CN220420260U - 一种液态金属反应堆冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于反应堆冷却装置技术领域，尤其涉及一种液态金属反应堆冷却装置。包括冷却箱，设冷却管，分配器、风机以及电机；冷却管包括下端封闭的外管以及插入外管中的内管，内管下端悬空，外管下部浸泡在冷却剂中；分配器通过供气管分别与各冷却管中的内管连通；风机向分配器供气并通过供气管分配至各内管，气体依次经过内管和外管最后从外管上端开口流出。本实用新型扩大了核反应堆应急冷却技术手段和方法库，在保证系统操作图像的被动性要求的前提下为安全系统的设备和控制装置提供额外的独立电源，因为燃料和能源综合体的运行条件涉及从内部加热和从外部冷却，能够以高效率和高可靠性发电运行。
Description
技术领域
本实用新型属于反应堆冷却装置技术领域，尤其涉及一种液态金属反应堆冷却装置。
背景技术
已知的液态金属反应堆紧急冷却系统有采用被动式空气紧急冷却系统的，即大气自然循环，该紧急冷却系统由插入反应堆外围空腔中一回路冷却剂中的“场管”型空气热交换器组成，该方案的缺点是来自反应堆的散热器效率低，这与在自然循环模式下通过应急冷却系统热交换器的冷却空气的低速运动有关，以及在设计事故的情况下缺乏用于供电装置和发电设备；也有采用热虹吸管组成的“场管”，在紧急冷却通道的外壳内放置热虹吸管创造了一个额外的通道，用于向冷却气流散热，允许该通道用于将热量转化为电能，为此，将覆盖热虹吸汽化的热电转换器放置在液态金属冷却液中，该方案可以用作直接放置在反应堆大厅中的装置和设备的电源，其在发生设计事故时保持运行，缺点是由于冷却空气的自然循环模式而引起的低热功率，以及低电功率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种用于提高热交换效率，基于内外管通道以及热电转换器进行换热的液态金属反应堆冷却装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
一种液态金属反应堆冷却装置，包括盛有冷却剂7的冷却箱6，设置于冷却箱6中的若干冷却管1，设置于冷却箱6外部的分配器8、风机11以及电机12；
所述冷却管1包括下端封闭的外管2以及插入外管2中的内管3，内管3下端悬空，外管2下部浸泡在冷却剂7中；
所述分配器8通过供气管分别与各冷却管1中的内管3连通；所述风机11向分配器8供气并通过供气管分配至各内管3，气体依次经过内管3和外管2最后从外管2上端开口流出。
对前述液态金属反应堆冷却装置的进一步改进或者优选实施方式，还包括通过回气管连接至各外管2与内管3之间腔体的气体排出装置。
对前述液态金属反应堆冷却装置的进一步改进或者优选实施方式，还包括设置于冷却管1外部的热电换热器14，所述热电换热器14连接至电机12或电机12的驱动装置并向其供电。
对前述液态金属反应堆冷却装置的进一步改进或者优选实施方式，所述热电换热器为呈环形贴装在外管2的上端外壁上。
对前述液态金属反应堆冷却装置的进一步改进或者优选实施方式，所述外管2和内管3之间设置有螺旋状导热翅片。
对前述液态金属反应堆冷却装置的进一步改进或者优选实施方式，所述外管2的外壁上设置有散热翅片。
其有益效果在于：
(1)扩大了核反应堆应急冷却技术手段和方法库，用于设计任何类型的完全断电事故。
(2)由于冷却空气的强制循环而提高了热交换效率，同时保证了系统操作图像的被动性要求(即，没有外部源和控制动作)。
(3)为安全系统的设备和控制装置提供额外的独立电源；
(4)完全在被动模式下运行(无操作员控制)；
(5)因为燃料和能源综合体的运行条件涉及从内部加热和从外部冷却，能够以高效率和高可靠性发电运行。
附图说明
图1是液态金属反应堆冷却装置的结构原理示意图；
图2是热电换能器结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本实用新型作详细说明。
本实用新型的一种液态金属反应堆冷却装置，主要包括盛有冷却剂7的冷却箱6，设置于冷却箱6中的若干冷却管1，设置于冷却箱6外部的分配器8、风机11以及电机12；
