[发明专利]海洋核动力平台余热排出系统

说明书

本发明涉及核反应堆技术领域，提供一种海洋核动力平台余热排出系统，包括：换热通道、余热循环回路及气泡发生装置；换热通道上沿换热通道的延伸方向设有进液口与出液口，出液口设于进液口的上方；换热通道内用于通入冷却流体；余热循环回路用于通入反应堆的冷却剂，冷却剂用于与冷却流体耦合传热；气泡发生装置的出气口与换热通道连通；气泡发生装置生成的气泡用于与冷却流体在换热通道内形成混合物，混合物经出液口排出。本发明通过气泡发生装置生成的气泡，在反应堆停堆的情况下，提升了冷却剂与冷却流体之间的换热效率，以使得堆芯的余热能够快速排出。

技术领域

本发明涉及核反应堆技术领域，尤其涉及一种海洋核动力平台余热排出系统。

背景技术

海洋核动力平台是核动力技术与现代船舶技术的有机结合，其核心是通过核动力装置将可控核裂变能依次转变为热能和电能，其为海洋资源开发和远海岛屿等提供能源保障；在海洋核动力平台内的反应堆停堆后，堆芯裂变链式反应虽然已经终止，但是缓发中子继续引起部分核裂变，以及裂变产物、中子俘获产物衰变等原因导致停堆后的长时间内堆芯仍会产生大量的余热，为了保证堆芯的安全，需及时将余热排出。

现有反应堆的堆芯热源与海洋热阱之间设有换热通道，海洋热阱内的低温海水通入换热通道内；在反应堆停堆后，堆芯产生的余热传递至换热通道内的海水，换热通道内的海水温度升高、密度降低，利用高温海水与低温海水之间的密度差所产生的驱动力，实现海水在海洋热阱与换热通道之间的循环流动，从而通过海水的流动带走堆芯产生的余热。现有的这种循环方式依赖于换热通道内海水与海洋热阱内海水之间的温差，尤其是在反应堆停堆的初始阶段，换热通道内海水升温需要耗费一定的时间，此时换热通道内海水与海洋热阱内海水之间的温差较小，密度差也较小，海水的循环较为缓慢，堆芯的余热难以快速排出。

发明内容

本发明提供一种海洋核动力平台余热排出系统，用以解决或改善现有反应堆存在堆芯余热无法快速排出的问题。

本发明提供一种海洋核动力平台余热排出系统，包括：换热通道、余热循环回路及气泡发生装置；所述换热通道上沿所述换热通道的延伸方向设有进液口与出液口，所述出液口设于所述进液口的上方；所述换热通道内用于通入冷却流体；所述余热循环回路用于通入反应堆的冷却剂，所述冷却剂用于与所述冷却流体耦合传热；所述气泡发生装置的出气口与所述换热通道连通；所述气泡发生装置生成的气泡用于与所述冷却流体在所述换热通道内形成混合物，所述混合物经所述出液口排出。

根据本发明提供的一种海洋核动力平台余热排出系统，所述气泡发生装置包括气源与喷管组件；所述喷管组件包括喷管，所述喷管设有多个，多个所述喷管沿所述换热通道的周向排布；所述喷管的一端与所述气源连通，所述气泡发生装置的出气口形成于所述喷管的另一端。

根据本发明提供的一种海洋核动力平台余热排出系统，所述喷管组件设有多个，多个所述喷管组件沿所述换热通道的延伸方向间隔布置；所述喷管的轴线与所述换热通道的轴线呈预设夹角；多个所述预设夹角沿所述换热通道的延伸方向依次减小。

根据本发明提供的一种海洋核动力平台余热排出系统，所述喷管呈锥状，所述喷管的一端的内径大于所述喷管的另一端的内径。

根据本发明提供的一种海洋核动力平台余热排出系统，所述气泡发生装置还包括：控制阀、U型管及止回阀；所述气源包括储气罐，所述储气罐的出气口与所述控制阀的一端连通，所述控制阀的另一端与所述U型管的一端连通，所述U型管的另一端与所述止回阀的一端连通，所述止回阀的另一端与多个所述喷管的一端连通；所述控制阀用于控制所述储气罐与多个所述喷管之间的导通或阻断。

根据本发明提供的一种海洋核动力平台余热排出系统，所述换热通道包括管壳式换热器；所述管壳式换热器包括壳体与管束；所述管束设于所述壳体内，所述壳体的内侧壁与所述管束的外侧壁形成换热腔；所述换热通道的进液口与所述管束的一端连通，所述换热通道的出液口与所述管束的另一端连通；所述余热循环回路与所述换热腔连通。