鈉-空氣熱交換器的製作方法

2023-05-13 05:51:06

專利名稱：鈉-空氣熱交換器的製作方法
技術領域：
鈉-空氣熱交換器技術領域本新型屬於熱交換技術領域，具體涉及一種用於液態鈉與空氣之 間進行熱量交換的熱交換器。 疼尿孜不池式鈉冷快堆的事故餘熱排放系統具有非能動性，在事故工況下 依靠自然循環帶出堆芯餘熱。通常其所使用的換熱器是一種專用的熱 交換器，它可以將事故餘熱排放系統中間迴路鈉的熱量傳遞給空氣， 使鈉降溫，從而實現自然循環。熱交換器的原理比較簡單，是通過兩 種介質的逆向流動而換熱。通常所使用的介質是水或空氣，但關於鈉 與空氣之間的熱交換器技術在公開文獻上尚無報導。 發明內容本實用新型的目的是提供一種具有非能動性的鈉一空氣熱交換器。本新型是這樣實現的 一種鈉-空氣熱交換器，包括筒體，筒體 頂端設有出口風門，底端設有進口風門。筒體內腔的上部設有膨脹罐， 膨脹罐通過支承板固定在筒體上，膨脹罐頂端設有氬氣進口接管，氬 氣進口接管延伸至筒體外，膨脹罐底端與設在筒體底端的鈉進口管連 通，膨脹罐的筒體與換熱管管束連通，換熱管管束與鈉排出口管連通。如上所述的鈉一空氣熱交換器，筒體、膨脹罐、鈉出口管和鈉進 口管的外壁上均設有電加熱器和保溫層。如上所述的鈉一空氣熱交換器，進口風門為單段進口風門，出口 風門為雙段出口風門，每個風門之間相互成90。布置。如上所述的鈉一空氣熱交換器，所述的換熱管管束由平整的r形管夠組成。使用時，鈉從鈉進口管進入膨脹罐，然後分流到換熱管管束。上、 下風門打開，流動的空氣由下而上經過換熱管管束表面時帶走熱量，實現換熱，具有非能動性。同時，由於空氣與鈉並不接觸，避免了鈉與空氣的化學反應。


