非能动熔盐阀及包含其的使用方法
本发明特别涉及一种非能动熔盐阀及包含其的使用方法。
背景技术：
1、在熔盐反应堆及熔盐储运系统中，通常采用非能动熔盐阀作为隔离装置。当前该类阀门主要采用冷冻塞启闭熔盐阀的方案，通过在管道局部形成熔盐冷冻塞实现介质截断，通过加热使冷冻塞熔化以恢复连通，具有无机械运动部件、密封可靠性高等优点。
2、现有技术中，熔盐阀通常通过外部冷却装置降低管道温度，使熔盐凝固形成冷冻塞，实现两侧介质隔离，再通过外部加热装置使冷冻塞熔化，实现管路连通。在事故工况（如全厂失电或系统异常升温）下，冷却装置停止运行，冷冻塞依赖环境或系统余热自然熔化，从而实现非能动开阀。
3、然而，现有技术存在以下局限性：其一，传统熔盐堆中的非能动熔盐阀的开启依赖堆舱环境温度，由于堆舱环境温度有上限值，使得外部可利用热流密度有限（热流密度与温度正相关），导致冷冻塞熔化过程缓慢，非能动开阀时间难以调控；其二，在环境温度较低或散热条件较强时，冷冻塞熔化时间可能超出安全要求，影响系统安全性；其三，现有的熔盐阀启闭采用加热与冷却互斥运行方式，在事故工况下，仅依靠环境温度开启熔盐阀或加热装置于低温状态开启逐步升温，其开阀时间难以调控、且较长。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中熔盐阀非能动开阀时间难以调控，存在安全隐患的缺陷，提供一种非能动熔盐阀及包含其的使用方法。
2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
3、一种非能动熔盐阀，所述非能动熔盐阀包括熔盐流道，所述熔盐流道用于与所述熔盐系统的熔盐管路连通，所述熔盐流道外周侧还设置有冷却部以及与所述冷却部间隔设置的加热部，所述非能动熔盐阀还包括有储热部和保温部，所述保温部设置于所述熔盐流道的外周侧，所述保温部用于包裹所述熔盐流道、所述冷却部、所述加热部和所述储热部，所述储热部背离所述熔盐流道设置且所述储热部与所述加热部和所述冷却部间隔设置；
4、当所述非能动熔盐阀处于第一关阀状态时，所述加热部关闭，所述冷却部开启，所述冷却部用于凝固所述熔盐流道内的熔盐从而关闭所述非能动熔盐阀；当所述非能动熔盐阀处于第二关阀状态时，所述加热部和所述冷却部被配置为同时开启，所述储热部用于吸收所述加热部的热量，所述冷却部用于凝固所述熔盐流道内的熔盐从而关闭所述非能动熔盐阀；当所述非能动熔盐阀处于第一开阀状态时，所述加热部开启，所述冷却部关闭，所述储热部被配置为不释放热量，所述加热部用于熔化所述熔盐流道内的凝固熔盐并开启所述非能动熔盐阀；当所述非能动熔盐阀处于第二开阀状态时，所述加热部开启或关闭，所述冷却部关闭，所述储热部被配置为向所述熔盐流道释放热量，所述加热部和/或所述储热部用于熔化所述熔盐流道内的凝固熔盐并开启所述非能动熔盐阀。
5、在本方案中，通过设置储热部和保温部，以在非能动熔盐阀利用冷却部和加热部在第一开关阀状态之外，利用储热部吸收加热部热量，利用保温部聚集热量，防止热量逸散至外部环境，来面对事故工况（如全厂失电或系统异常升温）下，利用储热部将吸收的热量快速释放，提升被冷却部凝固的熔盐熔化速率，快速开启非能动熔盐阀，实现第二开阀状态，并且，利用储热部吸收加热部释放的热量且不释放热量，以实现第二关阀状态，克服熔盐阀利用环境温度自然熔化熔盐所导致的非能动开阀时间难以调控的问题，使得非能动熔盐阀开阀时间可以根据工况进行调整，在事故工况下，外部电源丧失情况时，依靠储热部释放储存的热量即可实现开阀，加热与冷却协同控制，突破传统互斥逻辑，在维持冷却部降温凝固熔盐以稳定关阀的同时完成热量储备，提高熔盐系统的安全程度，避免非能动熔盐阀在事故工况下存在的安全隐患。
6、较佳地，所述加热部套设于所述冷却部的外周侧，所述加热部为电阻加热结构和/或电磁加热结构。
7、在本方案中，通过上述设置，以实现加热部释放热量。
8、较佳地，所述加热部还包括有加热分支，所述加热分支自所述加热部延伸至所述熔盐流道的外表面，当所述非能动熔盐阀处于第二关阀状态时，所述加热部被配置为不向所述加热分支释放热量。
9、在本方案中，通过设置加热分支以相比于单独设置加热部并与熔盐流道间隔设置释放辐射热来说，加热分支直接与熔盐流道接触，以热传导的方式加热熔盐流道内被冷却部凝固的熔盐，以使得凝固熔盐熔化，实现非能动熔盐阀开阀。
10、较佳地，所述非能动熔盐阀还包括有应急电源，所述应急电源被配置为当所述非能动熔盐阀处于第一开阀状态或第二开阀状态且所述加热部断电时，所述应急电源与所述加热部电连接。
