核反應堆熱工水力裝置及其中的回路加熱系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種核反應堆熱工水力裝置及其中的回路加熱系統。所述回路加熱系統，包括換熱器、一次側支路及二次側支路，所述一次側支路與所述二次側支路分別穿過所述換熱器，使得所述一次側支路內的流體與所述二次側支路內的流體在所述換熱器處進行熱交換。本實用新型所述的回路加熱系統充分利用核反應堆熱工水力裝置中的熱流體的熱量對冷流體進行加熱升溫，而不需要再另配備其他的電氣控制設備或者是引入外界的熱流體，充分地利用了本核反應堆熱工水力裝置自身的特點，節約了電能及熱量，對于環保具有重要意義，并且減少了維護成本，結構較簡單。
【專利說明】核反應堆熱工水力裝置及其中的回路加熱系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及熱工水力領域，具體地，涉及一種核反應堆熱工水力裝置及其中的回路加熱系統。
【背景技術】
[0002]在核能研發的熱工水力領域，經常需要建設采用電能模擬核釋熱的熱工水力實驗裝置，該實驗裝置通常需要對實驗支路的流體溫度進行調節和控制，常規的做法是在實驗支路上實驗本體入口前安裝一臺采用交流電的管道式預熱器，即在一段直管段或者S型管道的兩端焊接銅排，通過交流電加熱管道內通過的流體，改變輸入電流的大小來控制流體的溫升幅度，這種做法對流體溫度的調節和控制比較精確，但是預熱器要實現這一功能不僅需要考慮設備絕緣和避免臨界等問題，還要為其配備一套相應的電氣控制設備，尤其是當加熱功率大于mw時，管道式預熱器及其電氣控制設備占地龐大，耗電量大，采購、建設以及后期維護等的成本都很高。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、節約成本的回路加熱系統。
[0004]另，本實用新型還提供一種包括上述回路加熱系統的核反應堆熱工水力裝置。
[0005]一種應用于核反應堆熱工水力裝置的回路加熱系統，包括換熱器、一次側支路及二次側支路，所述一次側支路與所述二次側支路分別穿過所述換熱器，使得所述一次側支路內的流體與所述二次側支路內的流體在所述換熱器處進行熱交換。
[0006]進一步地，所述一次側支路包括一次側支路入口段、一次側支路出口段以及套設在所述換熱器內的第一換熱段，所述一次側支路入口段通過所述第一換熱段與所述一次側支路出口段相連通。
[0007]進一步地，所述一次側支路包括一次側旁路段，所述一次側旁路段設置在所述換熱器的一側，且所述一次側旁路段連通所述一次側支路入口段以及一次側支路出口段。
[0008]進一步地，所述一次側旁路段上設有調節閥。
[0009]進一步地，所述二次側支路包括二次側支路入口段、二次側支路出口段以及套設在所述換熱器內的第二換熱段，所述二次側支路入口段通過所述第二換熱段與所述二次側支路出口段相連通。
[0010]進一步地，所述換熱器為板式換熱器。
[0011 ] 進一步地，所述一次側支路及所述二次側支路上設置有閥門。
[0012]一種核反應堆熱工水力裝置，包括主回路系統、實驗支路系統及回路加熱系統，所述主回路系統包括主回路入口段及主回路出口段，所述實驗支路系統包括實驗支路入口段及實驗支路出口段，所述回路加熱系統包括換熱器、一次側支路及二次側支路，所述一次側支路包括一次側支路入口段、一次側支路出口段以及套設在所述換熱器內的第一換熱段，所述一次側支路入口段通過所述第一換熱段與所述一次側支路出口段相連通，所述二次側支路包括二次側支路入口段、二次側支路出口段以及套設在所述換熱器內的第二換熱段，所述二次側支路入口段通過所述第二換熱段與所述二次側支路出口段相連通，所述實驗支路入口段與所述二次側支路出口段相連通，所述實驗支路出口段與所述一次側支路入口段相連通，所述一次側支路出口段與所述主回路入口段相連通，所述二次側支路入口段與所述主回路出口段相連通。
[0013]進一步地，所述實驗支路系統包括實驗本體，所述實驗本體連通所述實驗支路入口段及所述實驗支路出口段。
[0014]進一步地，所述一次側支路包括一次側旁路段，所述一次側旁路段設置在所述換熱器的一側，且所述一次側旁路段連通所述一次側支路入口段以及一次側支路出口段。
[0015]綜上，本實用新型所述的回路加熱系統充分利用核反應堆熱工水力裝置中的熱流體的熱量對冷流體進行加熱升溫，而不需要再另配備其他的電氣控制設備或者是引入外界的熱流體，充分地利用了本核反應堆熱工水力裝置自身的特點，節約了電能及熱量，對于環保具有重要意義，并且減少了維護成本，結構較簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型較佳實施例核反應堆熱工水力裝置的結構示意圖；
[0017]圖2是圖1中部分結構的放大示意圖；
