一种乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构制造技术

本发明专利技术提供一种乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，其包括：蒸发热管、冷凝管和连接管；所述蒸发热管设置在乏燃料池内，并位于所述乏燃料池内的液位以下；所述冷凝管设置在所述乏燃料池的外部，位于放射性废物厂房屋顶上方；所述连接管设置在所述乏燃料池内，且垂直向上穿出所述乏燃料池，沿所述放射性废物厂房向西延伸穿出所述放射性废物厂房。本发明专利技术提供的乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，热管蒸发段，冷凝段均采用了组合件，减少连接管的数量以简化布置。分离式热管的布置方式不影响乏燃料池内贮存格架的数量及操作空间，可为乏池冷却系统的设计提供支持。

【技术实现步骤摘要】
一种乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构
本专利技术属于核电站乏燃料池冷却领域，涉及大型分离式热管的布置，尤其是一种乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构。
技术介绍
我国引进的AP1000核电站及后续自主研发的CAP1400、CAP1700大型先进压水堆核电站属于第三代核电技术，采用了大量先进非能动安全技术。乏燃料水池的长期冷却是一个小温差大传热量问题。针对这种情况，热管换热器是一个可行的选择。此外，AP1000及后续CAP1400、CAP1700核电站厂房及设备布置紧凑，乏燃料池与最终热阱厂外大气之间有一定的距离，因此采用蒸发段和冷凝段分开布置的分离式热管换热器更为合宜。基于乏燃料池热负荷，单根热管的换热能力无法满足要求，整个热管冷却系统需要包含多根蒸发管和多根冷凝管。因其数量众多，考虑使用组合件，以减少蒸发段和冷凝段之间连接管的数量。此外，由于乏燃料池内布置了众多乏燃料贮存格架，对热管蒸发段的布置提出了要求，乏燃料池所在厂房的结构尺寸，对热管的连接管走向提出了要求，厂房外冷凝段的布置空间尺寸，也对冷凝管的根数与排布方式提出了技术要求。因此，本文致力于提出一种合理的热管布置方式，充分利用乏燃料池内的空间，将多根蒸发管或冷凝管连接成组合件进行布置，以减少连接管的数量。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构。本专利技术提供的一种乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，其包括：蒸发热管、冷凝管和连接管；所述蒸发热管设置在乏燃料池内，并位于所述乏燃料池内的液位以下；所述冷凝管设置在所述乏燃料池的外部，位于放射性废物厂房屋顶上方；所述连接管设置在所述乏燃料池内，且垂直向上穿出所述乏燃料池，沿所述放射性废物厂房向西延伸穿出所述放射性废物厂房。优选地，所述蒸发热管的内径为65mm，所述蒸发热管的外径为76mm。优选地，所述蒸发热管13根为一组，每组所述蒸发热管的两端通过联箱组合连接，所述蒸发热管的中心间距为120mm。优选地，所述联箱的管道的内径为95mm，外径为100mm，所述联箱的封口一端预留50mm的距离，所述联箱的封口的另一端与所述连接管连接。优选地，所述冷凝管的安装区域的平面尺寸为20×60m；所述冷凝管分为4层设置，每层所述冷凝管并排布置4组所述冷凝管，与所述蒸发热管相匹配。优选地，最下层的冷凝管距离所述放射性废物厂房的房顶5m，每层冷凝管之间的距离为300mm。优选地，所述冷凝管的内径为65mm，所述冷凝管的外径为76mm，所述冷凝管的的两端通过联箱组合连接，所述冷凝管的中心间距为300mm。优选地，所述联箱的管道的内径为95mm，外径为100mm，所述联箱的封口的一端预留150mm的距离，所述联箱的封口的另一端与所述连接管相连。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术提供的乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，热管蒸发段，冷凝段均采用了组合件，减少连接管的数量以简化布置。分离式热管的布置方式不影响乏燃料池内贮存格架的数量及操作空间，可为乏池冷却系统的设计提供支持。附图说明图1为符合本专利技术优选实施例的乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构的整体布置示意图。图2为符合本专利技术优选实施例的乏燃料池内蒸发热管布置俯视图。图3为符合本专利技术优选实施例的乏燃料池内蒸发热管三维结构示意图。图4为符合本专利技术优选实施例的蒸发热管组合件三维结构示意图；图5为符合本专利技术优选实施例的放射性废物厂房外冷凝管分层布置示意图；图6为符合本专利技术优选实施例的冷凝管组合件三维结构示意图；图7为符合本专利技术优选实施例的连接管布置示意图。其中：1-乏燃料池，2.闸门，3.回水管，4.空余区域，5.13根组蒸发热管，6.辅助厂房外墙壁，7.冷凝管，8.连接管，9.连接管穿墙位置。