一种自然循环耦合相变储热回路系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自然循环耦合相变储热回路系统，包括由冷却侧、左竖管、加热侧和右竖管依次连通形成的自然循环回路，左竖管作为PCM相变储热单元的内套管。该系统耦合了相变储热系统和自然循环回路，通过将相变储热单元耦合在自然循环回路的左竖管上，在回路的流量波动过程中PCM不断与回路内工质交换热量，起到调节流场并抑制温度波动和质量流量波动的作用，以实现自然循环回路系统的稳定性运行，并扩大回路的稳定运行功率范围。该系统同时还能够实现PCM相变储热，自然循环回路工质的热量的大部分由冷源带走，小部分传递给PCM并以相变潜热的形式储存起来，以达到热量回收利用的效果。的效果。的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种自然循环耦合相变储热回路系统


[0001]本专利技术属于非能动自然循环安全高效运行
，具体涉及一种自然循环耦合相变储热回路系统。

技术介绍

[0002]自然循环是指在闭合系统中仅仅依靠冷热流体间的密度差形成的浮升力来驱动流体循环流动的一种能量传输方式。以自然循环原理为基础构建的自然循环系统目前已经广泛应用于核反应堆、锅炉和太阳能热利用系统等诸多领域。
[0003]长期以来，由于核动力装置中能动设施的使用大大增加了核事故发生的概率，为了提高核动力系统的固有安全性，研究者们在能动技术的基础上提出了核动力装置非能动技术的概念。自美国三哩岛及日本福岛事故以来，自然循环作为典型的非能动技术，已经成为提高核动力装置固有安全性的一种重要手段，得到了广泛而深入的研究。在自然循环方式运行时，堆芯与蒸汽发生器之问的密度差和高度差产生自然循环驱动压头，能维持一定的流量，持续将堆芯热量传输至蒸汽发生器二次侧，不受外部动力条件制约，可有效避免一回路大破口、全厂断电等一系列问题。
[0004]因此，如何保证自然循环回路系统安全有效运行和对所需冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自然循环耦合相变储热回路系统，其特征在于：该系统包括由冷却侧(1)、左竖管(2)、加热侧(5)和右竖管(4)依次连通形成的自然循环回路，左竖管(2)作为PCM相变储热单元(3)的内套管；该系统利用加热侧(5)吸收热量，并通过管道的热交换传递给自然循环回路内的工质流体；在自然循环回路运行稳定状态下，以工质在自然循环回路中以逆时针运动为正方向，工质流过加热侧(5)后进入左竖管(2)并向上运动，工质在左竖管(2)内的运动过程中，通过热交换的方式与PCM相变储热单元(3)交换热量；工质流过左竖管(2)后进入冷却侧(1)并向右运动，工质在冷却侧(1)内的运动过程中，通过热交换的方式向冷却侧(1)放出热量；工质流过冷却侧(1)后进入右竖管(4)并向下运动；工质流过右竖管(4)后进入加热侧(5)并再次吸收热量，自此完成工质在自然循环回路内的循环运动过程；在自然循环回路运行过程中，工质流体的热量通过热交换的方式，经过冷却侧(1)放出热量，经加热侧(5)吸收热量；工质流体在加热功率恒定和冷却温度一定的热边界条件下，产生非能动自然循环启动所需的密度差，在经过一段时间的质量流量波动后进入稳定运行阶段，以此实现从加热侧(5)到冷却侧(1)的热量有效传递。2.如权利要求1所述的自然循环耦合相变储热回路系统，其特征在于，自然循环回路内的工质流体为液态水。3.如权利要求1所述的自然循环耦合相变储热回路系统，其特征在于，加热侧(5)为恒定热流密度加热装置。4.如权利要求1所述的自然循环耦合相变储热回路系统，其特征在于，冷却侧(1)为一恒温水箱。5.如权利要求1所述的自然循环耦合相变储热回路系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟雄，李敬宇，景浩，古真桢，种道彤，严俊杰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：