[发明专利]一种用于乏燃料池非能动冷却的插入式热管蒸发段换热器

说明书

本发明提供一种用于乏燃料池非能动冷却的插入式热管蒸发段换热器，包括:冷凝液联箱、蒸气联箱、蒸发管以及竖直翅片；其中，蒸发管由蒸发管内套管和蒸发管外管组成，蒸发管内套管嵌套于蒸发管外管内；冷凝液联箱设置于蒸发管的上方，并位于蒸气联箱上部的左右两侧，冷凝液联箱在蒸气联箱出口端上方汇合成U型；蒸发管内套管的一端与冷凝液联箱的正下方相连接，蒸发管内套管的另一端与蒸发管外管相连接，蒸发管外管再与蒸气联箱相连接；以及竖直翅片设置于蒸发管外管的外部。本发明具有增强了热管换热器与乏燃料组件间的换热性能，保证了插入式热管的工艺可行性并且采用热管的非能动冷却性能，提高乏燃料池的安全性等有益效果。

技术领域

本发明涉及一种用于乏燃料池非能动冷却的插入式热管蒸发段换热器。

背景技术

目前在先进压水堆核电厂中，乏燃料自核反应堆芯卸出后仍然具有较大的剩余衰变功率，被暂时贮存在乏燃料贮存水池中冷却，利用外部冷却系统将乏燃料的剩余衰变热导出，并通过水对放射性进行隔离。

目前核电站乏燃料池冷却系统均为能动冷却系统，通过电动泵抽出乏燃料池内的高温水流，经过热交换器的冷却后输送回乏池内实现换热。若发生重大自然灾害或其他原因导致全厂断电时，乏燃料池内水温将持续上升，以致沸腾蒸发，乏燃料棒有可能裸露，暴露在空气中的乏燃料组件温度会逐步升高，威胁乏燃料安全。尤其是在日本福岛核泄漏事件后，乏燃料的安全贮存受到更加广泛的关注。

因此，如何设计出一种能够具有增强了热管换热器与乏燃料组件间的换热性能，保证了插入式热管的工艺可行性并且采用热管的非能动冷却性能，提高乏燃料池的安全性等有益效果的冷却系统成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种用于乏燃料池非能动冷却的插入式热管蒸发段换热器，其特征在于，所述插入式热管蒸发段换热器包括:冷凝液联箱、蒸气联箱、蒸发管以及竖直翅片；其中，

所述蒸发管由蒸发管内套管和蒸发管外管组成，所述蒸发管内套管嵌套于所述蒸发管外管内；

所述冷凝液联箱设置于所述蒸发管的上方，并位于所述蒸气联箱上部的左右两侧，所述冷凝液联箱在所述蒸气联箱出口端上方汇合成U型；

所述蒸发管内套管的一端与所述冷凝液联箱的正下方相连接，所述蒸发管内套管的另一端与所述蒸发管外管相连接，所述蒸发管外管再与所述蒸气联箱相连接；以及

所述竖直翅片设置于所述蒸发管外管的外部。

优选地，所述插入式热管蒸发段换热器布置于乏燃料池底部的乏燃料格架中，并完全浸没在乏燃料池水中。。

优选地，所述蒸发管的数量为至少两排，所述蒸发管共用所述蒸气联箱。

优选地，所述蒸气联箱和所述冷凝液联箱均为不锈钢筒体。

优选地，所述蒸发管外管和所述蒸发管内套管均为不锈钢无缝圆柱形钢管。

优选地，循环介质通过所述冷凝液联箱分配到所述蒸发管中，通过改变所述蒸发管内套管插入所述冷凝液联箱的长度来平衡循环介质流量的分配。

优选地，所述循环介质为液态介质。

优选地，所述循环介质沿所述蒸发管内套管向下流入所述蒸发管外管内，所述蒸发管内套管的底部浸没在所述循环介质中。

优选地，所述蒸发管内套管嵌入蒸发管外管的长度可以根据需要进行变换。

优选地，所述循环介质为氨或水或四氟乙烷。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的用于乏燃料池非能动冷却的插入式热管蒸发段换热器，采用蒸发管插入乏燃料格架的插入式布置形式，增强了热管换热器与乏燃料组件间的换热性能。