安全壳热量导出系统的制作方法

1.本实用新型涉及核电技术领域，尤其涉及一种安全壳热量导出系统。


背景技术：

2.安全壳是核电厂的第三道屏障，在核电厂发生事故后，可以用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去，以保护公众免遭放射性物质的伤害。
3.在核电厂发生事故后，安全壳内的温度会快速上升。目前通常通过换热器将热量导出或者通过喷淋或风冷等物理方式对安全壳进行冷却处理。由于现有技术通常仅通过制冷剂的显热对安全壳进行降温散热，导致安全壳的散热效率较低。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种安全壳热量导出系统，以解决安全壳的散热效率较低的问题。
5.本实用新型实施例提供了一种安全壳热量导出系统，包括：安全壳、发生器、蒸发器、吸收器和冷凝器；所述发生器和所述蒸发器位于所述安全壳内，所述吸收器和所述冷凝器位于所述安全壳外；
6.所述发生器分别通过进液管路和第一出液管路与所述吸收器连接，所述发生器通过第一出气管路与所述冷凝器连接；所述发生器内设有用于容置制冷剂和吸收剂的密闭容置腔，所述制冷剂在吸收所述安全壳内的热量后沸腾并产生蒸汽；
7.所述冷凝器通过第二出液管路与所述蒸发器连接；所述蒸发器通过第二出气管路与所述吸收器连接。
8.可选地，所述进液管路上设有热交换器，所述第一出液管路与所述热交换器连接，以使所述进液管路与所述第一出液管路进行热交换。
9.可选地，所述发生器与所述吸收器在竖直方向具有高度差，所述冷凝器与所述蒸发器在竖直方向具有高度差；所述进液管路上设有循环泵。
10.可选地，所述循环泵为溶液泵。
11.可选地，所述第一出液管路上设有减压阀。
12.可选地，所述第二出液管路上设有节流阀。
13.可选地，所述节流阀位于所述安全壳内。
14.可选地，所述发生器位于所述安全壳的上部。
15.可选地，所述蒸发器位于所述安全壳的上部。
16.在本实用新型实施例中，所述发生器和所述蒸发器位于所述安全壳内，所述吸收器和所述冷凝器位于所述安全壳外。所述安全壳热量导出系统通过所述制冷剂的相变效应将所述安全壳中的热量转为潜热，将位于所述安全壳内的所述蒸发器内吸收的热量传递至位于所述安全壳外的所述吸收器中，并由所述吸收器将热量导出至所述安全壳外，从而提高了所述安全壳的散热效率，使得所述安全壳内的温度可以快速降低，避免对所述安全壳
的完整性造成破坏。同时通过所述吸收剂对所述制冷剂的吸收作用，所述安全壳热量导出系统可不断地循环，持续地将所述安全壳内的热量导出至所述安全壳外。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
18.图1是本实用新型实施例提供的安全壳热量导出系统的结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.除非另作定义，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
21.如图1所示，本实用新型实施例提供了一种安全壳热量导出系统，包括：安全壳10、发生器20、蒸发器30、吸收器40和冷凝器50；所述发生器20和所述蒸发器30位于所述安全壳10内，所述吸收器40和所述冷凝器50位于所述安全壳10外；
22.所述发生器20分别通过进液管路和第一出液管路与所述吸收器40连接，所述发生器20通过第一出气管路与所述冷凝器50连接；所述发生器20内设有用于容置制冷剂和吸收剂的密闭容置腔，所述制冷剂在吸收所述安全壳10内的热量后沸腾并产生蒸汽；
