[发明专利]一种自激振荡非能动余热排出设备及方法

说明书

本发明公开了一种自激振荡非能动余热排出设备及方法，涉及第三代核电技术领域，包括非能动余热排出装置和自激振荡喷射器，其中蓄能喷射段与第二液相管线相连通，脉冲喷射段与冷凝罐相连通，脉冲喷射段与汽相管线相连通。本发明利用非能动余热排出装置中的液相管线和汽相管线间的压力差驱动自激振荡喷射器，在脉冲喷射段不断抽吸冷凝罐中的不凝气体，将其束缚在蒸发‑冷凝过程之外并绕开蒸汽发生器，不仅降低了不凝气体对冷凝罐内冷凝过程的不利影响，还提高了蒸汽发生器的蒸发沸腾侧换热能力。

技术领域

本发明涉及第三代核电技术领域，具体涉及一种自激振荡非能动余热排出设备及方法。

背景技术

当压水堆核电厂或核动力装置发生全厂断电事故或能动余热排除系统失效时，可通过非能动余热排出系统导出堆芯热量来解决，其无需外接驱动力，直接通过回路工质的密度差产生自然驱动力实现蒸发-冷凝循环，将反应堆停堆后的余热输送到最终热阱，以防止燃料包壳烧毁，极大地提高了压水堆的固有安全性，非能动余热排出系统已成为第三代核电技术的必备装置。

非能动余热排出装置的启动平衡和传热可靠，是确保核反应堆安全的关键技术。从热力学上看，产生于余热排出装置封闭空间且在系统工作温度范围内无法凝结为液相的不凝气体，是影响非能动余热排出装置可靠性的主要因素之一；本质上，不凝气体对非能动余热排出装置的性能的影响在于其破坏了系统原有的热力平衡，不凝气体对热力平衡的破坏与重构对应着蒸发-冷凝过程中压力-温度-能量平衡的变化，并伴随着内部工质(蒸馏水)在非能动余热排出装置内部的重新分配。

其中，不凝气体的主要来源包括：非能动余热排出装置生产环节引入的污染物质(通过与管体材料及工质间发生化学反应产生不凝气体)，以及阀门连接处不可避免的泄漏。不凝气体的存在会造成非能动余热排出装置启动运行温度高、启动过程困难、冷凝器传热性能恶化以及蒸发沸腾性能下降等多种不利影响，且随着不凝气体不断的积累，甚至会出现热转移能力退化、反应堆事故等问题。

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自激振荡非能动余热排出设备及方法，可抽吸冷凝罐内的不凝气体，降低不凝气体对冷凝罐内冷凝过程的不利影响，同时提高蒸汽发生器的蒸发沸腾侧换热能力。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种自激振荡非能动余热排出设备，包括非能动余热排出装置，所述非能动余热排出装置由依次首尾相连的蒸汽发生器、汽相管线、散热器、第一液相管线、冷凝罐和第二液相管线组成；

自激振荡喷射器，所述自激振荡喷射器由依次连通的液体进口管线、蓄能喷射段、激振腔、脉冲喷射段和气体出口管线组成；其中，所述第二液相管线与液体进口管线连通，所述汽相管线与气体出口管线连通；所述自激振荡喷射器还包括抽气管线，所述抽气管线一端与所述脉冲喷射段靠近蓄能喷射段的一侧连接，另一端与冷凝罐连接。

在上述技术方案的基础上，所述脉冲喷射段与第二液相管线位于同一水平位置。

在上述技术方案的基础上，所述液体进口管线位于靠近所述蒸汽发生器的冷凝水入口处。

在上述技术方案的基础上，所述气体出口管线位于靠近所述散热器的蒸汽入口处。

在上述技术方案的基础上，所述散热器设于冷水中。

在上述技术方案的基础上，所述散热器为水冷换热器。

在上述技术方案的基础上，所述脉冲喷射段靠近蓄能喷射段一侧的内径小于所述脉冲喷射段靠近气体出口管线一侧的内径。

在上述技术方案的基础上，一种自激振荡非能动余热排出设备的余热排出方法，包括以下步骤：

使高压液体通过第二液相管线、液体进口管线通入蓄能喷射段；

通过蓄能喷射段将该高压液体降速增压后通入激振腔；