本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種水冷壁，涉及核安全技術(shù)領(lǐng)域，所述水冷壁包括：筒形側(cè)壁、以及設(shè)置于所述筒形側(cè)壁上的水冷管，所述水冷管的上端與出口聯(lián)箱連通，所述水冷管的下端與入口聯(lián)箱連通，所述出口聯(lián)箱與出口主管連通，所述入口聯(lián)箱與入口主管連通。本發(fā)明專利技術(shù)采用非能動的安全理念，僅依靠熱輻射、熱傳導(dǎo)與熱對流等自然循環(huán)的方式換熱，不需要水泵等主動部件的作用，采用簡化的系統(tǒng)、更少的設(shè)備和成熟的技術(shù)，從而盡量減少不確定因素對系統(tǒng)安全的影響，增強(qiáng)高溫氣冷堆的固有安全性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及核安全
，特別涉及一種水冷壁。
技術(shù)介紹
核反應(yīng)堆停堆后，由于堆芯內(nèi)的剩余裂變和裂變產(chǎn)物的衰變，產(chǎn)生的剩余發(fā)熱在相當(dāng)長的一段時間里還十分可觀，需要通過專門設(shè)置的安全級余熱排出系統(tǒng)將其載出至最終熱阱。否則，堆內(nèi)熱量積累和溫度升高可能導(dǎo)致燃料元件破損甚至熔化，從而引起嚴(yán)重的放射性外釋的核事故。因此余熱排出系統(tǒng)是核反應(yīng)堆重要的安全系統(tǒng)之一。早期的商用高溫氣冷堆示范電站如德國的THTR-300等，余熱排出系統(tǒng)的主換熱器采用的是強(qiáng)迫循環(huán)來冷卻堆芯。國外現(xiàn)有的設(shè)計仍然以能動的循環(huán)冷卻方式為主，依靠安全級的泵驅(qū) 動系統(tǒng)回路中的水在水冷壁管道和空冷器中與外界進(jìn)行換熱，例如德國的HTR-Modul等。這種設(shè)計雖然能夠提供較大的循環(huán)流量，使水冷壁有較高的換熱效率，但由于采用了泵等需要外動力源驅(qū)動的能動部件，并且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，仍然具有較大的失效概率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
(一 )要解決的技術(shù)問題本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是:如何提高水冷壁的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度以及換熱可靠性。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了一種水冷壁，所述水冷壁包括:筒形側(cè)壁、以及設(shè)置于所述筒形側(cè)壁上的水冷管，所述水冷管的上端與出口聯(lián)箱連通，所述水冷管的下端與入口聯(lián)箱連通，所述出口聯(lián)箱與出口主管連通，所述入口聯(lián)箱與入口主管連通。優(yōu)選地，所述筒形側(cè)壁的下端設(shè)有環(huán)形底支承。優(yōu)選地，所述筒形側(cè)壁為圓筒形。優(yōu)選地，所述筒形側(cè)壁上繞所述筒形側(cè)壁的外側(cè)一周設(shè)有第一側(cè)支承。優(yōu)選地，與所述筒形側(cè)壁上的第一側(cè)支承的最大直徑成預(yù)設(shè)間隙處設(shè)有圓筒形的隔熱板，所述隔熱板上繞所述隔熱板的外側(cè)一周設(shè)有第二側(cè)支承。優(yōu)選地，所述筒形側(cè)壁的頂端設(shè)有加強(qiáng)法蘭，所述隔熱板與所述加強(qiáng)法蘭連接。優(yōu)選地，所述出口聯(lián)箱和入口聯(lián)箱均由環(huán)形管路組成，所述出口聯(lián)箱和入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路所處平面分別與水平面呈預(yù)設(shè)角度、且所述出口聯(lián)箱上的環(huán)形管路的最高點(diǎn)與所述入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路的最低點(diǎn)相對，所述出口主管與所述出口聯(lián)箱的連通處為所述出口聯(lián)箱的上的環(huán)形管路的最高點(diǎn)，所述入口主管與所述入口聯(lián)箱的連通處為所述入口聯(lián)箱的上的環(huán)形管路的最低點(diǎn)。優(yōu)選地，所述出口聯(lián)箱和入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路所處平面均與水平面呈I度。