[发明专利]基于一体式换热器的小型氟盐堆非能动余排系统

权利要求书

1.基于一体式换热器的小型氟盐堆非能动余排系统，其特征在于，包括位于反应堆容器(8)内的堆芯(1)、热池(2)、热池(2)下方的冷池(3)、热池(2)和冷池(3)之间的冷热池隔板(4)、贯穿热池(2)和冷池(3)的主热-余热一体式换热器(5)，位于反应堆容器(8)外的空冷器(6)以及连接主热-余热一体式换热器(5)与空冷器(6)的余排回路管道(7)；堆芯(1)贯穿冷热池隔板(4)，堆芯(1)下部入口位于冷池(3)，上部出口位于热池(2)；

所述主热-余热一体式换热器(5)包括换热器外壳(5-16)，固定连接在换热器外壳(5-16)底部和顶部的下封头(5-12)和上封头(5-11)，位于换热器外壳(5-16)内底部中心和下封头(5-12)中心处的余排回路入口套筒(5-13)，位于上封头(5-11)中心的余排回路出口套筒(5-14)，位于换热器中心的余排管束(5-7)，位于余排管束(5-7)外围的二回路管束(5-8)，余排管束(5-7)由上管板(5-9)和余排回路入口套筒(5-13)固定，二回路管束(5-8)由上管板(5-9)和下管板(5-10)固定；

主热-余热一体式换热器(5)内有三个流体区：壳侧一回路冷却剂区(A)、管侧主热传输二回路冷却剂区(B)和管侧余排回路冷却剂区(C)；壳侧一回路冷却剂区(A)是由换热器外壳(5-16)内侧、余排回路入口套筒(5-13)外侧以及余排管束(5-7)和二回路管束(5-8)的外侧构成的一回路冷却剂流动空间；管侧主热传输二回路冷却剂区(B)是由换热器外壳(5-16)与余排回路入口套筒(5-13)之间的二回路管束(5-8)内侧、余排回路入口套筒(5-13)外侧和下封头(5-12)内侧组成区域以及余排回路出口套筒(5-14)外侧和上封头(5-11)内侧组成区域共同构成的二回路冷却剂流动空间；管侧余排回路冷却剂区(C)是由余排回路入口套筒(5-13)内侧、余排回路出口套筒(5-14)内侧以及与其连接的余排管束(5-7)内侧构成的余排回路冷却剂流动空间；

壳侧一回路冷却剂区(A)位于余排管束(5-7)和二回路管束(5-8)所在区域上部和下部的换热器外壳(5-16)同一侧分别开设有一回路冷却剂入口(5-1)和一回路冷却剂出口(5-2)，壳侧一回路冷却剂区(A)位于壳侧一回路冷却剂入口(5-1)下部横向设置有壳侧一回路冷却剂流量分配孔板(5-15)；管侧主热传输二回路冷却剂区(B)位于下封头(5-12)和上封头(5-11)的同一侧分别开设有二回路冷却剂入口(5-5)和二回路冷却剂出口(5-6)；余排回路入口套筒(5-13)的底部和余排回路出口套筒(5-14)的顶部分别设置余排回路冷却剂入口(5-3)和余排回路冷却剂出口(5-4)。

2.如权利要求1所述的基于一体式换热器的小型氟盐堆非能动余排系统，其特征在于，所述反应堆容器(8)内部的冷却剂被冷热池隔板(4)分割为热池(2)和冷池(3)两部分；堆芯(1)下部入口连通一回路冷却剂出口(5-2)，堆芯(1)上部出口连通一回路冷却剂入口(5-1)；一回路冷却剂进入堆芯(1)后吸收反应热，在堆芯(1)出口热池(2)汇集后进入主热-余热一体化换热器(5)的一回路冷却剂入口(5-1)后，经过一回路冷却剂流量分配孔板(5-15)后自上而下流动在换热器壳程热侧放热，最后由一回路冷却剂出口(5-2)流出并在冷池(3)汇集，流回堆芯(1)完成一回路循环；二回路冷却剂由二回路冷却剂入口(5-5)流入，经过下管板(5-10)分配流量，在二回路管束(5-8)管侧自下而上流动吸热后，最后在二回路冷却剂出口(5-6)汇集并流出，完成二回路热量输运；主热-余热一体化换热器(5)的余排回路冷却剂入口(5-3)与空冷器(6)的出口通过余排回路管道(7)连接，余排回路冷却剂出口(5-4)与空冷器(6)的入口通过余排回路管道(7)连接；余排回路工作时，余排回路冷却剂进入余排回路冷却剂入口(5-3)，经过余排回路入口套筒(5-13)进入余排管束(5-7)自下而上流动并吸热后，在余排回路出口套筒(5-14)汇集并由余排回路冷却剂出口(5-4)流出，在自然循环驱动压头作用下经余排回路管道(7)流入空冷器(6)冷却，随后离开空冷器(6)经余排回路管道(7)流回余排回路冷却剂入口(5-3)完成余排回路自然循环。