[0018]附圖中標記及相應的零部件名稱:核反應堆熱工水力裝置100，主回路系統10，實驗支路系統20，回路加熱系統30，主回路入口段12，主回路出口段11，實驗支路入口段21，實驗支路出口段22，實驗本體23，截止閥24，調節閥25，流量計26，換熱器31，一次側支路32，二次側支路33，一次側支路入口段321，一次側支路出口段322，一次側旁路段323，第一換熱段324，第二換熱段333，二次側支路入口段331，二次側支路出口段332。
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0020]實施例1
[0021]請參閱圖1及圖2，本實用新型較佳實施例所示的核反應堆熱工水力裝置100，包括主回路系統10、實驗支路系統20及回路加熱系統30，所述主回路系統10通過所述回路加熱系統30與所述實驗支路系統20相連通，所述主回路系統10流出的冷流體經過所述回路加熱系統30被加熱后進入所述實驗支路系統20，且所述回路加熱系統30不需要外界電氣控制，節約能量及成本。
[0022]所述主回路系統10包括主回路入口段12及主回路出口段11。所述主回路入口段12與所述主回路出口段11均與所述回路加熱系統30相連通。
[0023]所述實驗支路系統20包括實驗支路入口段21、實驗支路出口段22以及實驗本體23，所述實驗支路入口段21通過所述實驗本體23與所述實驗支路出口段22相連通，所述實驗支路入口段21及所述實驗支路出口段22均與所述回路加熱系統30相連通。所述實驗支路入口段21及所述實驗支路出口段22上均設置有截止閥24，所述實驗支路入口段21上還設置有調節閥25及流量計26，所述調節閥25用于調節從所述回路加熱系統30中流出的流體進入實驗支路入口段21中的流量。所述流量計26用于監測從所述回路加熱系統30中流出的流體進入所述實驗支路入口段21中的流量，操作方便簡潔。操作者通過觀察流量計26監測所述實驗支路入口段21中的流體流量，調節所述調節閥25進而控制所述實驗支路入口段21中的流體流量。所述實驗本體23是采用本領域技術人員習知的電能模擬核釋熱的實驗模擬體。
[0024]所述回路加熱系統30包括換熱器31、一次側支路32及二次側支路33，所述一次側支路32與所述二次側支路33穿過所述換熱器31，并且所述一次側支路32中的流體與所述二次側支路33中的流體在所述換熱器31處進行熱交換。所述換熱器31采用板式換熱器，換熱效率高，結構緊湊，節約裝置空間。
[0025]所述一次側支路32包括一次側支路入口段321、一次側支路出口段322、一次側旁路段323以及第一換熱段324。所述一次側支路入口段321與所述一次側支路出口段322通過所述第一換熱段324相連通。所述第一換熱段324套設在所述換熱器31內。所述一次側支路入口段321與所述實驗支路出口段22相連通，所述一次側支路出口段322與所述主回路入口段12相連通。所述一次側旁路段323設置在所述換熱器31的一側，且所述一次側旁路段323與所述一次側支路入口段321與所述一次側支路出口段322相連通，所述一次側旁路段323上設置有調節閥25，所述調節閥25可用于調節從實驗本體23中流出的熱流體從所述一次側支路入口段321流經所述換熱器31后進入所述一次側支路出口段322的流量，進而調節所述二次側支路33中流體的升溫范圍，從而調節所述二次側支路出口段332中的流體溫度。設置該一次側旁路段323的一次側支路32為優選方案。當不需要對從所述主回路出口段11中流出的冷流體加熱時，可將一次側入口段321或一次側出口段322上的閥門關閉，將一次側旁路段323上的調節閥25開啟，使得從所述實驗支路系統20中流出的流體不經過所述換熱器31，從而實現不對所述二次側支路33中的流體加熱的目的。
[0026]所述二次側支路33包括二次側支路入口段331、二次側支路出口段332以及第二換熱段333，所述二次側支路入口段331與所述二次側支路出口段332通過所述第二換熱段333相連通。所述第二換熱段333套設在所述換熱器31內。所述二次側支路入口段331與所述主回路出口段11相連通，所述二次側支路出口段332與所述實驗支路入口段21相連通。從所述主回路出口段11中流出的冷流體經過所述二次側支路33后升溫進入所述實驗支路系統20。
[0027]本實用新型所述的回路加熱系統30中的一次側支路32及二次側支路33還設置有各種閥門，該閥門的設置可以根據本領域技術人員的選擇設置在不同位置。如一次側支路出口段322上設置截止閥24，一次側旁路段323上的調節閥25可設置在所述一次側入口段321上等，這些均是本領域技術人員可在本申請的基礎上能夠做出的等同變換。
[0028]所述核反應堆熱工水力裝置100工作時，所述主回路出口段11中流出冷流體，該冷流體經過所述二次側支路入口段331進入第二換熱段333在換熱器31內進行熱交換，所述實驗支路系統20中的實驗本體23內流體得到加熱，從所述實驗支路出口段22中流出的流體為高溫的兩相氣液混合物或高溫單相流體，該高溫流體經過所述一次側支路入口段321進入第一換熱段324，與所述第二換熱段333中的冷流體在所述換熱器31處進行熱交換，而后冷流體得到加熱升溫從所述二次側支路出口段332進入所述實驗支路入口段21，而高溫流體經過熱交換后溫度降低從所述一次側支路出口段322進入所述主回路入口段12，如此，完成一次熱交換，如此循環進行，可實現該回路加熱系統30的循環加熱。
