本发明专利技术公开一种非能动导热装置，包括U形管、辅助单元，所述U形管的一端伸入换热水箱中，另一端与外部连通，U形管的内部放有密封介质，所述辅助单元包括集热箱、蒸汽管路、排空管路、以及第一控制部件和第二控制部件，蒸汽管路的两端分别与换热水箱、集热箱连通，蒸汽管路在正常工况时为关闭状态，第一控制部件用于在事故工况时控制打开蒸汽管路；排空管路的两端分别与U形管、集热箱连通，排空管路在常态下为关闭状态，第二控制部件用于在事故工况时控制打开所述排空管路。本发明专利技术还公开一种包括上述导热装置的二次侧非能动冷却系统。本发明专利技术装置可以自动导出换热水箱内的高温蒸汽，提高二次侧非能动冷却系统的安全性和稳定性。
A kind of passive heat conduction device and secondary side passive cooling system
【技术实现步骤摘要】
一种非能动导热装置及二次侧非能动冷却系统
本专利技术属于核工业
，具体涉及一种非能动导热装置及二次侧非能动冷却系统。
技术介绍
在核岛厂房全厂断电叠加辅助给水汽动泵丧失或者在丧失全部给水的工况下，启动PRS系统，通过PRS系统中的蒸发器将一回路热量导出至换热水箱内的换热器中，换热水箱内的冷却水再与换热器进行换热，导出换热器的热量，同时，换热水箱中冷却水的温度逐渐升高转换为高温蒸汽，会使换热水箱内的气压升高，为避免换热水箱内的气压及温度过高而损坏换热水箱及波及其它设备，需要及时将高温蒸汽导出。目前，二次侧非能动冷却系统(即PRS系统)中，换热水箱和导热箱通过U形水封管连通，在U形水封管的水平段(位于换热水箱内侧的部分)的顶部设有与换热水箱内部连通的补水孔，以保持U形水封管内的水位在正常工况下与换热水箱内的水位一致，确保U形水封管的水封有效，以使U形水封管将换热水箱与导热箱隔离。在事故发生时，只能等换热水箱的气压升高到足够大时，通过换热水箱内产生的高温蒸汽将U形水封管内的水冲出溢流至导热箱，才能将U形水封管打通，使换热水箱内的高温蒸汽通过U形水封管进入导热箱，以实现U形水封管的导热功能，高温蒸汽最终通过导热箱上部的排放管扩散至大气环境。这种换热水箱导热方式，虽然可以实现导热目的，且启动过程不需人工干预，可实现完全的非能动操作，但是存在以下不足：(1)在事故工况初期，U形水封管内的水封的排空主要靠换热水箱内集聚的蒸汽压力对水封自内而外的冲击力和水封内的存水受热蒸发作用，这种排空U形水封管内的密封用水的排空过程比较缓慢，难以及时实现换热水箱与外界环境的连通，换热水箱的高温蒸汽无法及时释放，容易对换热水箱及其他设备造成巨大的负面冲击。(2)由于U形水封管的密封效果与U形水封管的竖直段的高度相关，水封高度越高密封效果越好，但是水封高度越高会进一步减缓事故工况时排出U形水封管中密封用水的速度，因而现有的二次侧非能动冷却系统中的U形水封管的水封高度一般只在300mm左右，无法根据设计所需自由提升水封高度，进而可能影响密封效果。(3)U形水封管与外界大气环境直接连通，在正常待机阶段，若外界大气压发生异常波动(如台风时)时，会对U形水封管内的水封造成冲击，容易使外界大气环境中的不利离子(主要是氯离子)，通过U形水封管进入到换热水箱内，不仅会影响换热水箱内的水质，还会对换热水箱内的金属材质的设备(如换热器)造成腐蚀。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种非能动导热装置及二次侧非能动冷却系统，可以自动快速排出U形管中的密封用水，以便于及时排出换热水箱内的高温蒸汽，进而可提高二次侧非能动冷却系统的安全性和稳定性。