所述的热量排出系统，其特征在于，

所述分离式热管换热器的工质为纯净水。

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