海洋核动力平台堆舱冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及核反应堆技术领域，提供一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，包括：堆舱、冷却剂回路、换热通道及气泡发生装置，冷却剂回路设于堆舱内；换热通道设于堆舱内，堆舱上沿换热通道的延伸方向设有进液口与出液口，出液口设于进液口的上方；进液口与换热通道的一端连通，出液口与换热通道的另一端连通；换热通道内用于通入冷却流体；由冷却剂回路泄漏的冷却剂用于与冷却流体耦合传热；气泡发生装置的出气口与换热通道连通；气泡发生装置生成的气泡用于与冷却流体在换热通道内形成混合物，混合物经出液口排出。本发明专利技术通过气泡发生装置生成的气泡，在堆舱内发生失水事故时，提升了冷却剂与冷却流体之间的换热效率，以实现堆舱内温度的快速降低。度的快速降低。度的快速降低。

【技术实现步骤摘要】
海洋核动力平台堆舱冷却系统


[0001]本专利技术涉及核反应堆
，尤其涉及一种海洋核动力平台堆舱冷却系统。

技术介绍

[0002]海洋核动力平台是核动力技术与现代船舶技术的有机结合，其核心是通过核动力装置将可控核裂变能依次转变为热能和电能，其为海洋资源开发和远海岛屿等提供能源保障；海洋核动力平台内的核反应堆在提供能源供给的同时，需确时刻关注核反应堆的安全性。
[0003]失水事故(Lost of coolant accident，缩写为LOCA)是一种较为严重的安全事故，失水事故是指一回路冷却剂通过破口快速喷放至堆舱并部分闪蒸为蒸汽，导致堆舱温度和压力急剧上升，从而严重威胁到堆舱结构完整性和放射性包容能力。
[0004]现有堆舱内设有换热通道，换热融到与海洋热阱连通，海洋热阱内的海水流入换热通道内，在发生失水事故时，高温蒸汽通过换热通道与换热通道内的海水进行热交换，换热通道内的海水温度升高、密度降低，利用高温海水与低温海水之间的密度差所产生的驱动力，实现海水在海洋热阱与换热通道之间的循环流动，从而通过海水的流动带走堆舱内的热量，从而降低堆舱内的温度和压力。现有的这种循环方式依赖于换热通道内海水与海洋热阱内海水之间的温差，尤其是在刚发生失水事故时，换热通道内海水升温需要耗费一定的时间，此时换热通道内海水与海洋热阱内海水之间的温差较小，密度差也较小，海水的循环较为缓慢，堆舱的温度难以快速下降，导致堆舱存在核泄漏的安全隐患。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，用以解决或改善现有反应堆在出现失水事故时存在难以快速降低堆舱内的温度的问题。
[0006]本专利技术提供一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，包括：堆舱、冷却剂回路、换热通道及气泡发生装置；所述冷却剂回路设于所述堆舱内；所述换热通道设于所述堆舱内，所述堆舱上沿所述换热通道的延伸方向设有进液口与出液口，所述出液口设于所述进液口的上方；所述进液口与所述换热通道的一端连通，所述出液口与所述换热通道的另一端连通；所述换热通道内用于通入冷却流体；由所述冷却剂回路泄漏的冷却剂用于与所述冷却流体耦合传热；所述气泡发生装置的出气口与所述换热通道连通；所述气泡发生装置生成的气泡用于与所述冷却流体在所述换热通道内形成混合物，所述混合物经所述出液口排出。
[0007]根据本专利技术提供的一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，所述换热通道包括换热管束；所述换热管束的第一端与所述进液口连通，所述换热管束的第二端与所述出液口连通。
[0008]根据本专利技术提供的一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，所述换热通道包括：汇流管；所述汇流管的第一端与所述换热管束的第二端连通，所述汇流管的第二端沿所述换热通道的延伸方向延伸，所述汇流管的第二端与所述出液口连通；所述汇流管的内径沿所述换热通道的延伸方向逐渐减小。
[0009]根据本专利技术提供的一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，所述气泡发生装置包括：气源与喷管；所述气源与所述喷管的一端连通，所述喷管的另一端伸入所述汇流管内，所述喷管的另一端用于沿所述换热通道的延伸方向延伸，所述喷管的另一端位于所述汇流管的第二端的下侧。
[0010]根据本专利技术提供的一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，所述气泡发生装置还包括：控制阀；所述气源包括储气罐，所述储气罐通过所述控制阀与所述喷管连通。
[0011]根据本专利技术提供的一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，所述气泡发生装置还包括：第一止回阀；所述第一止回阀的一端与所述控制阀连通，所述第一止回阀的另一端与所述喷管的一端连通。
[0012]根据本专利技术提供的一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，所述气泡发生装置还包括：U型管；所述U型管的一端与所述控制阀连通，所述U型管的另一端与所述喷管的一端连通。
