的作用是連通或隔斷所述回路熱管系統(tǒng)11的熱量傳輸回路，以啟動或停止所述乏燃料水池2與冷卻水池10之間的熱量傳導。但是，如果將所述啟動閥門112設置在所述上升通道113，則在所述啟動閥門112關(guān)閉時，冷凝劑在蒸發(fā)器110中被汽化后，高溫高壓的氣態(tài)冷凝劑會被所述啟動閥門112攔截而堆積在所述上升通道113內(nèi)，從而造成一定的安全隱患，且長期堆積的氣態(tài)冷凝劑會由于溫度降低而重新液化并落入所述蒸發(fā)器110中被重新汽化，如此反復的過程中會將大量熱量散發(fā)到所述乏燃料廠房4內(nèi)，造成所述乏燃料廠房4內(nèi)溫度的升高，不利于所述乏燃料水池2的散熱。因此，在本實施例中，將所述啟動閥門112設置在所述下降通道114，以此將液態(tài)冷凝劑隔絕在所述蒸發(fā)器110之外而安全地停止回路熱管系統(tǒng)11的導熱循環(huán)，避免了上述問題的出現(xiàn)。
[0024]較佳地，為了使冷凝劑在所述回路熱管系統(tǒng)11的管路內(nèi)更順利地循環(huán)往復，在將冷凝劑充入管路后將管路抽為真空狀態(tài)。另外，本實施例中的冷凝劑實際上是水，當然也可以采用其他容易受熱汽化并放熱液化且熱量傳導性能較好的冷凝劑，如空調(diào)或冰箱中使用的制冷劑。
[0025]所述噴淋系統(tǒng)12還包括懸置于所述乏燃料水池2上方的噴淋管線122，所述噴淋管線122與所述冷卻水池10連通且所述噴淋管線122上形成有多個喇叭狀的噴淋頭123，所述噴水口 120開設于所述噴淋頭123，所述噴淋啟動閥門121設置于所述噴淋管線122。在所述噴淋管線122上設置多個所述噴淋頭123，并在所述噴淋頭123上開設所述噴水口120，其目的是為了將所述冷卻水池10內(nèi)的冷卻劑更均勻地噴灑到所述乏燃料水池2內(nèi)，同時增大了噴淋面積，使乏燃料水池2內(nèi)的冷卻劑被更快、更均勻地冷卻，在防止所述乏燃料組件3露出液面之外的同時也能有效緩解冷卻劑的蒸發(fā)。
[0026]其中，所述噴淋啟動閥門121可以設置為壓力控制閥。如果所述乏燃料水池2內(nèi)溫度過高而使冷卻劑蒸發(fā)，所述乏燃料廠房4內(nèi)的壓力會由于高壓氣體的充斥而不斷升高，當達到一定值時，壓力控制閥就能夠被打開并使噴淋系統(tǒng)12啟動，噴淋系統(tǒng)12的啟動無需借助外界電力，實現(xiàn)了對所述乏燃料水池2的非能動的補水。
[0027]然而，導致所述乏燃料水池2內(nèi)液位過低的因素可能不止是冷卻劑的高溫蒸發(fā)，還包括供水管路的堵塞或斷裂等，在這些情況下，所述乏燃料廠房4內(nèi)的壓力不變，將噴淋啟動閥門121設置為壓力控制閥也不能使其具有自動開啟的功能。因此，還可以通過在所述乏燃料水池2內(nèi)設置傳感器來控制噴淋啟動閥門121的開閉。具體地，傳感器設置在所述乏燃料水池2內(nèi)液位的預定報警高度的位置，并與所述噴淋啟動閥門121電連接，當液位低于該報警高度時，傳感器露出液面之外，并向所述噴淋啟動閥門121發(fā)出電信號，噴淋啟動閥門121打開以啟動所述噴淋系統(tǒng)12。所述噴淋啟動閥門121的打開可以借助驅(qū)動所述回路熱管系統(tǒng)11內(nèi)所述啟動閥門112開啟的同一內(nèi)置電源實現(xiàn)，同樣不需要外部電源的支持，滿足非能動的要求。
[0028]當然，所述噴淋啟動閥門121同樣可以設置為手動開啟。
[0029]以上已經(jīng)提及，所述乏燃料廠房4應該保持與外界隔絕的封閉狀態(tài)，且所述冷卻水池10的冷卻劑在冷卻吸熱的過程中會產(chǎn)生大量的蒸汽，因此如若將所述冷卻水池10設置于所述乏燃料廠房4內(nèi)，則需要設置另外的管道將產(chǎn)生的蒸汽排出，這就導致了所述乏燃料廠房4與外界環(huán)境的連通，因此，本實施例中所述冷卻水池10設置在所述乏燃料廠房4夕卜，并位于所述乏燃料廠房4的房頂，這樣不止可以避免所述乏燃料廠房4與外界的連通，還使得所述冷卻水池10與外界環(huán)境直接接觸，散熱效果更佳。