23.所述冷凝器50通过第二出液管路与所述蒸发器30连接；所述蒸发器30通过第二出气管路与所述吸收器40连接。
24.本实施例提供的安全壳热量导出系统用于将安全壳10内的热量导出至安全壳10外。所述发生器20内容置有制冷剂和吸收剂的混合溶液，且所述制冷剂的沸点远低于所述吸收剂的沸点。当所述安全壳10内的温度处于正常水平时，所述制冷剂和吸收剂的混合溶液保持液体状态。当核电厂发生超设计基准事故时，所述安全壳10内的温度升高，由于所述发生器20位于所述安全壳10内，因此所述发生器20中的所述制冷剂和吸收剂的混合溶液被逐渐加热。当所述制冷剂和吸收剂的混合溶液的温度达到所述制冷剂的沸点时，所述制冷剂溶液被蒸发形成制冷剂蒸汽，此时所述发生器20内容置有制冷剂蒸汽和吸收剂溶液。一方面，所述发生器20中的制冷剂蒸汽在压力的作用下经由所述第一出气管路进入所述冷凝器50中，所述制冷剂蒸汽在所述冷凝器50中冷凝为溶液状态后经由所述第二出液管路进入所述蒸发器30中。由于所述蒸发器30位于所述安全壳10内，因此所述蒸发器30内的所述制冷剂溶液会吸收所述安全壳10内的热量并再一次变为制冷剂蒸汽。在压力的作用下所述蒸
发器30内的制冷剂蒸汽会经由所述第二出气管路进入所述吸收器40中。另一方面，由于所述制冷剂溶液被蒸发，因此所述发生器20中的所述吸收剂溶液的浓度增大，此时所述吸收剂溶液会经由所述第一出液管路进入所述吸收器40中。所述吸收器40中的所述吸收剂溶液会重新吸收由所述第二出气管路进入所述吸收器40中的制冷剂蒸汽。所述吸收器40中的制冷剂与吸收剂的混合溶液经由所述进液管路重新进入所述发生器20中并进行下一次的循环。所述发生器20位于所述安全壳10内，因此当所述安全壳10内的温度升高时所述发生器20内的制冷剂和吸收剂溶液会发生反应使得所述安全壳热量导出系统开始循环。所述冷凝器50位于所述安全壳10外，因此所述冷凝器50可利用所述安全壳10外的低温环境或者冷却水系统降温冷凝。所述蒸发器30位于所述安全壳10内，因此可以通过所述制冷剂的相变效应将所述安全壳10内的热量吸收并转换为潜热。所述吸收器40位于所述安全壳10外，因此所述吸收器40可以将所述制冷剂吸收的热量导出至所述安全壳10外。
25.在本实施例中，所述发生器20和所述蒸发器30位于所述安全壳10内，所述吸收器40和所述冷凝器50位于所述安全壳10外。所述安全壳热量导出系统通过所述制冷剂的相变效应将所述安全壳10中的热量转为潜热，将位于所述安全壳10内的所述蒸发器30内吸收的热量传递至位于所述安全壳10外的所述吸收器40中，并由所述吸收器40将热量导出至所述安全壳10外，从而提高了所述安全壳10的散热效率，使得所述安全壳10内的温度可以快速降低，避免对所述安全壳10的完整性造成破坏。同时通过所述吸收剂对所述制冷剂的吸收作用，所述安全壳热量导出系统可不断地循环，持续地将所述安全壳10内的热量导出至所述安全壳10外。
26.可选地，所述进液管路上设有热交换器60，所述第一出液管路与所述热交换器60连接，以使所述进液管路与所述第一出液管路进行热交换。
27.应理解的是，所述进液管路与所述第一出液管路之间的热量为间接交换。
28.应理解的是，所述热交换器60的安装位置在此不做限定。例如，在一实施例中，所述热交换器60位于所述安全壳10内。在另一实施例中，所述热交换器60位于所述安全壳10外。
