CN112611247A - 一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，其包括换热器本体、热管蒸发段、热管汇集段以及冷凝段；本发明中的乏燃料水池非能动余热导出热管换热器通过换热器蒸发段在乏池内吸热，换热器内介质蒸发，克服管道阻力和重力，沿着热管运动，到达室外的冷凝段，然后与空气换热冷凝，冷凝后的液体在重力或者毛细力作用下流回蒸发段，依次循环将乏燃料水池的余热传递到厂房外的大气中，使得乏燃料水池的水温满足要求，保证乏燃料水池的安全。
Description
技术领域
本发明涉及核电厂非能动安全设备技术领域，具体涉及一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器。
背景技术
目前核电厂的乏燃料水池的热量导出是靠泵循环乏燃料水池内的水经过管壳式换热器,把热量传给设冷水***。2011年日本福岛核事故以后，对核反应堆***固有安全性能提出更高要求，热管是一种典型的非能动换热元件，热管换热器具有传热效率高、压力损失小、工作稳定可靠、结构紧凑和有效隔离一二次侧流体等优点，在许多工业领域已得到广泛应用，技术成熟性高。
热管换热器的核心部件是热管，热管内部主要靠工作介质的汽、液相变传热，导热能力很高,其导热系数能达到105W/(m·℃)量级，而铜、银等材料的导热系数只能达到102W/(m·℃)量级，但热管的传热性能受工作介质特性以及充液量的限制，也存在传热极限，如毛细极限，声速极限，沸腾极限等。热管换热器从结构形式上可以分为普通热管、分离式热管、毛细泵回路热管、平板热管等。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种燃料水池非能动余热导出热管换热器，该热管换热器能够在乏池正常运行和事故条件下导出乏燃料水池的余热。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，所述热管换热器包括；
换热器本体；
热管蒸发段，所述热管蒸发段设置在乏燃料水池内，所述热管蒸发段一端与所述换热器本体相连；
热管汇集段，所述热管汇集段通过设置有的蒸汽上升管一端与所述热管蒸发段的另一端相连；以及
冷凝段，所述冷凝段一端与所述蒸汽上升管的另一端相连，所述冷凝段的另一端通过设置有的冷凝水回流管与所述换热器本体相连。
在一个实施例中，所述热管蒸发段安装在乏燃料水池的池壁外表面上。
在一个实施例中，所述热管蒸发段与乏燃料水池外壁表面构成一个整体。
在一个实施例中，所述热管蒸发段与乏燃料水池内的格架构成一个整体。
在一个实施例中，所述热管蒸发段采用模块化结构设计。
在一个实施例中，所述蒸汽上升管与冷凝水回流管布置在同一管道中。
在一个实施例中，所述冷凝段外部设置有翅片。
在一个实施例中，所述热管换热器还包括分配器，所述冷凝水回流管通过所述分配器与多个所述换热器本体相连。
本发明的有益效果为：本发明中的乏燃料水池非能动余热导出热管换热器通过换热器蒸发段在乏池内吸热，换热器内介质蒸发，克服管道阻力和重力，沿着热管运动，到达室外的冷凝段，然后与空气换热冷凝，冷凝后的液体在重力或者毛细力作用下流回蒸发段，依次循环将乏燃料水池的余热传递到厂房外的大气中，使得乏燃料水池的水温满足要求，保证乏燃料水池的安全。
附图说明
图1为本发明实施例中乏燃料水池非能动余热导出热管换热器结构原理示意图。
图2为本发明实施例中乏燃料水池非能动余热导出热管换热器安装立体示意图。
图中：
1-热管蒸发段，2-蒸汽上升管，3-建筑物，4-冷凝段，5-冷凝水回流管，6-乏燃料水池，7-格架，8-分配器。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
参见附图1至2所示，本实施例提供一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，该热管换热器包括换热器本体、热管蒸发段1、热管汇集段以及冷凝段4。热管蒸发段1设置在乏燃料水池6内，热管蒸发段1一端与换热器本体相连，热管汇集段通过设置有的蒸汽上升管2一端与热管蒸发段1的另一端相连，冷凝段4一端与所述蒸汽上升管2的另一端相连，所述冷凝段4的另一端通过设置有的冷凝水回流管5与所述换热器本体相连。
参照附图2所示，在一个实施例中，热管蒸发段1具有三种不同的安装方式。第一种为热管蒸发段1安装在乏燃料水池6的池壁外表面上；第二种为热管蒸发段1与乏燃料水池6外壁表面构成一个整体；第三种为热管蒸发段1与乏燃料水池6内的格架7构成一个整体。
在一个实施例中，每一个热管蒸发段1采用模块化结构设计，每个模块化的热管蒸发段1蒸发的液体进行汇集到蒸汽上升管2，并通过贯穿件穿过建筑物3。
为了热管换热器穿过建筑物3的贯穿件，在一个实施例中，蒸汽上升管2与冷凝水回流管5布置在同一管道中。
为了提高换热效率以及提高空气流速，在一个实施例中，冷凝段4外部设置有翅片，同时在冷凝器外部设置有烟囱的外形结构，以便在冷凝器处形成“烟囱效应”，以提高空气的流速。
在一个实施例中，热管换热器还包括分配器8，冷凝水回流管5通过分配器8与多个换热器本体相连，热管换热器冷凝后的液体通过分配器8，均匀的分布到每根热管中。
运行时，通过换热器蒸发段在乏池内吸热，换热器内介质蒸发，克服管道阻力和重力，沿着热管运动，到达室外的冷凝段4，然后与空气换热冷凝，冷凝后的液体在重力或者毛细力作用下流回蒸发段，依次循环将乏燃料水池6的余热传递到厂房外的大气中，使得乏燃料水池6的水满足***要求，保证乏燃料水池6的安全。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，其特征在于，所述热管换热器包括；
换热器本体；
热管蒸发段，所述热管蒸发段设置在乏燃料水池内，所述热管蒸发段一端与所述换热器本体相连；
热管汇集段，所述热管汇集段通过设置有的蒸汽上升管一端与所述热管蒸发段的另一端相连；以及
冷凝段，所述冷凝段一端与所述蒸汽上升管的另一端相连，所述冷凝段的另一端通过设置有的冷凝水回流管与所述换热器本体相连。
2.根据权利要求1所述的一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，其特征在于，所述热管蒸发段安装在乏燃料水池的池壁外表面上。
3.根据权利要求1所述的一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，其特征在于，所述热管蒸发段与乏燃料水池外壁表面构成一个整体。
4.根据权利要求1所述的一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，其特征在于，所述热管蒸发段与乏燃料水池内的格架构成一个整体。
5.根据权利要求1至3任一所述的一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，其特征在于，所述热管蒸发段采用模块化结构设计。
6.根据权利要求1所述的一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，其特征在于，所述蒸汽上升管与冷凝水回流管布置在同一管道中。
7.根据权利要求1所述的一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，其特征在于，所述冷凝段外部设置有翅片。
8.根据权利要求1所述的一种乏燃料水池非能动余热导出热管换热器，其特征在于，所述热管换热器还包括分配器，所述冷凝水回流管通过所述分配器与多个所述换热器本体相连。
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