11、在本方案中，通过上述设置，以在事故工况下，加热部需开启且外部电源丧失时，利用应急电源接通加热部，加热部与储热部协同作用，释放热量更多，即调节开阀时间，使得开阀时间更短，实现非能动熔盐阀的第二开阀状态。
12、较佳地，所述冷却部套设于所述熔盐流道的外周侧且与所述熔盐流道的外表面相贴合，所述冷却部内具有冷却流道，所述冷却部上设置有接口，所述冷却流道通过所述接口充入冷却介质。
13、在本方案中，通过上述设置，以实现冷却部将其覆盖的熔盐流道区域中的熔盐降温凝固，在熔盐流道中形成塞体以实现关阀。
14、较佳地，所述储热部套设于所述加热部的外周侧，所述储热部的材质为耐高温金属材料、陶瓷材料或耐火材料中的一种或多种。
15、在本方案中，通过上述设置，以使得储热部具有高比热容且耐高温，在储热部需要释放热量时能够快速释放足够的热量，加速凝固熔盐熔化，即加速开阀。
16、较佳地，所述储热部还包括有储热分支，所述储热分支自所述储热部延伸至所述熔盐流道的外表面，当所述非能动熔盐阀处于第二关阀状态时，所述储热部被配置为不向所述储热分支释放热量；当所述非能动熔盐阀处于第二开阀状态时，所述储热部被配置向所述储热分支释放热量。
17、在本方案中，通过上述设置，相比于单独设置储热部并与熔盐流道间隔设置释放辐射热来说，储热分支直接与熔盐流道接触，以热传导的方式加热熔盐流道内被冷却部凝固的熔盐，以使得凝固熔盐熔化，实现非能动熔盐阀快速开阀。
18、较佳地，当所述储热部释放热量时，所述熔盐流道接收的所述储热部释放的热量不少于用于熔化所述冷却部所覆盖的所述熔盐流道的区域内凝固的熔盐的热量。
19、在本方案中，通过上述设置，以保证冷却部凝固的熔盐能够完全熔化，使得熔盐流道能够保持畅通，快速排出熔盐管路内的熔盐，保持熔盐系统的安全性。
20、一种非能动熔盐阀的使用方法，所述非能动熔盐阀的使用方法采用如上所述的非能动熔盐阀实现，所述非能动熔盐阀的使用方法包括以下步骤：
21、s10、将所述熔盐流道通过所述冷却部来凝固所述冷却部覆盖的区域内的熔盐，且关闭所述加热部，以使所述非能动熔盐阀处于第一关阀状态；
22、将所述熔盐流道通过所述加热部来熔化所述冷却部覆盖的区域内凝固熔盐，且关闭所述冷却部，以使所述非能动熔盐阀处于第一开阀状态；
23、s20、将所述熔盐流道通过所述冷却部来凝固所述冷却部覆盖的区域内的熔盐，且开启所述加热部并利用所述储热部吸收所述加热部的热量，以使所述非能动熔盐阀处于第二关阀状态；
24、将所述熔盐流道通过所述加热部和/或所述储热部来熔化所述冷却部覆盖的区域内凝固熔盐，且关闭所述冷却部，以使所述非能动熔盐阀处于第二开阀状态。
25、在本方案中，通过上述方法，以在正常工况下采用第一开关阀状态即可实现非能动熔盐阀的启闭，同时，为避免事故工况下熔盐排出慢而产生安全风险，利用储热部和保温部使得非能动熔盐阀具备第二开关阀状态，并在事故工况下，调节原本利用环境温度等开启非能动熔盐阀的开阀逻辑，实现开阀时间的调节，即快速开阀，突破传统互斥逻辑，在维持冷却部降温凝固熔盐以稳定关阀的同时完成热量储备，提高熔盐系统的安全程度，避免非能动熔盐阀在事故工况下存在的安全隐患。
26、较佳地，在步骤s20中还包括以下步骤：
27、在所述非能动熔盐阀处于第一开阀状态或第二开阀状态且所述加热部断电时，将应急电源与所述加热部电连接。
28、在本方案中，通过上述设置，以在事故工况下，加热部外部电源丧失时，利用应急电源接通加热部，加热部与储热部协同作用，释放热量更多，即调节开阀时间，使得开阀时间更短，实现非能动熔盐阀的第二开阀状态。
29、本发明的积极进步效果在于：本发明通过设置储热部和保温部，以在非能动熔盐阀利用冷却部和加热部在第一开关阀状态之外，利用储热部吸收加热部热量，利用保温部聚集热量，防止热量逸散至外部环境，来面对事故工况（如全厂失电或系统异常升温）下，利用储热部将吸收的热量快速释放，提升被冷却部凝固的熔盐熔化速率，快速开启非能动熔盐阀，实现第二开阀状态，并且，利用储热部吸收加热部释放的热量且不释放热量，以实现第二关阀状态，克服熔盐阀利用环境温度自然熔化熔盐所导致的非能动开阀时间难以调控的问题，使得非能动熔盐阀开阀时间可以根据工况进行调整，在事故工况下，外部电源丧失情况时，依靠储热部释放储存的热量即可实现开阀，加热与冷却协同控制，突破传统互斥逻辑，在维持冷却部降温凝固熔盐以稳定关阀的同时完成热量储备，提高熔盐系统的安全程度，避免非能动熔盐阀在事故工况下存在的安全隐患。