一种热管浮动平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种热管浮动平台，热管浮动平台包括：浮力平台和热管堆，热管堆包括：外壳体，固定于浮力平台上，外壳体内设有反应腔、加热腔和分离腔，分离腔的底部和加热腔的底部连通，反应腔位于加热腔的下方，主要由弥散型燃料组成；热管，其一部分位于反应腔内，剩余部分位于加热腔内，用于使加热腔内水产生水蒸气；汽水分离器，其设于加热腔上方并与分离腔连通，用于分离加热腔内的水蒸气里的液态水。热电转换装置，其与热管堆连接，用于将水蒸气的热能转化为电能，并将水蒸气冷凝成液态水输送回加热腔。本实用新型专利技术有效地解决了浮动平台采用的换热方式复杂，需要在燃料堆里安装水回路管道，水回路管道流动阻力大和安全性的问题。

A floating platform of heat pipe

【技术实现步骤摘要】
一种热管浮动平台
本技术涉及船舶领域，具体涉及一种热管浮动平台。
技术介绍
我国海上石油钻井平台等海上设备对电能有着很大的需求，为解决日益增长的工业用电需求和远离陆地供电困难之间的矛盾，出现了为钻井平台提供电能的浮动平台。浮动平台是一种海上可移动式小型核电站，它是船舶工程与核电工程有机结合的产物，可以为石油钻井平台和沿海用电设施提供电能。目前海上的浮动平台采用的多采用双回路设置，需要在燃料堆里安装水回路管道，水回路管道会产生很大的流动阻力，降低反应堆的自然循环能力；另外水回路管道存在剪切断裂风险，容易产生破口失水事故由此造成的堆芯熔化。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种能有效地解决海上小堆占用空间大，发生事故机会高的问题。为达到以上目的，本技术采取的技术方案是：一种热管浮动平台，所述热管浮动平台包括：浮力平台；热管堆，其包括，-外壳体，其固定于所述浮力平台上，所述外壳体内设有反应腔、加热腔和分离腔，所述分离腔的底部和加热腔的底部连通，所述反应腔位于所述分离腔的下方；-热管，其一部分位于所述反应腔内，剩余部分位于所述加热腔内，用于使所述加热腔内水产生水蒸气；-汽水分离器，其设于所述加热腔上方并与所述加热腔连通，用于分离所述加热腔内的水蒸气里的液态水；-热电转换装置，其与所述热管堆连接，用于将水蒸气的热能转化为电能，并将水蒸气冷凝成液态水输送回加热腔。在上述技术方案的基础上，所述热电转换装置，其包括，-发电机；-驱动所述发电机的汽轮机，其与所述分离腔连通；-冷凝器，其与所述汽轮机的出口连通，用于将水蒸气冷凝成液态水；-与所述加热腔连通的给水泵，其用于将冷凝的液态水输送回所述加热腔。在上述技术方案的基础上，所述热管浮动平台还包括干燥器，其设于所述分离腔内，位于所述汽水分离器的上方。在上述技术方案的基础上，所述汽水分离器和干燥器之间的间距为0.5m。在上述技术方案的基础上，所述反应腔外设有调节燃料反应性的控制鼓。在上述技术方案的基础上，所述反应腔和分离腔之间反应腔和外壳体之间设有多层屏蔽。在上述技术方案的基础上，所述汽水分离器为旋叶式汽水分离器。在上述技术方案的基础上，所述干燥器为波纹干燥器。与现有技术相比，本技术的优点在于：在使用时，将外壳体固定于浮力平台上。将反应腔充满燃料，加热腔内充满水。燃料反应产生热量传至一部分位于反应腔的热管，剩余部分位于加热腔的热管为加热腔内的水，反应腔内的水加热后产生水蒸气，水蒸气经汽水分离器分离出部分液态水，水蒸气的动能经热电转换装置转化为电能，热电转换装置将水蒸气里的液态水冷凝输送回加热腔。使用热管传递热量，可以消除燃料堆里安装水回路管道，减小流动阻力，增加反应堆的自然循环能力；从而消除水回路管道存在剪切断裂风险的问题，避免产生大破口失水事故由此造成的堆芯熔化。附图说明图1为本技术实施例中一种热管浮动平台的结构示意图；图2为本技术实施例中控制鼓的布置示意图。图中：1、浮力平台；2、热管堆；21、外壳体；211、反应腔；212、分离腔；2121、干燥腔；2122、重力分离腔；213、加热腔；22、燃料；23、汽水分离器；24、热管；25、干燥器；26、控制鼓；27、多层屏蔽；3、热电转换装置；31、发电机；32、汽轮机；33、给水泵；34、冷凝器。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步详细说明。参见图1所示，本技术实施例提供一种热管浮动平台的结构示意图。一种热管浮动平台，热管浮动平台包括：浮力平台1；热管堆2，其包括，-外壳体21，其固定于浮力平台1上，外壳体21内设有反应腔211、分离腔212和加热腔213，分离腔212的底部和加热腔213的底部连通，反应腔211用于燃料22反应，反应腔211位于分离腔212的下方，-热管24，其一部分位于反应腔211内，剩余部分位于加热腔213，用于使加热腔213内水产生水蒸气，-汽水分离器23，其设于加热腔213上方并与加热腔213连通，用于分离加热腔213内的水蒸气里的液态水；热电转换装置3，其与热管堆2连接，将水蒸气的热能转化为电能，并将水蒸气里的液态水冷凝输送回加热腔213。在使用时，将外壳体21固定于浮力平台1上。将反应腔211充满燃料22，加热腔213内充满水。燃料22反应产生热量传至一部分位于反应腔211的热管24，剩余部分位于加热腔213的热管24为加热腔213内的水，反应腔211内的水加热后产生水蒸气，水蒸气经汽水分离器23分离出部分液态水，水蒸气的动能经热电转换装置3转化为电能，热电转换装置3将水蒸气里的液态水冷凝输送回加热腔213。使用热管24传递热量，可以消除燃料堆里安装水回路管道，减小流动阻力，增加反应堆的自然循环能力；从而消除水回路管道存在剪切断裂风险的问题，避免产生大破口失水事故由此造成的堆芯熔化。热管由管壳、吸液芯和端盖组成，热管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要在两段中间可布置绝热段。(1)热量从热源通过热管管壁和充满工作液体的吸液芯传递到(液－汽)分界面；(2)液体在蒸发段内的(液－汽)分界面上蒸发；(3)蒸汽腔内的蒸汽从蒸发段流到冷凝段；(4)蒸汽在冷凝段内的汽.液分界面上凝结：(5)热量从(汽－液)分界面通过吸液芯、液体和管壁传给冷源：(6)在吸液芯内由于毛细作用使冷凝后的工作液体回流到蒸发段。在加热热管的蒸发段，管芯内的工作液体优于燃料的加热而蒸发，并带走热量，该热量为工作液体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段，凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液体回流到蒸发段。在本实施例中，燃料22为弥散核燃料。热管24的蒸发段置于燃料22内被加热。热管24通过焊接一层金属铼再插入到燃料22中，并被加热。优选地，热电转换装置3，其包括，-发电机31，-驱动发电机31的汽轮机32，其与分离腔212连通，-冷凝器34，其与汽轮机32的出口连通，用于将水蒸气冷凝成液态水，-与加热腔213连通的给水泵33，其用于将冷凝的液态水输送回加热腔213。在本实施例中，汽轮机32的入口与分离腔212连通，经干燥后，高温高压的水蒸气转化为高速的蒸汽流，由热能转动能，驱动汽轮机32运转转化为机械能。汽轮机32运转带动发电机31发电，由机械能转化为电能，发电机31发电带动浮动平台的其他设备运转。汽轮机32的出口与冷凝器34连通，将水蒸气冷凝，并通过给水泵33输送回加热腔213内，继续被加热蒸发传递能量。优选地，热管浮动平台还包括干燥器25，其设于分离腔212内，位于汽水分离器23的上方。干燥器25用于去除水蒸气内的部分液态水，减小液态水对汽轮机32叶片的腐蚀。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热管浮动平台，其特征在于，所述热管浮动平台包括：/n浮力平台(1)；/n热管堆(2)，其包括，/n-外壳体(21)，其固定于所述浮力平台(1)上，所述外壳体(21)内设有反应腔(211)、分离腔(212)和加热腔(213)，所述分离腔(212)的底部和加热腔(213)的底部连通，所述反应腔(211)位于所述分离腔(212)的下方，/n-热管(24)，其一部分位于所述反应腔(211)内，剩余部分位于所述加热腔(213)内，用于使所述加热腔(213)内水产生水蒸气，/n-汽水分离器(23)，其设于所述加热腔(213)上方并与所述加热腔(213)连通，用于分离所述加热腔(213)内的水蒸气里的液态水；/n热电转换装置(3)，其与所述热管堆(2)连接，用于将水蒸气的热能转化为电能，并将水蒸气冷凝成液态水输送回加热腔(213)。/n

