[发明专利]缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统

权利要求书

1.一种缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统，用于缓解核电厂管道的热分层效应，所述核电厂管道包括主管道(10)以及与所述主管道(10)连接且连通的至少一个支管道(20)，所述支管道(20)包括竖向管段(21)与横向管段(22)，所述竖向管段(21)与所述主管道(10)连接，所述横向管段(22)与所述竖向管段(21)远离所述主管道(10)的一端连接，所述横向管段(22)具有敏感区域，其特征在于，所述缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统包括：

热管装置(51)，所述热管装置(51)沿所述主管道(10)和所述支管道(20)下侧外壁面轴向延伸设置，用于将热量输送至所述敏感区域以消除或缓解热分层效应；

测温装置(52)，所述测温装置(52)设置在所述横向管段(22)位于所述敏感区域的外周，用于检测所述敏感区域的温度。

2.根据权利要求1所述的缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统，其特征在于，所述缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统包括设于所述核电厂管道外周的保温层(53)；

所述热管装置(51)与所述测温装置(52)均设于所述保温层(53)内。

3.根据权利要求2所述的缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统，其特征在于，所述保温层(53)的制造材料为岩棉、硅酸铝棉、玻璃棉或泡沫玻璃中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统，其特征在于，所述热管装置(51)具有依次连接的吸热段(511)、中间段(512)和放热段(513)；

所述放热段(513)设于所述横向管段(22)位于所述敏感区域的外周，所述中间段(512)外周设有隔热层(54)。

5.根据权利要求4所述的缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统，其特征在于，所述隔热层(54)的制造材料为岩棉、硅酸铝棉、玻璃棉或泡沫玻璃中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统，其特征在于，所述热管装置(51)包括多根热管。

7.根据权利要求6所述的缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统，其特征在于，分层流体中冷流体被加热所需热量由以下公式计算得到：

Q₁＝c·m·ΔT

其中，c:水的比热；ΔT：冷热流体温差，ΔT＝T_热流体-T_冷流体；m：被加热管道的水质量，ρ_冷流体：冷流体密度；d：分层管道管径；L：分层管道长度；

热管吸热量由以下公式计算得到：

Q₂＝K·A·ΔT_m·t；

其中，K：传热系数，根据热管材料确定；A：总传热面积；ΔT_m：对数平均温差，ΔT_max＝T_热流体-T₁；ΔT_min＝T_冷流体-T₁；T₁：热管内流体饱和温度；t：加热时间；

热管的设置数量由以下公式计算得到：

其中，Q₂＝η·Q₁，η热损系数，取0.98；F：单根热管的传热面积。

8.根据权利要求6所述的缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统，其特征在于，所述热管为圆管或方管。

9.根据权利要求1所述的缓解核电厂管道热分层效应的轴向传热系统，其特征在于，所述测温装置(52)包括多个测温单元(521)，多个所述测温单元(521)沿所述横向管段(22)的轴向和/或周向布置在所述横向管段(22)位于所述敏感区域的外周。