29.在本实施例中，所述第一出液管路中的吸收剂溶液为高温溶液，所述进液管路中的制冷剂与吸收剂混合溶液为低温溶液。通过所述热交换器60的作用，所述第一出液管路中的热量传递至所述进液管路中。一方面，所述第一出液管路中的溶液温度降低，从而减少了高温溶液对所述吸收器40的影响，同时提高了所述吸收剂溶液吸收所述制冷剂蒸汽的效率。另一方面，所述进液管路中的溶液温度升高，因此在所述发生器20中的所述制冷剂与吸收剂混合溶液的温度可以更快地达到所述制冷剂的沸点，从而提高了所述安全壳热量导出系统的单次循环的速率，进而提高了所述安全壳10的散热效率。
30.可选地，所述发生器20与所述吸收器40在竖直方向具有高度差，所述冷凝器50与所述蒸发器30在竖直方向具有高度差；所述进液管路上设有循环泵70。
31.在本实施例中，所述发生器20与所述吸收器40在竖直方向具有高度差，因此在所述发生器20内的高浓度吸收剂溶液可在重力作用下进入所述吸收器40中。所述冷凝器50与所述蒸发器30在竖直方向具有高度差，因此所述冷凝器50内的制冷剂溶液可在重力作用下进入所述蒸发器30中。由于所述发生器20与所述吸收器40在竖直方向具有高度差，因此通过所述循环泵70可使所述吸收器40内的溶液加压后进入所述发生器20中。
32.可选地，所述循环泵70为溶液泵。
33.在本实施例中，所述循环泵70为溶液泵，由于溶液泵具有耐腐蚀的特点，因此在输送所述制冷剂和吸收剂溶液时不易受腐蚀，从而具有较长的使用寿命。
34.可选地，所述第一出液管路上设有减压阀80。
35.在本实施例中，所述第一出液管路上设有减压阀80，当吸收剂溶液由所述发生器20经由所述第一出液管路流向所述吸收器40时，所述吸收剂溶液为高压高温溶液，通过所述减压阀80的设置，降低了进入所述吸收器40中的溶液的压力，从而降低了高压溶液进入所述吸收器40中对所述吸收器40造成的影响。
36.可选地，所述第二出液管路上设有节流阀90。
37.在本实施例中，所述第二出液管路上设有节流阀90。所述冷凝器50中的制冷剂液体经过所述节流阀90的节流作用，变为低温低压液体后进入所述蒸发器30中。由于进入所述蒸发器30中的制冷剂液体为低温低压液体，因此在所述蒸发器30中所述制冷剂液体在转化为制冷剂蒸汽的过程中可以吸收更多的所述安全壳10内的热量，从而提高了所述安全壳10的散热效率。
38.可选地，所述节流阀90位于所述安全壳10内。
39.应理解的是，所述第二出液管路部分位于所述安全壳10外，另外部分位于所述安全壳10内，所述节流阀90设置在所述第二出液管路位于所述安全壳10内的部分上。
40.可选地，所述发生器20位于所述安全壳10的上部。
41.应理解的是，所述安全壳10的上部指的是，所述安全壳10在实际使用中通常平放在地面，此时所述安全壳10远离地面的一端为所述安全壳10的上部。
42.在本实施例中，所述发生器20位于所述安全壳10的上部，当所述安全壳10内的温度升高时，由于热气流的密度较小，因此热气流会呈现向上聚集的倾向。由于所述安全壳10的上部通常温度较高，因此所述发生器20内的制冷剂可以更快的达到沸点，从而提高了所述发生器20内的制冷剂的反应效率，进而提高了所述安全壳10的散热效率。
43.可选地，所述蒸发器30位于所述安全壳10的上部。
44.应理解的是，所述安全壳10的上部指的是，所述安全壳10在实际使用中通常平放在地面，此时所述安全壳10远离地面的一端为所述安全壳10的上部。
45.在本实施例中，所述蒸发器30位于所述安全壳10的上部，当所述安全壳10内的温度升高时，由于热气流的密度较小，因此热气流会呈现向上聚集的倾向。由于所述安全壳10的上部通常温度较高，因此所述蒸发器30内的制冷剂可以更好地吸收所述安全壳10内的热量，进而提高了所述安全壳10的散热效率。
46.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。