[实用新型]用于乏燃料池的非能动旗型热管交换器及乏燃料池装置

说明书

本实用新型公开了一种用于乏燃料池的非能动旗型热管交换器及乏燃料池装置，实现了热量非能动高效传递，可根据乏燃料池中的热负荷变化做出适应性调节，避免乏燃料池中的衰变热无法有效导出。所述旗型热管交换器包括热管蒸发端、集气和布液箱、上升管、热管冷凝端、冷凝器、下降管、热管接入口，以及设置在集气和布液箱上的集气出口和布液进口；热管冷凝端位于冷凝器中；热管蒸发端和集气和布液箱连接，热管蒸发端的出口和热管接入口连接，热管接入口位于集气和布液箱内腔中，集气和布液箱的集气出口与上升管的进口连接，上升管的出口与热管冷凝端的进口连接，热管冷凝端的出口与下降管的进口连接，下降管的出口与集气和布液箱的布液进口连接。

技术领域

本实用新型属于核动力高性能传热研究领域，具体来说，涉及一种用于乏燃料池的非能动旗型热管交换器及乏燃料池装置。

背景技术

在乏燃料池中，乏燃料棒持续释放热量，必须对其进行有效的冷却。正常运行时，乏燃料池冷却系统是通过冷却水泵将乏燃料池中的热水吸出，经过冷却后再返回乏燃料池。若发生全厂断电事故，短时间内应急电源无法有效补充或冷却系统失效，乏燃料池中的衰变热无法有效导出，池水温度将会上升直至沸腾。这不仅产生大量蒸汽，而且乏燃料池中水位的不断下降会造成燃料包壳裸露，放射性释放。

目前，将热管应用于核电站乏燃料水池的事故后冷却，工程上还没有提出过可行方案。尤其是针对热管工作过程中内部工质的流动与传热机理、热管换热器的设计计算和热管换热器在核动力方面的应用仍有许多不足。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于乏燃料池的非能动旗型热管交换器及乏燃料池装置，实现了热量非能动高效传递，在传热性能上，可根据乏燃料池中的热负荷变化做出适应性调节，避免了乏燃料池中的衰变热无法有效导出。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例采用以下技术方案：

一方面，本实用新型实施例一种用于乏燃料池的非能动旗型热管交换器，包括热管蒸发端、集气和布液箱、上升管、热管冷凝端、冷凝器、下降管、热管接入口，以及设置在集气和布液箱上的集气出口和布液进口；热管冷凝端位于冷凝器中；热管蒸发端和集气和布液箱连接，热管蒸发端的出口和热管接入口连接，热管接入口位于集气和布液箱内腔中，集气和布液箱的集气出口与上升管的进口连接，上升管的出口与热管冷凝端的进口连接，热管冷凝端的出口与下降管的进口连接，下降管的出口与集气和布液箱的布液进口连接。

作为优选例，所述的集气出口位于集气和布液箱的上部，布液进口位于集气和布液箱的下部。

作为优选例，所述的热管蒸发端为n个，热管接入口为n个，且热管蒸发端热管接入口一一对应设置；n为大于1的整数。

作为优选例，所述的n个热管接入口在集气和布液箱中的高度不同。

作为优选例，所述的n个热管接入口在集气和布液箱中的高度沿水平方向依次增加或减少。

作为优选例，所述热管冷凝端从热管冷凝端入口到出口方向，向下倾斜；所述下降管从下降管入口到出口方向，向下倾斜。

作为优选例，所述热管蒸发端内壁为多孔介质的重力辅助热管，热管蒸发端的蒸发为多孔介质中的薄膜蒸发。

作为优选例，所述多孔介质结构为丝网型、烧结型或者沟槽型。

作为优选例，所述热管蒸发端中的工作介质为水。

另一方面，本实用新型实施例提供一种乏燃料池装置，包括乏燃料池、乏燃料棒、包括热管蒸发端、集气和布液箱、上升管、热管冷凝端、冷凝器、下降管、热管接入口，以及设置在集气和布液箱上的集气出口和布液进口；乏燃料棒固定在乏燃料池的底部，热管蒸发端位于乏燃料棒上端，集气和布液箱固定在乏燃料池的顶部。