本實(shí)用新型屬于傳熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用導(dǎo)流板優(yōu)化AP1000核電站的安全殼在事故工況下的傳熱性能，具體的說是一種能提高冷凝換熱性能的安全殼結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

核能發(fā)電因其燃料資源豐富，單位質(zhì)量燃料儲(chǔ)能巨大，燃料成本低且運(yùn)輸方便，造成污染少等顯著優(yōu)點(diǎn)而一直受到世界各國(guó)的關(guān)注及大力發(fā)展，而化石能源枯竭危機(jī)使得核能發(fā)電的重要性更加突出。但由于核燃料具有強(qiáng)烈持久的放射性，核電站一旦發(fā)生泄漏后果將不可設(shè)想?；诖耍谌穗娂夹g(shù)將安全性列為技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，而非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)正是在突發(fā)事故下保證反應(yīng)堆顯熱與衰變熱及時(shí)排出而不至于損壞安全屏蔽殼的關(guān)鍵系統(tǒng)。因此，對(duì)非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)傳熱過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)極為重要。傳熱過程的整體效率受限于串聯(lián)過程中的最大熱阻。安全殼殼體本身作為鋼材導(dǎo)熱系數(shù)較高，而殼體外的傳熱由于復(fù)合了傳質(zhì)、對(duì)流與輻射效率也較高。突發(fā)事件下安全殼體內(nèi)蒸汽冷凝過程的傳熱效率極高，但當(dāng)蒸汽冷凝后將在安全殼內(nèi)表面形成一層液膜，而蒸汽冷凝放出的潛熱必須通過這層液膜才能到達(dá)內(nèi)表面。由于液膜層本身導(dǎo)熱系數(shù)低，流動(dòng)速度小，將成為殼內(nèi)傳熱的主要熱阻，且液膜越厚，此熱阻將越大。

目前實(shí)際運(yùn)行的核電機(jī)組安全殼的內(nèi)表面均為未經(jīng)任何改進(jìn)的光滑表面，事故情況下水蒸汽冷凝液膜的厚度將隨著冷凝過程的進(jìn)行變得越來越厚，直到達(dá)到一最大值，且由于重力作用，越接近安全殼底部液膜將越厚。此液膜傳熱熱阻大，嚴(yán)重制約了事故情況下水蒸汽的冷凝散熱，因此減薄安全殼內(nèi)表面上液膜厚度，從而提升安全殼內(nèi)熱量傳遞效率成為進(jìn)一步提高第三代核電技術(shù)的安全性的有效措施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能提高冷凝換熱性能的安全殼結(jié)構(gòu)，將事故情況下安全殼內(nèi)壁上形成的水蒸汽冷凝液膜進(jìn)行導(dǎo)流，使其及時(shí)從壁面脫離,從而降低壁面上的液膜厚度，從而提升安全殼內(nèi)熱量傳遞效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種能提高冷凝換熱性能的安全殼結(jié)構(gòu)，包括安全殼本體，所述安全殼本體內(nèi)側(cè)壁沿豎直方向間隔布設(shè)多組導(dǎo)流板，所述導(dǎo)流板傾斜向下，所述導(dǎo)流板與水平面呈設(shè)定夾角；所述導(dǎo)流板一端與安全殼本體內(nèi)側(cè)壁固定，導(dǎo)流板另一端在安全殼本體內(nèi)側(cè)懸空。

所述導(dǎo)流板與水平面的夾角為10～60°。導(dǎo)流板以10～60°傾斜時(shí)，蒸汽冷凝液沿導(dǎo)流板的順流效果最佳。

所述導(dǎo)流板的上表面為光滑平面。

或者，所述導(dǎo)流板上表面帶有槽道。

優(yōu)選的，所述槽道的布設(shè)方向與安全殼本體的徑向方向相同。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)流板的橫截面為多邊形。

所述導(dǎo)流板為連續(xù)圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，一組導(dǎo)流板包括一個(gè)連續(xù)圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。

或者，所述導(dǎo)流板為弧形結(jié)構(gòu)，同一高度位置的一組導(dǎo)流板包括多個(gè)弧形結(jié)構(gòu)。

所述多個(gè)弧形結(jié)構(gòu)沿安全殼本體內(nèi)側(cè)壁圓周均勻間隔布設(shè)。

優(yōu)選的，相鄰兩組導(dǎo)流板的弧形結(jié)構(gòu)相互交錯(cuò)布設(shè)。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)流板開設(shè)有多個(gè)開孔。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)流板最低端連接有傾斜向下的折板，所述折板與水平面的夾角大于導(dǎo)流板與水平面的夾角。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述折板與導(dǎo)流板之間圓滑過渡連接。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型通過在安全殼本體內(nèi)側(cè)壁布設(shè)傾斜的導(dǎo)流板，可以及時(shí)將事故狀態(tài)下安全殼內(nèi)壁上形成的水蒸汽冷凝液膜引流并使其離開安全殼內(nèi)壁，從而減少壁面上液膜的厚度，最大幅度地提升事故工況下核電站安全殼的傳熱效率，進(jìn)而提高核電站安全殼的安全性能。

