[实用新型]余热排出系统

说明书

本实用新型涉及反应堆散热技术领域，具体提供一种余热排出系统，旨在解决现有空气冷却系统换热效率低，占用空间大的问题。为此目的，本实用新型的余热排出系统包括：独立换热器、冷却器、蒸汽管路和回液管路，回液管路内填充冷却液，独立换热器在高度方向上低于冷却器。独立换热器的第一换热流道与液态重金属反应堆连通，第二换热流道与蒸汽管路和回液管路连通，两个流道彼此独立并相互进行热交换。运行时，回液管路内的冷却液经独立换热器后变为气态或气液两相态，气态进入蒸汽管路，经蒸汽管路进入冷却器，再次变为液态并经回液管路进入独立管热器对液态重金属冷却，换热效率高于气体冷却，且在循环冷却过程中，无需外部动能驱动冷却介质。

技术领域

本实用新型涉及反应堆散热技术领域，具体涉及一种余热排出系统。

背景技术

液态重金属冷却反应堆事故工况下，即使紧急停堆，仍有部分余热持续产生。为确保反应堆的运行安全，池内液态重金属反应堆需设置余热排出装置以排出堆芯余热。

为了排出堆芯余热，余热排出装置中换热器的冷却系统必须在电源驱动下进行循环以冷却堆芯。然而在验证事故及其叠加的情况，比如全厂停电的情况，备用电源无法使用，需要电源供电的安全设施往往存在失效的可能。

为避免这种情况，现有液态重金属堆设计中大都采用反应堆容器空气冷却系统作为主要的非能动余热排出系统，反应堆容器空气冷却系统位于安全容器外侧，完全依靠空气本身的温度差引起的密度差驱动热空气向上流动，冷却反应堆容器，进而冷却堆芯。采用反应堆容器空气冷却系统作为主要的非能动余热排出系统，反应堆容器空气冷却系统虽然完全依赖空气自然循环带走堆芯余热，不需借助外部电源，但该方式换热效率较低，且外部设备占用空间大。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有空气冷却系统换热效率低、占用空间大的问题。

为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种余热排出系统，包括独立换热器、冷却器、蒸汽管路和回液管路，所述独立换热器包括第一换热进口、第一换热出口、第二换热进口和第二换热出口，所述第一换热进口与所述第一换热出口之间形成第一换热流道，所述第二换热进口与所述第二换热出口之间形成第二换热流道，所述第一换热流道与所述第二换热流道彼此独立且能够彼此进行热交换，所述冷却器包括冷却进口和冷却出口，所述第一换热进口和所述第一换热出口与液态重金属反应堆连通，所述第二换热出口与所述蒸汽管路的进口连通，所述蒸汽管路的出口与所述冷却进口连通，所述冷却出口与所述回液管路的进口连通，所述回液管路的出口与所述第二换热进口连通，所述回液管路内填充有冷却液，所述独立换热器在高度方向上低于所述冷却器。

在采用上述技术方案的情况下，余热排出系统运行时，回液管路内填充的冷却液经过独立换热器后，变为气态或气液两相态，气态进入蒸汽管路，使管路保持正压，避免外界空气进入，同时气态在压力作用下经蒸汽管路进入冷却器，再次变为液态，并经回液管路再次进入独立管热器的第二换热流道对第一换热流道中的液态重金属进行冷却。采用冷却液换热效率相对于气体冷却效率高，而且该余热排出系统在循环冷却的过程中无需外部动能驱动冷却介质，节省了外部驱动设备，节省空间。

在上述余热排出系统的具体实施方式中，还包括第一储液容器、加热器、加注管路和第一通断阀，所述第一储液容器内储存有冷却液，所述加热器设置于所述第一储液容器用于对所述第一储液容器内的冷却液加热，所述第一储液容器具有进液口和出液口，所述进液口与所述蒸汽管路连通，所述出液口与所述加注管路的进口连通，所述加注管路的出口与所述回液管路连通，所述第一通断阀设置于所述加注管路上且位于所述出液口与所述回液管路之间。

在采用上述技术方案的情况下，冷却液温度较低时，加热器可以将第一储液容器中的冷却液进行加热，经过加热的冷却液与回液管路中的冷却液混合后进入独立换热器的第二换热流道对第一换热流道中的液态重金属进行冷却，可以避免冷却液的温度过低导致液态重金属凝固。