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，本专利技术一实施例提供的乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，分离式热管主要由蒸发热管5、冷凝管7和连接管8组成，蒸发热管布置于乏燃料池1内液位以下，同时需要避开闸门2和回水管3区域。考虑乏燃料池的热负荷为5MW，所需的蒸发热管数量为208根，冷凝管数量为640根。如图2，图3所示，蒸发热管为13根组合件，靠近乏池内壁单排布置。考虑上下连接管的位置，13根一组的蒸发热管组合件横向长度为1.8m，纵向高度为7.6m。蒸发热管组合件的具体布置为：乏池西侧布置6组；北侧布置3组；东侧布置5组；南侧布置2组。蒸发热管总数为208根。如图4所示，蒸发热管内径为65mm，外径为76mm，13根一组的蒸发热管两端通过联箱进行组合连接，热管中心间距为120mm。联箱管道的内径为95mm，外径为100mm，联箱封口一端预留50mm长，另一端与连接管相连。整个组合件内形成介质同侧进，同侧出的U型结构。如图5所示，冷凝段布置于放射性废物厂房屋顶上方，根据厂房的结构尺寸，允许安装冷凝段的区域平面尺寸为20×60m。考虑集中布置，根据冷凝管总数量，将冷凝管分为4层进行布置。每层并排布置4组，共计16个冷凝管组合件，与蒸发热管组合件相匹配。考虑到自然对流通风量的要求，最下层冷凝管距离厂房房顶约5m，每层冷凝管之间的距离为300mm。如图6所示，冷凝管内径为65mm，外径为76mm，两端通过联箱进行组合连接，冷凝管中心间距为300mm。联箱管道的内径为95mm，外径为100mm，联箱封口一端预留150mm长，另一端与连接管相连。整个组合件内形成介质同侧进，同侧出的U型结构。冷凝管组合件的长度均为20m。如图7所示，连接管在乏燃料池内垂直向上布置，穿出乏池后沿厂房西向布置并穿出辅助厂房，之后沿着辅助厂房外墙壁朝南布置，连接至冷凝段。本实施例考虑到乏燃料池热负荷为正常运行工况时的热负荷，根据乏燃料格架布置情况，核算出乏池内可以安装的蒸发热管数量以及相应冷凝管的数量。考虑乏燃料池的结构，避开闸门和回水管区域，同时为了减少连接管数量，通过上下联箱将一定数量的蒸发热管连接，形成组合件。上下联箱同一侧封口，另一侧与连接管连接，形成U型结构。为了加强热管的换热能力，将热管蒸发段布置于乏燃料格架上方，且在乏池液位以下。为充分利用乏燃料池内的间隙空间，考虑将蒸发热管靠近池壁布置。冷凝段设计需与蒸发段相匹配，因此冷凝管也需要通过上下联箱形成组合件，上下联箱同为同侧封口，形成U型结构。冷凝管布置于辅助厂房外的放射性废物厂房屋顶上方，考虑到自然对流通风量的要求，最下一层冷凝管距离房顶应有一定的距离。每层冷凝管之间等间距布置。连接管在乏燃料池内垂直向上布置，穿出乏池后沿厂房西向布置并穿出辅助厂房，之后沿着辅助厂房外墙壁朝南布置，连接至冷凝段。与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：1、本实施例提供的乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，热管蒸发段，冷凝段均采用了组合件，减少连接管的数量以简化布置。分离式热管的布置方式不影响乏燃料池内贮存格架的数量及操作空间，可为乏池冷却系统的设计提供支持。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本专利技术的范围。显然，本领域的技术人员可以对专利技术进行各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，其特征在于，包括：蒸发热管、冷凝管和连接管；所述蒸发热管设置在乏燃料池内，并位于所述乏燃料池内的液位以下；所述冷凝管设置在所述乏燃料池的外部，位于放射性废物厂房屋顶上方；所述连接管设置在所述乏燃料池内，且垂直向上穿出所述乏燃料池，沿所述放射性废物厂房向西延伸穿出所述放射性废物厂房。

【技术特征摘要】
1.一种乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，其特征在于，包括：蒸发热管、冷凝管和连接管；所述蒸发热管设置在乏燃料池内，并位于所述乏燃料池内的液位以下；所述冷凝管设置在所述乏燃料池的外部，位于放射性废物厂房屋顶上方；所述连接管设置在所述乏燃料池内，且垂直向上穿出所述乏燃料池，沿所述放射性废物厂房向西延伸穿出所述放射性废物厂房。2.如权利要求1所述的乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，其特征在于，所述蒸发热管的内径为65mm，所述蒸发热管的外径为76mm。3.如权利要求2所述的乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，其特征在于，所述蒸发热管13根为一组，每组所述蒸发热管的两端通过联箱组合连接，所述蒸发热管的中心间距为120mm。4.如权利要求3所述的乏燃料池内非能动冷却分离式热管布置结构，其特征在于，所述联箱的管道的内径为95mm，外径为100mm，所述联箱的封口一端预留50mm的距离，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，叶成，陈丽，桂璐廷，袁钢，柴庆竹，秦文松，余欣，匡以武，罗云，黄欣培，韩菲，王文，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31