本實(shí)用新型的導(dǎo)流板上表面設(shè)置槽道，與液膜流動(dòng)方向一致，有利于液膜由導(dǎo)流板流下。

本實(shí)用新型導(dǎo)流板上開孔，可使冷凝液在滑落至導(dǎo)流板上后及時(shí)流下，提高冷凝液的引流速度。

本實(shí)用新型在導(dǎo)流板端部設(shè)置折板，折板對(duì)液膜可以起到進(jìn)一步引流作用，冷凝液順延折板可迅速脫離導(dǎo)流板。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型帶有連續(xù)圓環(huán)形導(dǎo)流板的安全殼結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型帶有弧形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流板的安全殼結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型帶有開孔的導(dǎo)流板俯視圖；

圖4為本實(shí)用新型帶有槽道的導(dǎo)流板俯視圖；

圖5為本實(shí)用新型導(dǎo)流板與折板的連接示意圖；

圖中，1、安全殼本體，2、導(dǎo)流板，3、開孔，4、槽道，5、折板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，一種能提高冷凝換熱性能的安全殼結(jié)構(gòu)，包括安全殼本體1，安全殼本體1內(nèi)側(cè)壁沿豎直方向間隔布設(shè)多組導(dǎo)流板2，導(dǎo)流板2傾斜向下，導(dǎo)流板2與水平面呈設(shè)定夾角；導(dǎo)流板2一端與安全殼本體1內(nèi)側(cè)壁固定，導(dǎo)流板2另一端在安全殼本體1內(nèi)側(cè)懸空。

導(dǎo)流板2可以焊接的方式固定在安全殼本體1內(nèi)表面上。

導(dǎo)流板2與水平面的夾角為10～60°，優(yōu)選為18°。

導(dǎo)流板2的上表面為光滑平面?；蛘?，如圖4所示，導(dǎo)流板2上表面帶有槽道4，槽道4的布設(shè)方向與安全殼本體1的徑向方向相同。槽道4與液膜流動(dòng)方向一致，有利于液膜由導(dǎo)流板流下。

導(dǎo)流板2的橫截面為多邊形，可以是四邊形、三角形或梯形。

導(dǎo)流板2可以是連續(xù)的,導(dǎo)流板2為連續(xù)圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，同一高度位置的一組導(dǎo)流板2包括一個(gè)連續(xù)圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。

如圖3所示，導(dǎo)流板2上可以開設(shè)有多個(gè)開孔3，可使冷凝液在滑落至導(dǎo)流板上后及時(shí)流下，提高冷凝液的引流速度。

如圖5所示，導(dǎo)流板2最低端連接有傾斜向下的折板5，折板5與水平面的夾角大于導(dǎo)流板1與水平面的夾角。折板5與導(dǎo)流板2之間圓滑過渡連接。

事故工況下，攜帶反應(yīng)堆顯熱及衰變熱的泄漏蒸汽在安全殼本體1內(nèi)表面冷凝，形成的冷凝液體，在重力作用下，沿壁面往下流動(dòng)。在遇到導(dǎo)流板2后，冷凝液經(jīng)導(dǎo)流板2導(dǎo)流而離開安全殼內(nèi)壁，并沿導(dǎo)流板2邊緣脫離，從而減小了安全殼壁面上冷凝液膜的厚度，一方面,與安全殼內(nèi)表面呈一定角度的導(dǎo)流板將對(duì)液膜形成導(dǎo)流撕扯作用，重力作用下使冷凝液體脫離安全殼內(nèi)表面,從而減少壁面上液膜的厚度，降低熱量傳遞過程中的熱阻；另一方面，導(dǎo)流板本身將增加冷凝面積，相同冷凝量情況下液膜厚度將減小，從而可以有效地提升安全殼內(nèi)熱量傳遞效率，進(jìn)而提高核電站安全殼的安全性能。

實(shí)施例2：

如圖2所示，導(dǎo)流板2可以是間斷的，安全殼結(jié)構(gòu)的導(dǎo)流板2為弧形結(jié)構(gòu)，同一高度位置的一組導(dǎo)流板2包括多個(gè)弧形結(jié)構(gòu)。多個(gè)弧形結(jié)構(gòu)沿安全殼本體1內(nèi)側(cè)壁圓周均勻間隔布設(shè)。相鄰兩組導(dǎo)流板的弧形結(jié)構(gòu)相互交錯(cuò)布設(shè)。冷凝液可沿導(dǎo)流板逐級(jí)引流，更加有利于液膜由導(dǎo)流板脫離。

其他與實(shí)施例1相同。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。