冷却管1包括下端封闭的外管2以及插入外管2中的内管3，内管3下端悬空，外管2下部浸泡在冷却剂7中；
分配器8通过供气管分别与各冷却管1中的内管3连通；风机11向分配器8供气并通过供气管分配至各内管3，气体依次经过内管3和外管2最后从外管2上端开口流出。
还包括通过回气管连接至各外管2与内管3之间腔体的气体排出装置。
还包括设置于冷却管1外部的热电换热器14，热电换热器14连接至电机12或电机12的驱动装置并向其供电，热电换热器为呈环形贴装在外管2的上端外壁上，外管2和内管3之间设置有螺旋状导热翅片，外管2的外壁上设置有散热翅片。
如图1所示，核反应堆的应急冷却系统包括冷却通道1，每个冷却通道由外管2和内管3组成场管的形式。内管3将应急冷却通道的内部空间分为下降4和提升5个气路。
外管2，其为应急冷却通道的本体，由其堵塞端6置于反应器第一回路的液态金属冷却剂7中。冷却空气通过分配器8供应到内管3并进一步供应到每个冷却通道1的出口路径4。将热空气从提升路径5排放到大气中是通过收集器9和管道10进行的。
供气装置，例如风扇11由电动机12驱动。分配器8可以通过风扇11(如图1所示)或直接连接到从大气中进气的空气冷却空气13。在后一种情况下，风扇11并联连接。
电动机12与热电转换器14连接，用于将热能直接转换为电能，安装在反应堆容器1外部的应急冷却通道上。热电换能器14如图2所示。热电电池2可以制成环形形式，设置在外管2的外圆柱形侧表面上(也可以为多边形，片状)
本领域普通技术人员很清楚，热电电池的各种电接通是可能的。例如，所有热电电池都可以并联连接，也可以分解成多个部分为单个电动机供电。此外，普通技术人员将清楚，风扇11的数量以及相应的驱动电机12可以是任意的，并且由热电转换器的功率以及可靠性要求(系统的重复)决定。
当发生事故并且带有一回路冷却剂的外壳被加热到一定温度时，被动温度阀被打开(图中未示出)，冷却空气开始通过分配收集器8流入紧急冷却通道1。
通过提升空气路径5，空气分别被加热并加热外管2的内表面和内管3的外表面，其热量又从中传递到环形热电电池15。由于热电电池的相对表面面对具有较低温度的介质，因此将出现电流，电动机12将启动并且风扇11将开始以强制循环模式向紧急冷却通道1供应冷却空气，并增加流量。
此循环方案在要求的时间内进行。当反应堆容器内的温度降低时，由热电转换器14产生的电力分别降低，风扇11上的气流减少并且已经在自然循环模式下进行进一步冷却。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (6)
1.一种液态金属反应堆冷却装置，其特征在于，包括盛有冷却剂(7)的冷却箱(6)，设置于冷却箱(6)中的若干冷却管(1)，设置于冷却箱(6)外部的分配器(8)、风机(11)以及电机(12)；
所述冷却管(1)包括下端封闭的外管(2)以及插入外管(2)中的内管(3)，内管(3)下端悬空，外管(2)下部浸泡在冷却剂(7)中；
所述分配器(8)通过供气管分别与各冷却管(1)中的内管(3)连通；所述风机(11)向分配器(8)供气并通过供气管分配至各内管(3)，气体依次经过内管(3)和外管(2)最后从外管(2)上端开口流出。
2.根据权利要求1所述的液态金属反应堆冷却装置，其特征在于，还包括通过回气管连接至各外管(2)与内管(3)之间腔体的气体排出装置。
3.根据权利要求1所述的液态金属反应堆冷却装置，其特征在于，还包括设置于冷却管(1)外部的热电换热器(14)，所述热电换热器(14)连接至电机(12)或电机(12)的驱动装置并向其供电。
4.根据权利要求3所述的液态金属反应堆冷却装置，其特征在于，所述热电换热器为呈环形贴装在外管(2)的上端外壁上。
5.根据权利要求1所述的液态金属反应堆冷却装置，其特征在于，所述外管(2)和内管(3)之间设置有螺旋状导热翅片。
6.根据权利要求1所述的液态金属反应堆冷却装置，其特征在于，所述外管(2)的外壁上设置有散热翅片。
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