一种非能动自然循环冷却系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102563999A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102563999A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210014871.X(22)申请日2012.01.17(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室(72)发明人张大龙吴玉新吕俊复刘青(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人邸更岩(51)Int.Cl.F25D1/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图11页(54)发明名称一种非能动自然循环冷却系统(57)摘要一种非能动自然循环冷却系统，涉及一种不依靠水泵等外界动力进行换热冷却的系统。于整个系统不依靠外界动力，只依靠水的自身重力作用进行自然循环换热。储水箱中的水依靠自身重力经下降管进入分配联箱，分配联箱中水位于高压区，处于过冷状态；工质水流至换热上升面中吸热外界热量，形成自然循环。换热管中的水吸热上升，经汇集联箱和引水管出口进入喷淋换热器，并最终回流至储水箱中。本系统不依靠外界动力工作，且换热能力随外界温度的增加而增大，具有结构简单，制造容易，维护检修方便等优点，尤其适用于核电站反应堆，煤气化炉等领域的事故应急换热冷却系统。CN1025639ACN102563999A权利要求书1/1页1.一种非能动自然循环冷却系统，其特征在于：该系统包括开式储水箱(3)、下降管(4)、分配联箱(5)、上升换热面(6)、汇集联箱(7)、引水管(8)和喷淋换热器(9)，所述下降管(4)顶端与开式储水箱(3)底部相连，下降管(4)底端与分配联箱(5)入口相连；上升换热面(6)底端与分配联箱(5)出口相连，上升换热面(6)顶端与汇集联箱(7)入口相连；汇集联箱(7)出口经引水管(8)和喷淋换热器(9)连接；开式储水箱(3)和下降管(4)布置在大气环境中，上升换热面(6)布置在热环境(2)中，喷淋换热器(9)位于开式储水箱(3)水面上部。2.如权利要求1所述的非能动自然循环冷却系统，其特征在于：所述上升换热面的高度差选取范围为5～15m，其上部竖直或倾斜。3.如权利要求1或2所述的非能动自然循环冷却系统，其特征在于：喷淋换热器距离开式储水箱中水面高度为0.2m～0.5m。4.如权利要求1所述的非能动自然循环冷却系统，其特征在于：开式储水箱中的水质要求为：pH值范围7～9.5，Mg2+质量浓度＜0.39g/L，Ca2+质量浓度＜6.17×10-3g/L。5.如权利要求1所述的非能动自然循环冷却系统，其特征在于：分配联箱布置在热环境中或大气环境中。6.如权利要求1所述的非能动自然循环冷却系统，其特征在于：汇集联箱布置在热环境中或大气环境中。2CN102563999A说明书1/2页一种非能动自然循环冷却系统技术领域[0001]本发明涉及一种自然循环冷却系统，特别涉及一种不需外界动力的换热冷却系统，属于换热设备技术领域。背景技术[0002]现代工业装置中广泛存在着高温高压的工作环境，如核电站反应堆，煤气化炉等。目前，工程上的高温高压工作部件都在一个密封的环境中运行，并在其系统外布置一个带有冷却系统的安全壳。当高温高压工作部件出现异常时，其外部安全壳的冷却系统开始工作对整个系统进行冷却，防止发生爆炸泄露等更严重的灾难。但是，目前的安全壳冷却系统一般都需要电力或其他外力来驱动，实际上如果发生地震，爆炸等突发事故时，冷却系统的电力系统也会被破坏，从而导致冷却系统无法正常运行，不能对已经发生事故的高温高压工作环境进行冷却，造成更大的灾难。例如2011年3月，日本福岛核电站的爆炸泄露事故就是因为冷却系统的电力系统在地震后遭到严重损毁，无法正常运转冷却核反应堆，最后导致反应堆芯温度升高，发生爆炸造成了核泄漏。[0003]为了解决在重大突发事故下，安全壳冷却装置的电力系统受损无法正常运转从而导致更大灾难的问题，迫切需要一种不需要外部驱动力，依靠自身就能正常有效运行的冷却系统。本发明提出一种非能动自然循环冷却系统，其特征是不依靠外界动力，只依靠水的自身重力作用进行换热冷却的系统。与传统的冷却系统相比，本系统具有不依靠外界动力，结构简单，制造容易，维护检修方便等优点，尤其适用于核电站反应堆，煤气化炉等领域的事故应急换热冷却系统，满足实际生产需要。发明内容[0004]本发明的目的是在现有工业装置中电力驱动的冷却系统基础上，为了解决在重大突发事故下冷却装置的电力系统受损无法正常运转，从而发生更大灾难的问题，提出一种非能动自然循环冷却系统。[0005]本发明的技术方案如下：[0006]一种非能动自然循环冷却系统，其特征在于：该系统包括开式储水箱、下降管、分配联箱、上升换热面、汇集联箱、引水管