一種核電站安全殼冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種核電站安全殼冷卻系統(tǒng)，包括：設置在安全殼表面的多個換熱單元，所述換熱單元包括位于安全殼內(nèi)的熱段和位于安全殼外的冷段，所述換熱單元用于依次通過所述熱段和所述冷段將安全殼內(nèi)蒸汽的熱量導出至安全殼外。本發(fā)明使用換熱單元替代原有大型管束式換熱器并靈活布置于安全殼，簡化了系統(tǒng)構(gòu)成，換熱單元加工工藝成熟，增強了系統(tǒng)的經(jīng)濟性；換熱單元一方面在安全殼表面靈活布置，且可以任意彎曲，對布置空間要求較低，可以更為均勻的分布于安全殼上部，大大提高換熱效率；通過合理分配熱段和冷段長度，可以使得本發(fā)明具備空冷能力，可比水冷保持更長的運行時間，大大增強了系統(tǒng)的可靠性。
【專利說明】
一種核電站安全殼冷卻系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及核電站安全技術領域，尤其涉及一種核電站安全殼冷卻系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]申請?zhí)枮?01420085008.8的實用新型專利給出了一種適用于反應堆的核級熱管換熱器，換熱器整齊布置，一側(cè)插入安全殼內(nèi)部，一側(cè)布置在聯(lián)箱中，熱管內(nèi)部含有吸液芯。一方面其熱管布置僅能布置于局部，進而造成僅能冷卻局部的蒸汽，由此造成換熱能力受到限制；另一方面，冷端使用水冷直接導致必須設計較大的水聯(lián)箱，無法實現(xiàn)空冷，可靠性相對空冷型換熱器偏低。
[0003]申請?zhí)枮?01110437864.6和201410371287.9的發(fā)明專利均是在安全殼內(nèi)和大氣空間設置大型換熱器，從而實現(xiàn)換熱。一方面，其采用傳統(tǒng)的管束式換熱器，其管板與傳熱管的鏈接采用焊接、脹接等方式，如果發(fā)生個別傳熱管斷裂或泄露，必須對整臺換熱器進行隔離，影響核電站的安全性和經(jīng)濟性;另一方面，其需要針對管束式換熱器設計一整套復雜的系統(tǒng)，才能保證其換熱能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高，安全性和經(jīng)濟性強的核電站安全殼冷卻系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種核電站安全殼冷卻系統(tǒng)，包括:
設置在安全殼表面的多個換熱單元，所述換熱單元包括位于安全殼內(nèi)的熱段和位于安全殼外的冷段，所述換熱單元用于依次通過所述熱段和所述冷段將安全殼內(nèi)蒸汽的熱量導出至安全殼外。
[0006]其中，所述換熱單元為振蕩流熱管，由易彎曲的金屬彎折而成，其內(nèi)部在真空情況下充入一定容積的工作液。
[0007]其中，所述熱段和冷段的長度以所述熱段和冷段的工作介質(zhì)進行計算分配。
[0008]其中，所述振蕩流熱管還包括密封層，在所述振蕩流熱管安裝到安全殼上之后，所述密封層焊接在安全殼的外表面。
[0009]其中，在安全殼外安裝有防護導流罩，所述防護導流罩的頂部為內(nèi)凹的雙曲線形狀。
[0010]其中，所述換熱單元設置于安全殼的頂部和側(cè)面。
[0011]本發(fā)明實施例的有益效果在于:
本發(fā)明使用換熱單元(振蕩流熱管)替代原有大型管束式換熱器并靈活布置于安全殼，簡化了系統(tǒng)構(gòu)成，換熱單元加工工藝成熟，增強了系統(tǒng)的經(jīng)濟性；
本發(fā)明采用新型振蕩流熱管，一方面在安全殼表面靈活布置，且可以任意彎曲，對布置空間要求較低，可以更為均勻的分布于安全殼上部，大大提高換熱效率；另一方面，通過合理分配振蕩流熱管熱段和冷段長度，可以使得本發(fā)明具備空冷能力，可比水冷保持更長的運行時間，大大增強了系統(tǒng)的可靠性；
由于設置了多個振蕩流熱管，即使單一振蕩流熱管發(fā)生損壞而失效，其他振蕩流熱管仍然可以維持工作狀態(tài)，系統(tǒng)使用不受到影響，大大增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性；
本發(fā)明的防護導流罩使用內(nèi)凹的雙曲線型設計，增強了熱空氣導流能力。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1是本發(fā)明實施例一種核電站安全殼冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明實施例中換熱單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明實施例一種核電站安全殼冷卻系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下各實施例的說明是參考附圖，用以示例本發(fā)明可以用以實施的特定實施例。
[0017]請參照圖1所示，本發(fā)明實施例一提供一種核電站安全殼冷卻系統(tǒng)，包括:
設置在安全殼2表面的多個換熱單元I，所述換熱單元I包括位于安全殼內(nèi)的熱段11和位于安全殼外的冷段12，所述換熱單元用于依次通過所述熱段11和所述冷段12將安全殼內(nèi)蒸汽的熱量導出至安全殼I外。
[0018]具體地，本實施例中，換熱單元I為振蕩流熱管，振蕩流熱管由易彎曲的普通小口徑的金屬管，例如銅管或鋼管彎折而成，其內(nèi)部在真空情況下充入一定容積的工作液，而后通過一定工藝封閉。由于銅、鋼等金屬材料可以任意彎曲，因此只要不破損，振蕩流熱管也可以任意彎曲。
[0019]請結(jié)合參照圖2所示，振蕩流熱管I為U形，開口段和封閉段皆可作為冷段或熱段。熱段和冷段的長度通常以熱段和冷段的工作介質(zhì)進行計算分配，比如說如果熱段工作介質(zhì)相對于冷段更容易導熱，換熱系數(shù)更高，那么就可以將熱段的長度設置更短。需要說明的是，換熱單元的熱段和冷段是以工作介質(zhì)的溫度高低所決定的。
