[发明专利]一种采用双轮双叶复合动力吸气式的安全壳内置高效换热器

说明书

本发明提供一种采用双轮双叶复合动力吸气式的安全壳内置高效换热器，其主要由换热器入口联箱、换热管、换热器出口联箱、自流式吸气系统以及切击式吸气系统组成，自流式吸气系统包括输水结构、水斗式水轮、吸气结构、排气管以及齿轮转向箱。切击式吸气系统包括输水结构、喷流结构、吸气结构、排水管以及排气管。两种吸气系统分别布置在上下两部分，组成复合动力吸气系统，可将蒸汽冷凝的水流势能转化为射流动能，带动吸气结构转动，产生一种抽吸力，从而吸走换热管附近的不凝性气体膜，使得蒸汽更好的在换热管外表面冷凝换热。本发明在安全壳内发生破口事故时可高效的带走安全壳内部热量，增强蒸汽与管束的接触，实现高效传热。

技术领域

本发明涉及的是非能动安全壳冷却系统高效换热设备，具体是指一种采用双轮双叶复合动力吸气式的安全壳内置高效换热器。

背景技术

近些年随着世界能源的匮乏，许多清洁能源都得到了迅速的发展，其中核能是所有清洁能源中发展较快的，对于满足我国的电力需求、优化能源结构，减少环境污染具有至关重要的作用。然而核能在给人类带来清洁高效的能源的同时，也带来了诸多风险。如何增强核电站的安全性一直是相关研究人员关注的重点。为了缓解事故发生的严重后果和有效保障核电厂的安全性，在第三代核电技术中广泛应用了非能动安全壳冷却系统。

上述的非能动安全壳冷却系统通常由安全壳内置换热器、安全壳外置换热水箱以及连接换热水箱和换热器的管线及阀门组成。当反应堆发生破口事故时，安全壳内会产生大量高温高压蒸汽，其与内置换热器的传热管接触形成冷凝换热过程，换热器上管段的水温不断升高，密度不断减小。在上管段和下管段重位差的驱动下形成自然循环流动，有效地导出安全壳内部的热量，防止安全壳超温超压。

在反应堆发生事故时，为了增强安全壳内热量导出能力，需考虑安全壳非能动换热器的强化换热措施。在冷凝换热过程中少量的不凝性气体就对冷凝换热有明显的抑制作用，因此可以考虑减少传热管附近以及安全壳上部气空间的高浓度空气来增强换热器的换热能力。在现有的专利中，有些发明只针对了换热水箱长期运行能力，未能考虑安全壳内置换热器的换热能力。比如专利号为CN201611061901.7、CN201810662023.7的专利都设计了新型换热水箱的强化换热结构，使得非能动安全壳冷却系统能够长期的导出安全壳内热量。公开号为CN202614053U、CN108206064A、CN206907494U的专利分别提供了新型的非能动换热系统结构。但这些专利并未考虑增强内置换热器本身的换热能力。由于事故阶段会有大量不凝性气体附着在内置换热器传热管表面，对冷凝换热能力影响较大，而已公开的专利中未能针对这一问题形成有效的方案。

因此，有必要发明一种采用双轮双叶复合动力吸气式的安全壳内置高效换热器，通过吸走传热管周围以及安全壳整个上部空间的高浓度空气，来增强换热器的换热能力，从而高效的带走安全壳发生破口事故时产生的大量蒸汽。防止安全壳内部超温超压，提高核电站安全运行的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用双轮双叶复合动力吸气式的安全壳内置高效换热器，以实现安全壳内热量高效导出，确保安全壳结构上的完整性并为降低安全壳的建造成本提供可行方案。