[发明专利]一种熔盐的安全冷却装置

说明书

本发明提供一种熔盐的安全冷却装置，一体化坩埚盖放置在坩埚上，二者间装有密封垫片，一体化坩埚盖包括内层挡板、外层挡板、外层换热元件焊接孔和进盐孔；外层换热元件焊接在一体化坩埚盖上且竖直插入坩埚中，内层换热元件上部与水箱连接且内层换热元件下部插入外层换热元件中，水箱与大气相通。本发明采用带有挡板和排水管道的一体化坩埚盖，结合双层换热元件结构，有效降低事故情况下换热元件局部破损导致的冷却水和高温熔盐直接接触产生爆炸的风险，极大地提高了系统安全系数，保证熔盐的安全冷却，满足非能动安全系统的设计要求。在大气压下运行，耐压要求低，降低了设计制造成本。本发明设计合理，结构巧妙，简单实用，易于装配，工艺成熟。

技术领域

本发明涉及一种熔盐的安全冷却装置，属于反应堆非能动余热排出技术领域。

背景技术

2002年9月19日至20日在东京召开的第四代核能系统国际论坛会议上，与会的10个国家在94个概念堆的基础上，一致同意开发以下六种第四代核电站概念堆系统：钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超临界水堆、超高温气冷堆和熔盐堆。所谓熔盐，是指核燃料以液态形式存在于反应堆中。在第四代反应堆中，熔盐堆改变了堆芯物理设计的思路，是唯一采用液态燃料的反应堆。这种液态物是铀、钍或钚的某种氟化物与载体盐结合构成的低熔点共熔体。

当熔盐温度超出正常范围时，为保证反应堆的安全，反应堆内全部熔盐会在重力作用下自动排入到排盐罐中。且熔盐会不断产生衰变热，需要及时将其冷却，要求冷却方式安全可靠。在极端环境灾害如地震、海啸发生时，可能导致系统局部结构损坏，要求熔盐冷却系统在一定损坏范围内仍能正常工作，保证熔盐余热的安全排出。

专利201310286718.7所公开的一种用于熔盐堆的非能动余热排出系统，其功能在于提高系统的非能动工作能力，但其缺点在于系统设计过于复杂，系统内阀门、水箱众多，在实际运行过程中某一个部件的失效都可能导致系统无法正常运行，因此需要设计一种结构简单、可靠性强的系统结构。

专利201610899803.4公开了一种用于熔盐堆非能动余热排出的单管实验装置，其功能在于提供一种更适合进行试验研究的实验装置，其缺点在于采用管式电炉作为热源，这与工程实际中熔盐作为热源的差别较大，系统设计没有考虑使用熔盐作为热源时需要注意的安全问题，存在安全隐患，因此需要设计一种能够应用于实际熔盐的安全冷却系统。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种熔盐的安全冷却装置，是一种设计合理、结构简单、能够有效排出熔盐余热且能够保证换热元件部分破损时系统仍然安全运行的冷却装置。

本发明的目的是这样实现的：包括坩埚、设置在坩埚上方的一体化坩埚盖、水箱、内层换热元件、外层换热元件，所述一体化坩埚盖包括圆环形盖底、分别竖直设置在圆环形盖底内边缘和外边缘上的内层圆形挡板和外层圆形挡板，外层圆形挡板的表面上连接有排水管道，内层圆形挡板与外层圆形挡板之间的圆环形盖底的周向上均匀设置有外层换热元件焊接口，所述外层换热元件的个数与外层换热元件焊接口的数量相等，且外层换热元件的上端与外层换热元件焊接口连接、下端伸入至坩埚内，所述内层换热元件的个数与外层换热元件的个数相等，且内层换热元件的上端与水箱连接、下端插入至对应的外层换热元件中，且内层换热元件与外层换热元件之间形成环形空气层。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.坩埚与一体化坩埚盖之间设置有密封垫片。

2.内层圆形挡板内表面形成坩埚的进盐孔。

3.所述内层换热元件、外层换热元件、外层换热元件焊接口的个数均为六个。