[0020]振蕩流熱管I還包括密封層13，振蕩流熱管I安裝到安全殼2上之后，密封層13焊接在安全殼2的外表面，密封層13與安全殼2外表面之間具有兩條焊縫14。
[0021]請同時參照圖1和圖3所示，在安全殼2外安裝有防護導流罩3。
[0022]換熱單元1(振蕩流熱管)可以在加工廠進行預加工并檢驗，同時密封層13頁可以在加工廠一并加工?，F(xiàn)場布置時，振蕩流熱管I由于自身特性可以隨意彎曲，大大簡化了現(xiàn)場安裝過程和安裝難度。具體地，換熱單元I設置于安全殼2的頂部和側(cè)面。
[0023]系統(tǒng)完成安裝后，在反應堆正常運行下，由于安全殼2內(nèi)外溫差較小，無法造成熱管有效工作，因此此時系統(tǒng)處于自動停止狀態(tài)。
[0024]事故下，安全殼I內(nèi)的蒸汽產(chǎn)生，并擴散至換熱單元I設置區(qū)域，一方面通過安全殼2的表面進行冷凝，另一方面加熱換熱單元I位于安全殼2內(nèi)的部分，換熱單元I內(nèi)受到加熱的條件下內(nèi)部產(chǎn)生相變和介質(zhì)流動，成為熱段11和冷段12，將熱量傳遞出安全殼I，導出至大氣中。在此過程中安全殼I內(nèi)部由于上部熱量被持續(xù)帶走，蒸汽被持續(xù)冷凝，從而形成安全殼內(nèi)部的自然循環(huán)。
[0025]另一方面，防護導流罩3內(nèi)由于流道內(nèi)空氣被加熱，熱空氣由于密度較低，沿著防護導流罩3向上流動，與此同時，下部冷空氣由于壓差的作用被吸入防護導流罩3，進而在大氣空間內(nèi)形成自然循環(huán)。安全殼2內(nèi)外兩側(cè)的自然循環(huán)使得事故下的堆芯熱量可以通過非能動的手段導出。
[0026]為了增強大氣側(cè)的自然循環(huán)，防護導流罩3的頂部設計為內(nèi)凹的雙曲線形狀(參見圖1)。
[0027]通過上述說明可知，本發(fā)明實施例的有益效果在于:
本發(fā)明使用換熱單元(振蕩流熱管)替代原有大型管束式換熱器并靈活布置于安全殼，簡化了系統(tǒng)構(gòu)成，換熱單元加工工藝成熟，增強了系統(tǒng)的經(jīng)濟性；
本發(fā)明采用新型振蕩流熱管，一方面在安全殼表面靈活布置，且可以任意彎曲，對布置空間要求較低，可以更為均勻的分布于安全殼上部，大大提高換熱效率；另一方面，通過合理分配振蕩流熱管熱段和冷段長度，可以使得本發(fā)明具備空冷能力，可比水冷保持更長的運行時間，大大增強了系統(tǒng)的可靠性；
由于設置了多個振蕩流熱管，即使單一振蕩流熱管發(fā)生損壞而失效，其他振蕩流熱管仍然可以維持工作狀態(tài)，系統(tǒng)使用不受到影響，大大增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性；
本發(fā)明的防護導流罩使用內(nèi)凹的雙曲線型設計，增強了熱空氣導流能力。
[0028]以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實施例而已，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)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種核電站安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括: 設置在安全殼表面的多個換熱單元，所述換熱單元包括位于安全殼內(nèi)的熱段和位于安全殼外的冷段，所述換熱單元用于依次通過所述熱段和所述冷段將安全殼內(nèi)蒸汽的熱量導出至安全殼外。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱單元為振蕩流熱管，由易彎曲的金屬彎折而成，其內(nèi)部在真空情況下充入一定容積的工作液。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核電站安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱段和冷段的長度以所述熱段和冷段的工作介質(zhì)進行計算分配。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電站安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述振蕩流熱管還包括密封層，在所述振蕩流熱管安裝到安全殼上之后，所述密封層焊接在安全殼的外表面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，在安全殼外安裝有防護導流罩，所述防護導流罩的頂部為內(nèi)凹的雙曲線形狀。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的核電站安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱單元設置于安全殼的頂部和側(cè)面。
【文檔編號】G21C15/12GK106057257SQ201610590019
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月26日 公開號201610590019.5, CN 106057257 A, CN 106057257A, CN 201610590019, CN-A-106057257, CN106057257 A, CN106057257A, CN201610590019, CN201610590019.5
【發(fā)明人】徐海巖, 呂陽, 盧冬華, 吳小航, 蘇前華
【申請人】中廣核研究院有限公司, 中國廣核集團有限公司, 中國廣核電力股份有限公司