根据本专利技术的一个方面，提供一种非能动导热装置，其技术方案为：一种非能动导热装置，包括U形管、辅助单元，所述U形管，其一端伸入换热水箱中，另一端与外部连通，U形管的内部放有密封介质，用于将所述换热水箱与外部环境隔离，所述辅助单元包括集热箱、蒸汽管路、排空管路、以及第一控制部件和第二控制部件，所述蒸汽管路的两端分别与所述换热水箱、所述集热箱连通，蒸汽管路在常态下为关闭状态，所述第一控制部件用于在事故工况时控制打开所述蒸汽管路；所述排空管路的一端与所述U形管的内部连通，另一端与集热箱的内部连通，排空管路在常态下为关闭状态，所述第二控制部件用于在所述集热箱内的温度达到事故工况的温度时控制打开所述排空管路，以导出U形管中的密封介质。优选的，所述第一控制部件包括常闭的第一自动阀，所述第一自动阀处于所述换热水箱内，并设于蒸汽管路与换热水箱连通的一端，用于在换热水箱内的温度达到第一预设温度时自动开启，所述第二控制部件包括常闭的第二自动阀，所述第二自动阀处于所述集热箱内，并设于排空管路与集热箱连通的一端，用于在集热箱内的温度达到第二预设温度时自动开启。优选的，所述第一自动阀包括第一熔断闭式喷头，所述第一熔断闭式喷头处于所述换热水箱内的高水位以上位置，所述第一预设温度即为第一熔断闭式喷头的熔断温度，所述第一熔断闭式喷头的熔断温度为68℃；所述排空管路包括第一排空管路，所述第一排空管路的起始端与所述U形管的底部连通，其末端与所述集热箱的内部连通，所述第二自动阀包括第二熔断闭式喷头，所述第二熔断闭式喷头设于第一排空管路的末端，所述第二预设温度即为第二熔断闭式喷头的熔断温度，所述第二熔断闭式喷头的熔断温度为68℃。优选的，所述U形管的数量为多个，且多个所述U形管的底部之间通过连通管路连通，所述U形管包括水平段和两个竖直段，两个竖直段分别与所述水平段的两端连通，所述U形管的水平段，穿设于所述换热水箱的侧壁上；所述U形管的竖直段的顶端，与所述换热水箱的高水位相齐平；所述U行管内放置的密封介质为水。优选的，所述排空管路还包括第二排空管路，所述第二排空管路的起始端，与所述U形管的水平段的顶部连通，并伸入到U形管的内部，所述第二排空管路的末端，与所述集热箱连通，并伸入到集热箱的内部，所述第二排空管路的最高处的位置低于所述换热水箱的低水位；所述第二自动阀还包括第三熔断闭式喷头，所述第三熔断闭式喷头设于第二排空管路的末端，第三熔断闭式喷头的熔断温度为68℃。优选的，所述辅助单元还包括补充管路，用于将换热水箱中的水导入到所述U形管，所述补充管路的起始端，与所述换热水箱连通，所述补充管路的起始端位置设有进水篦子，且所述进水篦子的位置低于换热水箱的低水位；所述补充管路的末端，与所述U形管的底部连通；所述补充管路上设有常开的高温熔断阀，且所述高温熔断阀处于所述集热箱的内部，高温熔断阀的熔断温度为68℃。优选的，所述辅助单元还包括泄空管路，所述泄空管路的一端与所述U形管连通，其一端与外部环境连通，泄空管路上设有常闭的第三隔断阀。优选的，所述集热箱的底部设有排放管，所述排放管具有U形段，所述U形段的靠近集热箱的一端设有导气管。本专利技术提供的非能动导热装置，通过设置蒸汽管路、排空管路、集热箱等辅助设施，在事故工况时，自动将U形管的密封用水排出，使换热水箱内的高温蒸汽可以及时排出，实现了对换热水箱的非能动导热；在正常工况时，可以自动向U形管补充密封用水，使换热水箱与外界大气环境隔离；加快了U形管内的水的排出速度，使U形管的水封高度可以大幅增加，进一步提高了密封效果和抵抗外部气压波动(如台风)对水封的冲击的能力，有效降低了外部大气环境中有害物质进入换热水箱的概率。