[发明专利]一种基于高温热管的熔盐堆新型非能动余热排出系统

摘要

本发明公开了一种基于高温热管的熔盐堆新型非能动余热排出系统，包括热管阵列、熔盐卸料箱和排热风筒：熔盐卸料箱通过熔盐管道连接熔盐堆一回路，通过保护气体管道连接保护气体系统；熔盐卸料箱侧面斜插高温热管；多支高温热管有序排列成环形管束，形成高温热管阵列；熔盐卸料箱与高温热管整体放置于排热风筒内；本发明采用高温热管冷却熔盐堆的高温燃料盐，通过热管工作介质的相变和风筒内空气自然对流等自然过程驱动系统自发运作，消除了对电力动力设备以及操作人员的依赖，充分满足熔盐堆非能动设计需求。

主权项

一种基于高温热管的熔盐堆新型非能动余热排出系统，其特征在于：包括排热风筒(1)，设置在排热风筒(1)内的熔盐卸料箱(5)；所述熔盐卸料箱(5)为立式熔盐罐，立于排热风筒(1)内，从上至下依次包括卸料箱上封头(8)、卸料箱直筒段(9)和卸料箱下封头(10)，卸料箱直筒段(9)侧面安插布置高温热管阵列(4)；所述高温热管阵列(4)为环形排列管束，整体位于卸料箱直筒段(9)中间偏下区域，每层高温热管在卸料箱直筒段(9)横截面位置对称布置，间距均匀，每列高温热管竖直对齐，层与层间距保持一致；高温热管蒸发段完全插入卸料箱直筒段(9)内，高温热管冷凝段伸出熔盐卸料箱(5)外，暴露于排热风筒(1)内的空气中，高温热管绝热段为连接高温热管蒸发段和高温热管冷凝段的过渡区域，每根高温热管均向上倾斜，使高温热管冷凝段上翘；最底层高温热管冷凝段高于排热风筒(1)的进风口(3)；不同的熔盐堆功率设计会导致一回路排出的燃料盐有不同的温度和衰变热功率，因此所需高温热管的总数量为几十根至上百根；连通熔盐堆一回路的熔盐管道(7)以及连通熔盐堆惰性保护气体系统的保护气体管道(2)连接在卸料箱上封头(8)；熔盐管道(7)从顶部中央插入，穿过高温热管蒸发段区域，直达卸料箱下封头(10)；相关压力、温度测量仪表部件根据需求安装于卸料箱上封头(8)上；熔盐堆采用液态熔盐作为燃料，当熔盐堆停堆或者发生事故，需要排放燃料盐时，熔盐堆一回路内高温燃料盐通过熔盐管道(7)排放至熔盐卸料箱(5)内；高温燃料盐逐步注入熔盐卸料箱(5)，液面上升逐渐淹没高温热管蒸发段，使高温热管自动启动；高温热管内的工作介质在高温热管蒸发段受热蒸发，沿高温热管流过高温热管绝热段，在高温热管冷凝段冷却液化，之后回流至高温热管蒸发段，形成流动循环；熔盐热量沿热管，通过高温热管冷凝段排放至散热风筒(1)内；空气从散热风筒(1)底部进风口(3)进入排热风筒(1)，自下而上流过高温热管阵列(4)，从排热风筒(1)出口流出，形成自然对流。