[发明专利]一种采用储气隔间式的安全壳内置高效换热器

说明书

本发明提供一种采用储气隔间式的安全壳内置高效换热器，切击式吸气系统的原理是利用水的势能带动转动结构转动，产生抽吸力，吸走传热管附近的不凝性气体，从而增加冷却系统的换热能力。储气隔间是在安全壳下部安装的一个罐体结构，通过收集切击式吸气系统抽吸的不凝性气体，利用均气孔板使不凝性气体均匀地充满储气隔间，当不凝性气体充满储气隔间时，由隔间上部的排气孔排出。本发明通过切击式吸气系统以及储气隔间降低传热管周围和整个安全壳上部气空间的不凝性气体含量，增大管束与蒸汽之间的冷凝换热，因此可以在安全壳发生破口事故时快速有效的带走安全壳内部热量，防止安全壳内部超温超压，提高核电站长期运行能力。

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，具体是指一种采用储气隔间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。当反应堆发生坡口事故时，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。然而增强内置换热器本身的换热能力也很重要。

因此，有必要发明一种采用储气隔间式的安全壳内置高效换热器，通过收集储存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储气隔间式的安全壳内置高效换热器，防止事故条件下安全壳内部超温超压。

本发明的目的是这样实现的：安全壳内置的换热器包括换热器入口联箱、换热器出口联箱、换热管束、用于连接换热器和安全壳外置换热水箱的上管段和下管段，换热管束分别联通换热器入口联箱和换热器出口联箱，还包括切击式吸气系统以及储气隔间，切击式吸气系统通过支撑柱与安全壳内壁面连接，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，输水结构与喷流结构相连，喷流结构与吸气结构相连；输水结构包括相互连接的漏斗及漏斗输水管，漏斗位于换热管束下方；喷流结构包括与漏斗输水管连接的喷管、设置喷管端部的喷嘴；吸气结构包括设置在喷嘴出口处的转轮、齿轮转向箱、吸气叶轮及吸气管，转轮所在轴为齿轮转向箱的输入端，齿轮转向箱的输出端为吸气叶轮所在轴，喷嘴和转轮位于主动壳体内，吸气叶轮位于从动壳体内，吸气管的一端连接在从动壳体上、另一端伸至换热管束处；所述排水管一端设置在转轮下部的主动壳体上、另一端伸至堆坑侧壁面处；排气管一端设置在吸气叶轮下部、另一端与储气隔间相连；储气隔间下部设置均气孔板、上部设置两个并列的圆形排气孔。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.所述储气隔间采用圆柱形罐体，下部与安全壳底部固定。