[0030]當核電廠意外事故持續(xù)時間較長，所述回路熱管系統(tǒng)11長時間工作后，所述冷卻水池10內(nèi)的冷卻劑可能被蒸干而導致所述冷凝器111露出液面，失去冷卻劑吸熱的散熱效果，則所述回路熱管系統(tǒng)11內(nèi)的冷凝劑可能無法放熱液化，導熱循環(huán)被停止。為避免這種情況，當然可以外接供水裝置來為所述冷卻水池10注水，保持所述冷卻水池10內(nèi)的液面高度，然而，本系統(tǒng)內(nèi)置電源的動力不足以驅(qū)動供水裝置，則對所述冷卻水池10注水需要依靠外界電源實現(xiàn)，這就違背了本系統(tǒng)“非能動”的設計初衷，因此，在本實施例中，通過在所述冷卻水池10內(nèi)設置冷卻風道101來是實現(xiàn)冷卻劑蒸干后對冷凝器111的冷卻。所述冷卻風道101與大氣連通，所述冷凝器111設置在所述冷卻風道101內(nèi)，當所述冷卻水池10內(nèi)的冷卻劑蒸干后，所述冷卻風道101有利于在所述冷凝器111的表面形成空氣對流以對所述冷凝器111進行風冷，確保冷凝劑能夠放熱液化，所述回路熱管系統(tǒng)11的導熱循環(huán)能夠持續(xù)。
[0031]本發(fā)明中對乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)I的實際設置數(shù)量不予限制，可以根據(jù)乏燃料廠房4內(nèi)部乏燃料水池2的數(shù)量為每一乏燃料水池2分別配置一系統(tǒng)，也可以對同一所述乏燃料水池2配置多個系統(tǒng)。
[0032]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明在所述乏燃料水池2及冷卻水池10之間設置了所述回路熱管系統(tǒng)11，利用所述回路熱管系統(tǒng)11內(nèi)冷凝劑的循環(huán)往復及形態(tài)變化來將所述乏燃料水池2內(nèi)乏燃料產(chǎn)生的熱量傳導到所述冷卻水池10內(nèi)，該過程中冷凝劑的循環(huán)藉由其自身形態(tài)的改變而實現(xiàn)，無需依賴外界電力，實現(xiàn)了非能動的熱量導出；所述回路熱管系統(tǒng)11的特殊毛細結(jié)構(gòu)則令熱傳導的效率較高。由于所述回路熱管系統(tǒng)11是封閉的回路結(jié)構(gòu)，因此在熱量傳導的過程中不會導致乏燃料廠房4與外界連通。同時，通過設置與所述冷卻水池10連通的所述噴淋系統(tǒng)12，可以在所述乏燃料水池2內(nèi)液位較低而乏燃料組件3裸露時將所述冷卻水池10內(nèi)的冷卻劑噴灑到所述乏燃料水池2內(nèi)，對乏燃料組件3進行有效冷卻，防止乏燃料組件3的破損，提高了乏燃料水池2的安全性。
[0033]以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實例而已，其作用是方便本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解并據(jù)以實施，當然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬于本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，其特征在于:包括冷卻水池、回路熱管系統(tǒng)及噴淋系統(tǒng)，所述冷卻水池設置在所述乏燃料水池的上方，所述回路熱管系統(tǒng)呈封閉的回路結(jié)構(gòu)且一端設置在所述乏燃料水池內(nèi)，另一端設置在所述冷卻水池內(nèi)，所述回路熱管系統(tǒng)內(nèi)具有冷凝介質(zhì)，所述噴淋系統(tǒng)設置于所述乏燃料水池及冷卻水池之間并與所述冷卻水池連通，所述噴淋系統(tǒng)包括向所述乏燃料水池內(nèi)補充冷卻劑的噴水口及連通或隔斷所述冷卻水池與噴水口的噴淋啟動閥門。