優(yōu)選地，所述水冷壁還包括:設(shè)置于所述筒形側(cè)壁上的排氣管，所述排氣管的下端與所述入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路的最高點(diǎn)連通，所述排氣管的上端與所述出口聯(lián)箱上的環(huán)形管路的最低點(diǎn)連通。優(yōu)選地，所述水冷壁的筒形側(cè)壁環(huán)繞反應(yīng)堆壓力容器外部。(三)有益效果本專利技術(shù)采用非能動的安全理念，僅依靠熱輻射、熱傳導(dǎo)與熱對流等自然循環(huán)的方式換熱，不需要水泵等主動部件的作用，采用簡化的系統(tǒng)、更少的設(shè)備和成熟的技術(shù)，從而盡量減少不確定因素對系統(tǒng)安全的影響，增強(qiáng)高溫氣冷堆的固有安全性。附圖說明圖1是按照本專利技術(shù)一種實(shí)施方式的水冷壁的三維剖視圖；圖2是圖1所示的水冷壁的筒形側(cè)壁頂端的放大圖；圖3是圖1所示的水冷壁的筒形側(cè)壁中部的放大圖；圖4為圖1所示的水冷壁的筒形側(cè)壁下端的放大圖。其中，1:筒形側(cè)壁；2:隔熱板；3_1:第一側(cè)支承；3_2:第二側(cè)支承；4:水冷管；5:出口聯(lián)箱上的環(huán)形管路；6:入口聯(lián)箱的上的環(huán)形管路；7:環(huán)形底支承；8:出口主管；9:入口主管；10:加強(qiáng)法蘭；11:排氣管；12:預(yù)埋支承件。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本專利技術(shù)，但不用來限制本專利技術(shù)的范圍。圖1是按照本專利技術(shù)一種實(shí)施方式的水冷壁的三維剖視圖；圖2是圖1所示的水冷壁的筒形側(cè)壁頂端的放大圖·；圖3是圖1所示的水冷壁的筒形側(cè)壁中部的放大圖；圖4為圖1所示的水冷壁的筒形側(cè)壁下端的放大圖。參照圖1 4，本實(shí)施方式的水冷壁包括:筒形側(cè)壁1、以及設(shè)置于所述筒形側(cè)壁I上的水冷管4，所述水冷管4的上端與出口聯(lián)箱連通，所述水冷管4的下端與入口聯(lián)箱連通，所述出口聯(lián)箱與出口主管8連通，所述入口聯(lián)箱與入口主管9連通。優(yōu)選地，所述筒形側(cè)壁I的底端設(shè)有環(huán)形底支承7，環(huán)形底支承7為鋼制圓環(huán)，且橫截面為正方形，所述環(huán)形底支承7安裝于艙室預(yù)埋件上，所述環(huán)形底支承7用于承受水冷壁的全部重量。優(yōu)選地，所述筒形側(cè)壁I為圓筒形，本實(shí)施方式中，所述筒形側(cè)壁I為鋼板卷板焊接而成的圓筒。優(yōu)選地，所述筒形側(cè)壁I上繞所述筒形側(cè)壁I的外側(cè)一周設(shè)有第一側(cè)支承3-1，本實(shí)施方式中，第一側(cè)支承3-1的橫截面可以為錐形，但不限于錐形，還可以為長方向等規(guī)貝U、或不規(guī)則的形狀，本實(shí)施方式中，在所述筒形側(cè)壁I的外側(cè)位于中部和頂端均設(shè)有第一側(cè)支承3-1。為加強(qiáng)輻射換熱效果，優(yōu)選地，與所述筒形側(cè)壁I上的第一側(cè)支承3-1的最大直徑成預(yù)設(shè)間隙處設(shè)有圓筒形的隔熱板2，第一側(cè)支承3-1的最大直徑與外層隔熱板之間留有一定間隙，防止了結(jié)構(gòu)受熱膨脹后可能會發(fā)生的應(yīng)力集中，所述隔熱板2上繞所述隔熱板的外側(cè)一周設(shè)有第二側(cè)支承3-2，本實(shí)施方式中，第二側(cè)支承3-2的橫截面可以為錐形，但不限于錐形，還可以為長方向等規(guī)則、或不規(guī)則的形狀，本實(shí)施方式中，所述隔熱板4外側(cè)的中部與頂端設(shè)有兩段第二側(cè)支承3-2，第二側(cè)支承3-2的最大直徑與反應(yīng)堆艙室混凝土墻壁之間留有一定間隙。優(yōu)選地，所述筒形側(cè)壁I的頂端設(shè)有加強(qiáng)法蘭10，所述隔熱板2與所述加強(qiáng)法蘭10連接。為防止氣體在入口聯(lián)箱和出口聯(lián)箱中積存，優(yōu)選地，所述出口聯(lián)箱和入口聯(lián)箱均由環(huán)形管路組成(本實(shí)施方式中，所述出口聯(lián)箱和入口聯(lián)箱均由三個環(huán)形管路組成，但不限定本專利技術(shù)的保護(hù)范圍)，所述出口聯(lián)箱和入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路所處平面分別與水平面呈預(yù)設(shè)角度、且所述出口聯(lián)箱上的環(huán)形管路5的最高點(diǎn)與所述入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路6的最低點(diǎn)相對，所述出口主管8與所述出口聯(lián)箱的連通處為所述出口聯(lián)箱的上的環(huán)形管路5的最高點(diǎn)，所述入口主管9與所述入口聯(lián)箱的連通處為所述入口聯(lián)箱的上的環(huán)形管路6的最低點(diǎn)，本實(shí)施方式中，所述出口聯(lián)箱和入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路所處平面均與水平面呈I度。