[发明专利]一种采用自流式吹气系统的安全壳内置高效换热器

说明书

本发明提供一种采用自流式吹气系统的安全壳内置高效换热器，其主要由换热器入口联箱、换热管、换热器出口联箱以及自流式吹气系统组成。所述的自流式吹气系统包括输水结构、水斗式水轮、吹气结构、排水管以及齿轮转向箱。自流式吹气系统可将蒸汽冷凝的水流势能转化为射流动能，带动吹气叶轮转动，从而吹走换热管附近的不凝性气体膜，使得蒸汽更好的在换热管外表面冷凝换热。本发明在安全壳内发生破口事故时可高效的带走安全壳内部热量，其利用自流式吹气系统可有效减薄不凝性气体膜，增强蒸汽与管束的接触，实现高效传热，确保事故条件下安全壳内部可高效的降温降压，增强安全壳的安全性并为降低安全壳的建造成本提供可行方案。

技术领域

本发明涉及的是非能动安全壳冷却系统高效换热设备，具体是指一种采用自流式吹气系统的安全壳内置高效换热器。

背景技术

21世纪是人类发展的重要阶段，同时也是常规能源短缺的阶段，核能因其清洁高效的特点，自发现以来，一直备受人们的关注。随着核能技术的不断发展与成熟，核能已逐步成为新的主要能源，其能量密度大、清洁高效的特点使得应用越来越广泛。

核能在给人类带来清洁高效的能源的同时，也带来了诸多风险。随着核电技术的发展，核电站的安全问题也越来越受重视。因此，为了缓解事故发生的严重后果和有效保障核电厂的安全性，在第三代核电技术中引入了非能动安全壳冷却系统。

上述的非能动安全壳冷却系统通常由安全壳内置换热器、安全壳外置换热水箱以及连接换热水箱和换热器的管线及阀门组成。当反应堆发生事故时，安全壳内会喷放大量高温蒸汽，其会与内置换热器的换热管接触冷凝换热，从而上管段的冷却水会不断吸热从而温度升高，由于上管段和下管段的密度差使得换热器和换热水箱形成自然循环，持续地导出安全壳内热量，防止安全壳超温超压，确保安全壳的完整性。

在发生事故时，为了防止安全壳内大量热量不能及时导出的问题，因此需考虑安全壳非能动换热器的强化换热措施。在现有的专利中，公开号为CN108122622A、CN106782698A的专利提供了新型的非能动安全壳外置换热水箱结构，使得换热水箱具有长期高效的运行能力。公开号为CN202614053U、CN108206064A、CN206907494U的专利分别提供了新型的非能动换热系统结构，有利于系统的集成，节省空间。这些专利的特点都在于主要关注PCCS中除内置换热器的其他设备，通过改动提升PCCS的自然循环能力以及长期运行能力，但提升PCCS的换热能力关键在于安全壳内置换热器换热能力的提升。

在事故的发展过程中，PCCS将长期运行逐渐导出安全壳内热量，在PCCS运行期间，蒸汽会在安全壳内置换热器表面大量冷凝，同时安全壳内置换热器外表面会聚集大量不凝性气体，使得每根换热管外表面都会形成气膜抑制蒸汽冷凝传热，已公开的专利未能针对这一问题形成有效的方案。

因此，有必要发明一种采用自流式吹气系统的安全壳内置高效换热器，以增强安全壳内置换热器的冷凝能力，高效的带走安全壳内的热量，确保事故条件下安全壳内部可以高效的降温降压，增强安全壳的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用自流式吹气系统的安全壳内置高效换热器，以实现安全壳内热量高效导出，确保安全壳结构上的完整性并为降低安全壳的建造成本提供可行方案。

本发明的目的是这样实现的：安全壳内置的换热器包括换热器入口联箱、换热器出口联箱、换热管束、用于连接换热器和安全壳外置换热水箱的上管段和下管段，换热管束分别联通换热器入口联箱和换热器出口联箱，还包括自流式吹气系统，自流式吹气系统通过支撑柱与安全壳内壁面连接，自流式吹气系统包括输水结构、水斗式水轮、吹气结构、排水管，输水结构包括相互连接的漏斗及漏斗输水管，所述水斗式水轮包括通过主轴设置在漏斗输水管内的转盘、均匀设置在转盘上的水斗，所述吹气结构包括齿轮转向箱、吹气叶轮，转盘所在的主轴通过齿轮转向箱将运动传给吹气叶轮，吹气叶轮设置在安全壳内置换热器中下部，排水管一端与漏斗输水管的端部连通、另一端伸至堆坑侧壁面处。

本发明还包括这样一些结构特征：