[0013]根据本专利技术提供的一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，所述冷却剂回路包括冷却剂容纳腔，所述冷却剂容纳腔内的冷却剂用于与反应堆的堆芯耦合传热。
[0014]根据本专利技术提供的一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，所述冷却剂回路还包括蒸汽发生器与主泵；所述冷却剂容纳腔设有进口与出口，所述出口依次通过所述蒸汽发生器及所述主泵与所述进口连通。
[0015]根据本专利技术提供的一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，所述出口与所述蒸汽发生器之间设有第一电磁阀，所述蒸汽发生器与所述主泵之间设有第二止回阀，所述主泵与所述进口之间设有第二电磁阀。
[0016]本专利技术提供的海洋核动力平台堆舱冷却系统，通过设置气泡发生装置，冷却流体通过进液口进入换热通道内，在堆舱内出现失水事故的情况下，冷却剂回路中的高温冷却剂泄漏至堆舱内，高温冷却剂的热量通过换热通道逐渐传递至冷却流体，冷却流体的温度逐渐升高且密度逐渐减小，则靠近出液口处的冷却流体与靠近进液口处的冷却流体形成密度差，基于流体之间密度差所产生的驱动力，密度较小的冷却流体向上流动，并通过出液口排出，以使得冷却流体通过换热的方式来建立密度差，从而实现冷却流体的自然循环，这种通过换热方式形成的自然循环耗时较长；本实施例通过将气泡发生装置产生的气泡注入换热通道内，气泡与换热通道内的冷却流体形成的混合物平均密度减小，以使得混合物具有向上流动的趋势，进而靠近出液口处流体的平均密度较小，靠近进液口处流体的平均密度较大，从而在出液口处流体与进液口处流体之间快速建立密度差，在由密度差所产生的驱动力的作用下，换热通道内的冷却流体实现快速流动，避免在发生失水事故时需要通过耗时较长的换热方式以建立冷却流体的密度差，实现在发生失水事故时即可快速启动换热通道内冷却流体的自然循环，提升了冷却流体与高温冷却剂的换热效率，有效降低了堆舱内的温度，在温度降低的情况下，堆舱内的压力降低，保证了堆舱的安全性与可靠性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
[0018]图1是本专利技术提供的海洋核动力平台堆舱冷却系统的结构示意图；
[0019]图2是本专利技术提供的换热通道的结构示意图；
[0020]附图标记：
[0021]1：堆舱；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2：换热通道；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21：换热管束；
[0022]22：汇流管；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3：气泡发生装置；
ꢀꢀꢀ
31：储气罐；
[0023]32：喷管；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
33：控制阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
34：第一止回阀；
[0024]4：反应堆；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
5：蒸汽发生器；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
6：主泵；
[0025]7：第一电磁阀；
ꢀꢀꢀꢀꢀ
8：第二止本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋核动力平台堆舱冷却系统，其特征在于，包括：堆舱；冷却剂回路，所述冷却剂回路设于所述堆舱内；换热通道，所述换热通道设于所述堆舱内，所述堆舱上沿所述换热通道的延伸方向设有进液口与出液口，所述出液口设于所述进液口的上方；所述进液口与所述换热通道的一端连通，所述出液口与所述换热通道的另一端连通；所述换热通道内用于通入冷却流体；由所述冷却剂回路泄漏的冷却剂用于与所述冷却流体耦合传热；气泡发生装置，所述气泡发生装置的出气口与所述换热通道连通；所述气泡发生装置生成的气泡用于与所述冷却流体在所述换热通道内形成混合物，所述混合物经所述出液口排出。2.根据权利要求1所述的海洋核动力平台堆舱冷却系统，其特征在于，所述换热通道包括换热管束；所述换热管束的第一端与所述进液口连通，所述换热管束的第二端与所述出液口连通。3.根据权利要求2所述的海洋核动力平台堆舱冷却系统，其特征在于，所述换热通道包括：汇流管；所述汇流管的第一端与所述换热管束的第二端连通，所述汇流管的第二端沿所述换热通道的延伸方向延伸，所述汇流管的第二端与所述出液口连通；所述汇流管的内径沿所述换热通道的延伸方向逐渐减小。4.根据权利要求3所述的海洋核动力平台堆舱冷却系统，其特征在于，所述气泡发生装置包括：气源与喷管；所述气源与所述喷管的一端连通，所述喷管的另一端伸入所述汇流管内，所述喷管的另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，李少丹，王苇，林原胜，肖颀，戴春辉，吴君，王瑞奇，邹振海，
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：发明
国别省市：