【技术特征摘要】
1.一种热管浮动平台，其特征在于，所述热管浮动平台包括：
浮力平台(1)；
热管堆(2)，其包括，
-外壳体(21)，其固定于所述浮力平台(1)上，所述外壳体(21)内设有反应腔(211)、分离腔(212)和加热腔(213)，所述分离腔(212)的底部和加热腔(213)的底部连通，所述反应腔(211)位于所述分离腔(212)的下方，
-热管(24)，其一部分位于所述反应腔(211)内，剩余部分位于所述加热腔(213)内，用于使所述加热腔(213)内水产生水蒸气，
-汽水分离器(23)，其设于所述加热腔(213)上方并与所述加热腔(213)连通，用于分离所述加热腔(213)内的水蒸气里的液态水；
热电转换装置(3)，其与所述热管堆(2)连接，用于将水蒸气的热能转化为电能，并将水蒸气冷凝成液态水输送回加热腔(213)。


2.如权利要求1所述的热管浮动平台，其特征在于：所述热电转换装置(3)，其包括：
-发电机(31)；
-驱动所述发电机(31)的汽轮机(32)，其与所述分离腔(212)连通；
-冷凝器(34)，其与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘一萌，张晓辉，刘建阁，朱蒙，雷斌，徐广展，郭彪，李光，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42