[发明专利]一种蒸汽射流驱动非能动换热系统

说明书

本发明公开了一种蒸汽射流驱动非能动换热系统，包括非能动换热器、冷却水箱和蒸汽射流混合器，非能动换热器内部设有多个竖直的传热管，至少一个传热管的外周设有上下开口的锥形围筒，且上端通过隔板与非能动换热器的侧壁固定；冷却水箱内部装有冷却水，设有冷却水回口和冷却水引出口，冷却水回口与冷却水出口连通；蒸汽射流混合器上设有蒸汽入口、混合入口和混合出口。本发明，利用蒸汽射流增压原理，在不增加总体高度的情况下，利用自身产生的射流蒸汽提高了非能动换热系统的自然循环驱动力，可以同时实现系统自然循环流量的提升以及两相流动振荡的消除；无需外部汽源，采用传热管共用的方式，有利于系统的集成，减小所占空间。

技术领域

本发明涉及非能动热交换技术领域，具体涉及一种蒸汽射流驱动非能动换热系统。

背景技术

当核电厂发生事故之后，非能动换热系统可在无外部能源供应且不需人为干预的前提下自动启动并投入运行，大幅提高了核电厂的固有安全性，在新型核电厂的余热排出以及安全壳事故缓解中广泛应用。

在系统布置空间受到限制的情况下，常会有系统热端与冷段高度差不足的问题，这将导致系统的自然循环驱动力不足，系统自然循环流量比较小。此时为了满足系统换热总功率需求，将需要更大的换热器尺寸，不仅会增加系统的复杂程度，而且也降低了整体经济性。另一方面，面对较大的换热温差，如果系统自然循环驱动力比较小，则容易诱发系统出现两相流动振荡现象，不利于非能动换热系统的安全稳定运行。

通常情况下，一般会采取优化非能动换热器出口形式或调整系统功率匹配的方式改善上述情况，但是并未解决自然循环驱动力较小这一根本问题，难以满足变工况运行的需求，且存在降低系统整体换热功率的风险。

由此可见，目前的非能动换热系统存在自然循环驱动力较小的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前的非能动换热系统存在自然循环驱动力较小的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供了一种蒸汽射流驱动非能动换热系统，包括：

非能动换热器，内部设有多个竖直的传热管，至少一个所述传热管的外周设有上下开口的锥形围筒，且所述锥形围筒的上端通过隔板与所述非能动换热器的侧壁固定，所述锥形围筒、所述隔板与所述非能动换热器的侧壁之间形成换热腔，所述锥形围筒与所述传热管之间形成沸腾产汽流道，所述隔板与所述非能动换热器的顶面之间形成集汽腔，所述换热腔的侧壁底部设有冷却水入口、侧壁上部设有冷却水出口，所述集汽腔的一侧设有射流蒸汽出口，所述非能动换热器的顶部设有热流体入口，底部设有热流体出口，所述热流体入口上沿流动方向依次设有热流体入口隔离阀和热流体入口电磁阀，所述热流体出口上沿流动方向设有热流体出口电磁阀和热流体出口隔离阀；

冷却水箱，内部装有冷却水，设有冷却水回口和冷却水引出口，所述冷却水回口与所述冷却水出口连通；

蒸汽射流混合器，其上设有蒸汽入口、混合入口和混合出口，所述蒸汽入口与所述射流蒸汽出口连通，所述混合入口与所述冷却水引出口连通，所述混合出口与所述冷却水入口连通。

在另一个优选的实施例中，所述非能动换热器为圆筒形，所述传热管均匀布置，所述锥形围筒设置在与所述非能动换热器的内壁临近的所述传热管上。

在另一个优选的实施例中，所述沸腾产汽流道的横截面由下至上逐渐增大。

在另一个优选的实施例中，所述蒸汽射流混合器沿流动方向依次设有吸入室、混合室和扩散室，所述吸入室上设有蒸汽喷嘴，所述蒸汽喷嘴的外端形成蒸汽入口，所述蒸汽喷嘴的内端临近所述混合室，所述混合入口设置在所述吸入室上。

在另一个优选的实施例中，所述混合室的横截面沿流动方向先缩小后增大。