[0029]綜上所述，本實用新型所述的回路加熱系統30直接應用核反應堆熱工水力裝置100中的熱流體的熱量對冷流體進行加熱升溫，而不需要再另配備其他的電氣控制設備或者是引入外界的熱流體，充分地利用了本核反應堆熱工水力裝置100自身的特點，節約了電能及熱量，對于環保具有重要意義，并且減少了維護成本，結構較簡單。
[0030]另外，本實用新型所述回路加熱系統30中還設有帶有調節閥25的一次側旁路段323，操作者可通過調節所述一次側旁路段323中的流量間接地控制所述一次側支路入口段321流經所述換熱器31的流量，進而控制所述二次側支路中的流體的升溫程度，從而控制從所述二次側支路出口段332進入所述實驗支路入口段21中的流體的溫度。
[0031]如上所述，可較好的實現本實用新型。
【權利要求】
1.一種應用于核反應堆熱工水力裝置的回路加熱系統，其特征在于，包括換熱器(31)、一次側支路(32)及二次側支路(33)，所述一次側支路(32)與所述二次側支路(33)分別穿過所述換熱器(31)，使得所述一次側支路(32)內的流體與所述二次側支路(33)內的流體在所述換熱器(31)處進行熱交換。
2.根據權利要求1所述的回路加熱系統，其特征在于，所述一次側支路(32)包括一次側支路入口段(321)、一次側支路出口段(322)以及套設在所述換熱器(31)內的第一換熱段(324)，所述一次側支路入口段(321)通過所述第一換熱段(324)與所述一次側支路出口段(322)相連通。
3.根據權利要求2所述的回路加熱系統，其特征在于，所述一次側支路(32)包括一次側旁路段(323 )，所述一次側旁路段(323 )設置在所述換熱器(31)的一側，且所述一次側旁路段(323 )連通所述一次側支路入口段(321)以及一次側支路出口段(322 )。
4.根據權利要求3所述的回路加熱系統，其特征在于，所述一次側旁路段(323)上設有調節閥(25)。
5.根據權利要求1所述的回路加熱系統，其特征在于，所述二次側支路(33)包括二次側支路入口段(331)、二次側支路出口段(332)以及套設在所述換熱器(31)內的第二換熱段(333 )，所述二次側支路入口段(331)通過所述第二換熱段(333 )與所述二次側支路出口段(332)相連通。
6.根據權利要求1所述的回路加熱系統，其特征在于，所述換熱器(31)為板式換熱器。
7.根據權利要求1所述的回路加熱系統，其特征在于，所述一次側支路(32)及所述二次側支路(33 )上設置有閥門。
8.一種核反應堆熱工水力裝置，其特征在于，包括主回路系統(10)、實驗支路系統(20)及回路加熱系統(30)，所述主回路系統(10)包括主回路入口段(12)及主回路出口段(11)，所述實驗支路系統(20)包括實驗支路入口段(21)及實驗支路出口段(22)，所述回路加熱系統(30)包括換熱器(31)、一次側支路(32)及二次側支路(33)，所述一次側支路(32)包括一次側支路入口段(321)、一次側支路出口段(322)以及套設在所述換熱器(31)內的第一換熱段(324 )，所述一次側支路入口段(321)通過所述第一換熱段(324 )與所述一次側支路出口段(322 )相連通，所述二次側支路(33 )包括二次側支路入口段(331)、二次側支路出口段(332)以及套設在所述換熱器(31)內的第二換熱段(333)，所述二次側支路入口段(331)通過所述第二換熱段(333 )與所述二次側支路出口段(332 )相連通，所述實驗支路入口段(21)與所述二次側支路出口段(332 )相連通，所述實驗支路出口段(22 )與所述一次側支路入口段(321)相連通，所述一次側支路出口段(322)與所述主回路入口段(12)相連通，所述二次側支路入口段(331)與所述主回路出口段(11)相連通。
9.根據權利要求8所述的核反應堆熱工水力裝置，其特征在于，所述實驗支路系統(20 )包括實驗本體(23 )，所述實驗本體(23 )連通所述實驗支路入口段(21)及所述實驗支路出口段(22)。
10.根據權利要求8所述的核反應堆熱工水力裝置，其特征在于，所述一次側支路(32)包括一次側旁路段(323 )，所述一次側旁路段(323 )設置在所述換熱器(31)的一側，且所述一次側旁路段(323 )連通所述一次側支路入口段(321)以及一次側支路出口段(322 )。
【文檔編號】G05D23/00GK203825484SQ201420251614
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】曹念, 郎雪梅, 昝元峰, 彭興建, 黃彥平, 王均 申請人:中國核動力研究設計院