一种自激振荡非能动余热排出设备及方法技术

技术编号:25954938 阅读:72 留言:0更新日期:2020-10-17 03:47
本发明专利技术公开了一种自激振荡非能动余热排出设备及方法,涉及第三代核电技术领域,包括非能动余热排出装置和自激振荡喷射器,其中蓄能喷射段与第二液相管线相连通,脉冲喷射段与冷凝罐相连通,脉冲喷射段与汽相管线相连通。本发明专利技术利用非能动余热排出装置中的液相管线和汽相管线间的压力差驱动自激振荡喷射器,在脉冲喷射段不断抽吸冷凝罐中的不凝气体,将其束缚在蒸发‑冷凝过程之外并绕开蒸汽发生器,不仅降低了不凝气体对冷凝罐内冷凝过程的不利影响,还提高了蒸汽发生器的蒸发沸腾侧换热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种自激振荡非能动余热排出设备及方法
本专利技术涉及第三代核电
,具体涉及一种自激振荡非能动余热排出设备及方法。
技术介绍
当压水堆核电厂或核动力装置发生全厂断电事故或能动余热排除系统失效时,可通过非能动余热排出系统导出堆芯热量来解决,其无需外接驱动力,直接通过回路工质的密度差产生自然驱动力实现蒸发-冷凝循环,将反应堆停堆后的余热输送到最终热阱,以防止燃料包壳烧毁,极大地提高了压水堆的固有安全性,非能动余热排出系统已成为第三代核电技术的必备装置。非能动余热排出装置的启动平衡和传热可靠,是确保核反应堆安全的关键技术。从热力学上看,产生于余热排出装置封闭空间且在系统工作温度范围内无法凝结为液相的不凝气体,是影响非能动余热排出装置可靠性的主要因素之一;本质上,不凝气体对非能动余热排出装置的性能的影响在于其破坏了系统原有的热力平衡,不凝气体对热力平衡的破坏与重构对应着蒸发-冷凝过程中压力-温度-能量平衡的变化,并伴随着内部工质(蒸馏水)在非能动余热排出装置内部的重新分配。其中,不凝气体的主要来源包括:非能动余热排出装置生产环节引入的污染物质(通过与管体材料及工质间发生化学反应产生不凝气体),以及阀门连接处不可避免的泄漏。不凝气体的存在会造成非能动余热排出装置启动运行温度高、启动过程困难、冷凝器传热性能恶化以及蒸发沸腾性能下降等多种不利影响,且随着不凝气体不断的积累,甚至会出现热转移能力退化、反应堆事故等问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷,本专利技术的目的在于提供一种自激振荡非能动余热排出设备及方法,可抽吸冷凝罐内的不凝气体,降低不凝气体对冷凝罐内冷凝过程的不利影响,同时提高蒸汽发生器的蒸发沸腾侧换热能力。为达到以上目的,本专利技术采取的技术方案是:一种自激振荡非能动余热排出设备,包括非能动余热排出装置,所述非能动余热排出装置由依次首尾相连的蒸汽发生器、汽相管线、散热器、第一液相管线、冷凝罐和第二液相管线组成;自激振荡喷射器,所述自激振荡喷射器由依次连通的液体进口管线、蓄能喷射段、激振腔、脉冲喷射段和气体出口管线组成;其中,所述第二液相管线与液体进口管线连通,所述汽相管线与气体出口管线连通;所述自激振荡喷射器还包括抽气管线,所述抽气管线一端与所述脉冲喷射段靠近蓄能喷射段的一侧连接,另一端与冷凝罐连接。在上述技术方案的基础上,所述脉冲喷射段与第二液相管线位于同一水平位置。在上述技术方案的基础上,所述液体进口管线位于靠近所述蒸汽发生器的冷凝水入口处。在上述技术方案的基础上,所述气体出口管线位于靠近所述散热器的蒸汽入口处。在上述技术方案的基础上,所述散热器设于冷水中。在上述技术方案的基础上,所述散热器为水冷换热器。在上述技术方案的基础上,所述脉冲喷射段靠近蓄能喷射段一侧的内径小于所述脉冲喷射段靠近气体出口管线一侧的内径。在上述技术方案的基础上,一种自激振荡非能动余热排出设备的余热排出方法,包括以下步骤:使高压液体通过第二液相管线、液体进口管线通入蓄能喷射段;通过蓄能喷射段将该高压液体降速增压后通入激振腔;通过激振腔将该高压液体进行往复振荡运动,使该高压液体产生高压力脉冲流并通入脉冲喷射段,使脉冲喷射段内形成低真空,使冷凝罐中的不凝气体通过抽气管线被吸入至脉冲喷射段;通过脉冲喷射段使不凝气体依次通过气体出口管线、汽相管线通入散热器中。与现有技术相比,本专利技术的优点在于:(1)本专利技术的一种自激振荡非能动余热排出设备及方法,包括非能动余热排出装置和自激振荡喷射器,其中蓄能喷射段与第二液相管线相连通,脉冲喷射段与汽相管线相连通,脉冲喷射段与冷凝罐相连通,利用非能动余热排出装置中的液相管线和汽相管线间的压力差驱动自激振荡喷射器,在脉冲喷射段不断抽吸冷凝罐中的不凝气体,将其束缚在蒸发-冷凝过程之外并绕开蒸汽发生器,不仅降低了不凝气体对冷凝罐内冷凝过程的不利影响,还提高了蒸汽发生器的蒸发沸腾侧换热能力。(2)该装置中的液体进口管线位于靠近蒸汽发生器的冷凝水入口处以及气体出口管线位于靠近所述散热器的蒸汽入口处,使自激振荡喷射器获得更大驱动压力差,进一步增强自激振荡喷射器抽吸不凝气体的能力。附图说明图1为本专利技术实施例中自激振荡非能动余热排出设备的结构示意图;图2为本专利技术实施例中自激振荡非能动余热排出的方法的流程示意图。