2.如權(quán)利要求1所述的乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，其特征在于:所述回路熱管系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、冷凝器、上升通道及下降通道，所述蒸發(fā)器設置于所述乏燃料水池內(nèi)，所述冷凝器設置于所述冷卻水池內(nèi)，所述蒸發(fā)器的輸出端通過所述上升通道與所述冷凝器的輸入端連通，所述冷凝器的輸出端通過所述下降通道與所述蒸發(fā)器的輸入端連通。
3.如權(quán)利要求2所述的乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，其特征在于:所述回路熱管系統(tǒng)還包括連通或隔斷所述蒸發(fā)器與冷凝器的啟動閥門。
4.如權(quán)利要求3所述的乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，其特征在于:所述啟動閥門設置于所述下降通道。
5.如權(quán)利要求1所述的乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，其特征在于:所述噴淋系統(tǒng)還包括懸置于所述乏燃料水池上方的噴淋管線，所述噴淋管線與所述冷卻水池連通且多個所述噴水口分別開設于所述噴淋管線，所述噴淋啟動閥門設置于所述噴淋管線。
6.如權(quán)利要求5所述的乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，其特征在于:所述噴淋管線上形成有多個喇叭狀的噴淋頭，所述噴水口開設于所述噴淋頭。
7.如權(quán)利要求1所述的乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，其特征在于:所述噴淋啟動閥門為壓力控制閥。
8.如權(quán)利要求1所述的乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，其特征在于:所述乏燃料水池設置在乏燃料廠房內(nèi)，所述冷卻水池設置在所述乏燃料廠房外，并位于所述乏燃料廠房的房頂。
9.如權(quán)利要求8所述的乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，其特征在于:所述冷卻水池內(nèi)設有與大氣連通并在冷卻水池的冷卻劑蒸干后對所述回路熱管系統(tǒng)的另一端起到風冷作用的冷卻風道。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種乏燃料水池非能動補水及熱量導出系統(tǒng)，包括冷卻水池、回路熱管系統(tǒng)及噴淋系統(tǒng)，冷卻水池設置在乏燃料水池的上方，回路熱管系統(tǒng)的一端設置在乏燃料水池內(nèi)，另一端設置在冷卻水池內(nèi)，回路熱管系統(tǒng)內(nèi)具有冷凝介質(zhì)，噴淋系統(tǒng)設置于乏燃料水池及冷卻水池之間并與冷卻水池連通，噴淋系統(tǒng)包括噴水口及連通或隔斷冷卻水池與噴水口的噴淋啟動閥門。本系統(tǒng)由于設置了回路熱管系統(tǒng)，可以將乏燃料水池內(nèi)的熱量通過冷凝介質(zhì)傳導到冷卻水池中，有利于乏燃料的熱量散發(fā)，同時，通過設置噴淋系統(tǒng)，當乏燃料水池的液位過低導致乏燃料組件裸露時，可以將冷卻水池內(nèi)的冷卻劑噴灑到乏燃料水池，進行非能動補水，確保乏燃料組件的安全。
【IPC分類】G21C15-18
【公開號】CN104575633
【申請?zhí)枴緾N201310475679
【發(fā)明人】曹建華, 盧冬華, 盧向暉, 蔣曉華, 傅先剛, 孫吉良
【申請人】中科華核電技術(shù)研究院有限公司, 中國廣核集團有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月12日