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种二次侧非能动冷却系统，其技术方案为：一种二次侧非能动冷却系统，包括换热水箱、导热箱，还包括以上所述的非能动导热装置，所述U形管的一端伸入所述换热水箱内部，另一端伸入所述导热箱内。优选的，所述导热箱设有顶盖，所述顶盖上设有T形排气管，所述T形排气管的底部与所述U形管伸入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种非能动导热装置，其特征在于，包括U形管(1)、辅助单元，/n所述U形管，其一端伸入换热水箱(2)中，另一端与外部连通，U形管的内部放有密封介质，用于将所述换热水箱与外部环境隔离，/n所述辅助单元包括集热箱(8)、蒸汽管路、排空管路、以及第一控制部件和第二控制部件，/n所述蒸汽管路的两端分别与所述换热水箱、所述集热箱连通，蒸汽管路在常态下为关闭状态，/n所述第一控制部件用于在事故工况时控制打开所述蒸汽管路；/n所述排空管路的一端与所述U形管的内部连通，另一端与集热箱的内部连通，排空管路在常态下为关闭状态，/n所述第二控制部件用于在所述集热箱内的温度达到事故工况的温度时控制打开所述排空管路，以导出U形管中的密封介质。/n
【技术特征摘要】
1.一种非能动导热装置，其特征在于，包括U形管(1)、辅助单元，
所述U形管，其一端伸入换热水箱(2)中，另一端与外部连通，U形管的内部放有密封介质，用于将所述换热水箱与外部环境隔离，
所述辅助单元包括集热箱(8)、蒸汽管路、排空管路、以及第一控制部件和第二控制部件，
所述蒸汽管路的两端分别与所述换热水箱、所述集热箱连通，蒸汽管路在常态下为关闭状态，
所述第一控制部件用于在事故工况时控制打开所述蒸汽管路；
所述排空管路的一端与所述U形管的内部连通，另一端与集热箱的内部连通，排空管路在常态下为关闭状态，
所述第二控制部件用于在所述集热箱内的温度达到事故工况的温度时控制打开所述排空管路，以导出U形管中的密封介质。
2.根据权利要求1所述的非能动导热装置，其特征在于，
所述第一控制部件包括常闭的第一自动阀，所述第一自动阀处于所述换热水箱内，并设于蒸汽管路与换热水箱连通的一端，用于在换热水箱内的温度达到第一预设温度时自动开启，
所述第二控制部件包括常闭的第二自动阀，所述第二自动阀处于所述集热箱内，并设于排空管路与集热箱连通的一端，用于在集热箱内的温度达到第二预设温度时自动开启。
3.根据权利要求2所述的非能动导热装置，其特征在于，
所述第一自动阀包括第一熔断闭式喷头，所述第一熔断闭式喷头处于所述换热水箱内的高水位以上位置，
所述第一预设温度即为第一熔断闭式喷头的熔断温度，所述第一熔断闭式喷头的熔断温度为68℃；
所述排空管路包括第一排空管路，所述第一排空管路的起始端与所述U形管的底部连通，其末端与所述集热箱的内部连通，
所述第二自动阀包括第二熔断闭式喷头，所述第二熔断闭式喷头设于第一排空管路的末端，
所述第二预设温度即为第二熔断闭式喷头的熔断温度，所述第二熔断闭式喷头的熔断温度为68℃。
4.根据权利要求3所述的非能动导热装置，其特征在于，所述U形管的数量为多个，且多个所述U形管的底部之间通过连通管路连通，
所述U形管包括水平段和两个竖直段，两个竖直段分别与所述水平段的两端连通，
所述U形管...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵高伟，李丽娟，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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