图中:1-非能动余热排出装置,11-蒸汽发生器,12-汽相管线,13-散热器,14-第一液相管线,15-冷凝罐,16-第二液相管线,2-自激振荡喷射器,20-液体进口管线,21-蓄能喷射段,22-激振腔,23-脉冲喷射段,24-气体出口管线,25-抽气管线。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1所示,本专利技术实施例提供一种自激振荡非能动余热排出设备,包括非能动余热排出装置1和自激振荡喷射器2。非能动余热排出装置1由蒸汽发生器11、汽相管线12、散热器13、第一液相管线14、冷凝罐15和第二液相管线16依次首尾相连形成的蒸发-冷凝循环闭合系统,其中,第二液相管线16上设有液体出口,液体出口用于供液体排出;冷凝罐15上设有第一不凝气体出口,第一不凝气体出口用于供不凝气体排出;汽相管线12上设有第二不凝气体入口,第二不凝气体入口用于供不凝气体通入。自激振荡喷射器2由依次连通的液体进口管线20、蓄能喷射段21、激振腔22、脉冲喷射段23和气体出口管线24组成;蓄能喷射段21远离激振腔22的一侧设有液体进口,液体进口用于供液体流入,液体进口通过液体进口管线20与第二液相管线16的液体出口相连通;脉冲喷射段23远离激振腔22的一侧设有第二不凝气体出口,第二不凝气体出口用于供不凝气体排出,第二不凝气体出口通过气体出口管线24与汽相管线12的第二不凝气体入口相连通;脉冲喷射段23靠近激振腔22的一侧(即为脉冲喷射段23的喉口处)设有第一不凝气体入口,第一不凝气体入口用于供不凝气体通入,第一不凝气体入口通过抽气管线25与冷凝罐15的第一不凝气体出口相联通,脉冲喷射段23与第二液相管线16的底部位于同一水平位置;其中脉冲喷射段23为扩压管,内径由小变大,靠近气体出口管线24侧的内径最大并等于汽相管线12的直径。优选的,自激振荡喷射器2与蒸汽发生器11布置在同一水平高度,液体进口管线20位于靠近蒸汽发生器11的冷凝水入口处,气体出口管线24位于靠近散热器13的蒸汽入口处,使自激振荡喷射器获得更大驱动压力差,进一步增强自激振荡喷射器2抽吸不凝气体的能力;该装置的驱动力来源于自激振荡喷射器2进出口的压差,其中进口设置在第二液相管线16上,出口设置在汽相管线12上,由于散热器13与蒸汽发生器11在空间上为上下布置,使得液体在第二液相管线16中越靠下(即靠近蒸汽发生器11冷凝水入口处)压力越大;同样的,汽相管线12中存在沿程阻力,靠近汽相管线12远侧压力越低(即靠近散热器13蒸汽入口处),而自激振荡喷射器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自激振荡非能动余热排出设备,其特征在于,包括:/n非能动余热排出装置(1),所述非能动余热排出装置(1)由依次首尾相连的蒸汽发生器(11)、汽相管线(12)、散热器(13)、第一液相管线(14)、冷凝罐(15)和第二液相管线(16)组成;/n自激振荡喷射器(2),所述自激振荡喷射器(2)由依次连通的液体进口管线(20)、蓄能喷射段(21)、激振腔(22)、脉冲喷射段(23)和气体出口管线(24)组成;其中,所述第二液相管线(16)与液体进口管线(20)连通,所述汽相管线(12)与气体出口管线(24)连通;所述自激振荡喷射器(2)还包括抽气管线(25),所述抽气管线(25)一端与所述脉冲喷射段(23)靠近蓄能喷射段(21)的一侧连接,另一端与冷凝罐(15)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种自激振荡非能动余热排出设备,其特征在于,包括:
非能动余热排出装置(1),所述非能动余热排出装置(1)由依次首尾相连的蒸汽发生器(11)、汽相管线(12)、散热器(13)、第一液相管线(14)、冷凝罐(15)和第二液相管线(16)组成;
自激振荡喷射器(2),所述自激振荡喷射器(2)由依次连通的液体进口管线(20)、蓄能喷射段(21)、激振腔(22)、脉冲喷射段(23)和气体出口管线(24)组成;其中,所述第二液相管线(16)与液体进口管线(20)连通,所述汽相管线(12)与气体出口管线(24)连通;所述自激振荡喷射器(2)还包括抽气管线(25),所述抽气管线(25)一端与所述脉冲喷射段(23)靠近蓄能喷射段(21)的一侧连接,另一端与冷凝罐(15)连接。


2.如权利要求1所述的一种自激振荡非能动余热排出设备,其特征在于:所述脉冲喷射段(23)与第二液相管线(16)位于同一水平位置。


3.如权利要求1所述的一种自激振荡非能动余热排出设备,其特征在于:所述液体进口管线(20)位于靠近所述蒸汽发生器(11)的冷凝水入口处。


4.如权利要求1所述的一种自激振荡非能动余热排出设备,其特征在于:所述气体出口管线(24)...

【专利技术属性】
技术研发人员:章先涛胡雪蛟
申请(专利权)人:武汉润德工程技术有限公司
类型:发明
国别省市:湖北;42

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