為便于不溶氣體的排除，優(yōu)選地，所述水冷壁還包括:設(shè)置于所述筒形側(cè)壁I上的排氣管11，所述排氣管11的下端與所述入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路6的最高點(diǎn)連通，所述排氣管的上端與所述出口聯(lián)箱上的環(huán)形管路5的最低點(diǎn)連通。優(yōu)選地，所述水冷壁的筒形側(cè)壁I環(huán)繞反應(yīng)堆壓力容器外部。本實(shí)施方式的水冷壁的工作原理為:首先，用水冷壁的筒形側(cè)壁I環(huán)繞反應(yīng)堆壓力容器外部，所述筒形側(cè)壁I的高度略高于反應(yīng)堆壓力容器主要發(fā)熱段，并距反應(yīng)堆壓力容器表面一定距離放置，覆蓋反應(yīng)堆壓力容器的主要發(fā)熱區(qū)域，之后，將冷卻水首先經(jīng)入口主管9通入所述入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路6，然后分散進(jìn)入水冷管4。水冷壁筒體I的內(nèi)表面與水冷管4的外表面通過熱輻射吸收反應(yīng)堆壓力容器釋放的熱量，再通過熱傳導(dǎo)加熱水冷管4中的冷卻水，冷卻水被加熱后密度降低自然上升匯集至出口聯(lián)箱上的環(huán)形管路5，最后經(jīng)過出口主管8流出水冷壁，同時將熱量載出。筒形側(cè)壁I外表面釋放的熱量輻射至隔熱板2，防止反應(yīng)堆艙室的混凝土墻壁溫度過高。在水冷壁首次充水和初次加熱時管路中會出現(xiàn)較多氣體，這些氣體如果不能及時排出將會阻斷系統(tǒng)內(nèi)冷 卻水的自然循環(huán)，因此將入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路6與出口聯(lián)箱上的環(huán)形管路5的安裝平面與水平面呈預(yù)設(shè)角度，并在入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路6最高點(diǎn)與出口聯(lián)箱上的環(huán)形管路5最低點(diǎn)之間焊接排氣管11，使系統(tǒng)中氣體能順利排本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種水冷壁，其特征在于，所述水冷壁包括：筒形側(cè)壁、以及設(shè)置于所述筒形側(cè)壁上的水冷管，所述水冷管的上端與出口聯(lián)箱連通，所述水冷管的下端與入口聯(lián)箱連通，所述出口聯(lián)箱與出口主管連通，所述入口聯(lián)箱與入口主管連通。
【技術(shù)特征摘要】
限定。權(quán)利要求1.一種水冷壁，其特征在于，所述水冷壁包括:筒形側(cè)壁、以及設(shè)置于所述筒形側(cè)壁上的水冷管，所述水冷管的上端與出口聯(lián)箱連通，所述水冷管的下端與入口聯(lián)箱連通，所述出口聯(lián)箱與出口主管連通，所述入口聯(lián)箱與入口主管連通；所述出口聯(lián)箱和入口聯(lián)箱均由環(huán)形管路組成，所述出口聯(lián)箱和入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路所處平面分別與水平面呈預(yù)設(shè)角度、且所述出口聯(lián)箱上的環(huán)形管路的最高點(diǎn)與所述入口聯(lián)箱上的環(huán)形管路的最低點(diǎn)相對，所述出口主管與所述出口聯(lián)箱的連通處為所述出口聯(lián)箱的上的環(huán)形管路的最高點(diǎn)，所述入口主管與所述入口聯(lián)箱的連通處為所述入口聯(lián)箱的上的環(huán)形管路的最低點(diǎn)。2.如權(quán)利要求1所述的水冷壁，其特征在于，所述筒形側(cè)壁的下端設(shè)有環(huán)形底支承。3.如權(quán)利要求1所述的水冷壁，其特征在于，所述筒形側(cè)壁為圓筒形。4.如權(quán)利要求3所述的水冷壁，其特征在于...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張麗，何樹延，李曉偉，吳莘馨，吳宗鑫，張作義，
申請(專利權(quán))人：清華大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：11
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。