圖1是本發明提供的鈉-空氣熱交換器的結構圖； 圖中l.出口風門、2.氬氣進口接管、3.筒體、4.膨脹罐、5.排除 管、6.定位鋼帶、7.下集流器、8.鈉出口管、9.鈉進口管、10.水泥地 面、ll.進口風門、12.保溫層、13.電加熱器、14.換熱管管束、15.漏鈉接管具體實施方式
一種鈉-空氣熱交換器，它包括筒體3，它固定在水泥地面10上。 在筒體3的頂端設有出口風門1，底端設有進口風門11。進口風門 ll為單段進口風門，布置3個，相互間成90。角布置，以保證空氣按 管系均勻地分配。出口風門1為雙段出口風門。每個風門之間相互成 90°布置，其旋轉導葉板可以轉動，並可在0 90。範圍內固定下來。 在筒體3內腔的上部設有膨脹罐4，它是有鈉自由液面的立式圓柱形 容器，並通過支承板固定在筒體3的內側壁上。膨脹罐4頂端設有氬 氣進口接管2，氬氣進口接管2延伸至筒體3外，膨脹罐4上部的氬 氣腔用於補償待冷卻鈉因溫度變化而引起的體積變化。膨脹罐4底端 與鈉進口管9連通，鈉進口管9與獨立熱交換器的出口連通。膨脹罐 4的中部筒體與換熱管管束14連通。換熱管管束14所用的是平整的 r形管。換熱管管束14沿高度方向安裝有定位鋼帶6，以減少管子的 振動。換熱管管束14以環狀排列，其下端與下集流器7相通，下集 流器7與鈉出口管8連通，鈉出口管8與獨立熱交換器的入口連通。 在膨脹罐4的下部筒體上連有排除管5，排除管5也通過定位鋼帶6 固定，排除管5也與下集流器7連通，排除管5和下集流器7用來排 除鈉中的雜質。筒體3的底部不是水平的，其最低處設置漏鈉接管 15。為了在充鈉之前加熱空氣，在筒體3、膨脹罐4、鈉出口管6和 鈉進口管7的外壁上均設有電加熱器13與保溫層12。某快堆所用的上述鈉一空氣熱交換器的技術參數如表1所示。表1 空氣熱交換器的技術參數殼程管程A運行條件(額定冷卻工況)介質類型空氣金屬鈉流量(kg/s)2.42.93入口溫度(°c)50514出口溫度rc)264373入口壓力(MPa)大氣壓0.6熱流量(MW)0.5250.525B換熱器參數傳熱面積(m2)94.2設計壓力(MPa)0.6設計溫度rc)550換熱管尺寸(mm)(pl6xi.4換熱管根數(根)522拉杆(根)18該熱交換器是逆流熱交換裝置，其中鈉在管內由上向下運動，空氣在管間空隙由下向上運動。它有兩個工況當快堆正常運行時，熱 交換器處於備用工況狀態；當快堆遭遇地震、系統供電全部中斷、所 有蒸汽發生器給水中斷等的事故工況時，熱交換器處於工作工況(冷 卻工況)狀態。當熱交換器處於備用工況時，進口風門ll全部打開，出口風門 l部分關閉，留有10%的間隙。事故餘熱排放系統中間迴路的鈉在自 然循環作用下，從獨立熱交換器沿管道進到膨脹罐4，並分流到換熱 管管束14，將熱量傳遞給空氣，冷卻後的鈉沿管道回到獨立熱交換 器。當熱交換器處於工作工況時，進口風門11、出口風門1全部打 開，這時，進口風門1如果處於"關閉"的初始狀態時，將進口風門l也全部打開。風門全部打開的時間為18秒。事故餘熱排放系統中間 迴路的鈉在自然循環作用下，從獨立熱交換器沿管道進到膨脹罐4，並分流到換熱管管束14，將熱量傳遞給空氣，冷卻後的鈉沿管道回 到獨立熱交換器。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型 而不脫離實用新型的精神和範圍。這樣，假若這些修改和變型屬於本 實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包 含這些改動和變型在內。
權利要求1.一種鈉-空氣熱交換器，包括筒體(3)，其特徵在於筒體(3)頂端設有出口風門(1)，底端設有進口風門(11)；筒體(3)內腔的上部設有膨脹罐(4)，膨脹罐(4)通過支承板固定在筒體(3)上，膨脹罐(4)頂端設有氬氣進口接管(2)，氬氣進口接管(2)延伸至筒體(3)外，膨脹罐(4)底端與設在筒體(3)底端的鈉進口管(9)連通，膨脹罐(4)的筒體與換熱管管束(14)連通，換熱管管束(14)與鈉排出口管(8)連通。
2. 根據權利要求1所述的鈉一空氣熱交換器，其特徵在於所述 的筒體(3)、膨脹罐(4)、鈉出口管(9)和鈉進口管(8)的外壁上 均設有電加熱器(13)和保溫層(12)。
3. 根據權利要求1所述的鈉—空氣熱交換器，其特徵在於換熱 管管束(14)的下端通過下集流器(7)與鈉出口管(8)連通。
4. 根據權利要求1所述的鈉一空氣熱交換器，其特徵在於所述 的進口風門(11)為單段進口風門。
5. 根據權利要求1或4所述的鈉—空氣熱交換器，其特徵在於 所述的進口風門(11)設置3個，相互間成90。角布置。
6. 根據權利要求1所述的鈉—空氣熱交換器，其特徵在於所述 的出口風門(1)為雙段出口風門。
7. 根據權利要求1或4獲6所述的鈉一空氣熱交換器，其特徵在 於所述風門的旋轉導葉板可以轉動，並可在0 90度範圍內固定下 來。
8. 根據權利要求5所述的鈉—空氣熱交換器，其特徵在於所述 風門的旋轉導葉板可以轉動，並可在0 90度範圍內固定下來。
9. 根據權利要求1所述的鈉一空氣熱交換器，其特徵在於所述的換熱管管束(14)由平整的r形管組成。
10. 根據權利要求1所述的鈉一空氣熱交換器，其特徵在於在膨脹罐(4)的下部筒體上連有排除管(5)，排除管(5)與下集流器(7)連通。
11.根據權利要求1所述的鈉一空氣熱交換器，其特徵在於所述筒體(3)的底部是傾斜的，其最低處設置漏鈉接管(15)。
專利摘要本實用新型屬於熱交換技術領域，具體涉及一種用於液態鈉與空氣之間進行熱量交換的熱交換器。它包括筒體，筒體頂端設有出口風門，底端設有進口風門。筒體內腔的上部設有膨脹罐，膨脹罐通過支承板固定在筒體上，膨脹罐頂端設有氬氣進口接管，氬氣進口接管延伸至筒體外，膨脹罐底端與設在筒體底端的鈉進口管連通，膨脹罐的筒體與換熱管管束連通，換熱管管束與鈉排出口管連通。本實用新型的有益效果是該裝置使用時，鈉從鈉進口管進入膨脹罐，然後分流到換熱管管束。上、下風門打開，流動的空氣經過換熱管管束表面時帶走熱量，實現換熱，具有非能動性。同時，由於空氣與鈉並不接觸，避免了鈉與空氣的化學反應。
文檔編號F28D7/10GK201126716SQ20072031033
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月11日 優先權日2007年12月11日
發明者劉蓮萍, 葉原武, 龍 唐, 董碧波, 蔣廷三 申請人:中國原子能科學研究院