本發(fā)明涉及一種移動式空氣熱阱。

背景技術(shù)：

部分核電站在停堆檢修時，需要切除廠用冷卻水系統(tǒng)進行檢修，由于廠用冷卻水是核電站的最終熱阱，利用海水或其他循環(huán)水來實現(xiàn)冷卻功能，當廠用冷卻水被切除后，由于設備冷卻水無法將乏燃料以及卸載的反應堆燃料熱量排到最終熱阱，乏燃料水池的乏燃料以及卸載的反應堆燃料也無法得到冷卻，會導致核安全問題。針對這個問題，通常的做法有兩種：一種是修建固定式空冷塔做為空氣熱阱；另一種是廠用冷卻水系統(tǒng)冗余備份，專門有一個序列為檢修而存在。對于第一種做法有以下不足存在建設成本高，設施利用率不足，只在廠用冷卻水系統(tǒng)檢修時才能用上，平時沒用，同時也存在占地面積大不利于總圖平面設計，運行費用高等問題。對于第二種做法，同樣也存在上述問題，并且部分已建成核電站也無法再增加廠用冷卻水序列。

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種基于重力式熱管或分離式熱管和鼓泡冷卻的移動式空氣熱阱。冷卻效果好，造價低，體積小，可移動，裝于集裝箱內(nèi)，可隨時運輸?shù)叫枰獧z修的核電站。

熱管是一種具有高導熱性能的傳熱元件，它通過密閉真空管殼內(nèi)工作介質(zhì)的相變潛熱來傳遞熱量，其導熱性能是金屬銅、銀的數(shù)千倍。因此，它具有傳熱能力大，傳熱效率高等特點，鼓泡式冷卻是向循環(huán)水中打入細小氣泡，增大氣液接觸面積，強化傳熱和傳質(zhì)，實現(xiàn)較低溫度下空氣對工質(zhì)的冷卻。傳統(tǒng)換熱器需要大量的工質(zhì)單相循環(huán)冷卻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種移動式空氣熱阱。

移動式空氣熱阱包括：第一集裝箱和第二集裝箱；所述第一個集裝箱分為上下兩層，下部是水池也是被冷卻的循環(huán)水流過的通道，重力式熱管將水池內(nèi)熱量帶入上部，在上部再用噴霧風機進行冷卻；所述第二個集裝箱在第一個集裝箱設計的基礎上在下面再增加一層進行鼓泡冷卻，在上面流體被熱管冷卻后溢流到最底層，利用鼓泡式冷卻的方法對流體再進一步冷卻。

優(yōu)選地，所述熱管的蒸發(fā)段布置于水池中。

優(yōu)選地，所述熱管的冷凝段外含翅片。

優(yōu)選地，所述熱管的冷凝段采用強制對流換熱，并布置多臺噴霧式風機。

優(yōu)選地，蒸發(fā)段外的水池中布置風管，形成擾動與鼓泡。

優(yōu)選地，兩個集裝箱為一組空氣冷卻移動熱阱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的移動式空氣熱阱，具有可靠性、經(jīng)濟性和安全性。

2、本發(fā)明提供的移動式空氣熱阱，采用雙相變冷卻，具有高效的換熱能力且具備移動性，可以為核電站提供額外的空氣熱阱，提高核電站的安全性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的第一集裝箱的示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的第二集裝箱的示意圖。

圖3為本發(fā)明提供的移動式空氣熱阱的示意圖。

其中1第一集裝箱箱體；2熱管；3噴霧式軸流風機；4進水口；5出水口；6進風管；11第二集裝箱箱體；12熱管；13噴霧式軸流風機；14水池一；15水池二；16進風管；17矩陣式曝氣頭；18進水管；19出水管；110軸流風機；21進風管；22水管線；23第一集裝箱(e-a101—104)；24第二集裝箱(e-b101—104))；25溫度測量裝置；26排污口；27風機；28進水管；29出水管。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1-3所示，本實施例的移動式空氣熱阱，主要分成四個系統(tǒng)，即：換熱元件、強制對流系統(tǒng)、鼓風擾動系統(tǒng)及輔助結(jié)構(gòu)。

(1)換熱元件

由若干低溫熱管組成，其蒸發(fā)段采用光管或帶翅片形式，垂直布置于水池中，冷凝段管外含有翅片，利用熱管的非能動傳熱性能，不斷將水中熱量帶出，達到降低水溫的目的。

(2)強制對流系統(tǒng)

熱管冷凝段采用強制對流散熱，布置多臺噴霧式軸流風機。

(3)鼓風擾動系統(tǒng)

在熱管移動式換熱器的水池底部均勻布置帶有大量微小噴氣孔的風管，通過風機鼓風送入，形成池水的擾動與鼓泡，強化換熱；增強散熱。

(4)輔助結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

熱管、水池、風管等安裝結(jié)構(gòu)，噴霧式軸流風機的安裝結(jié)構(gòu)，鼓風風機的安裝基礎等。

為了更清晰地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

圖1為第一集裝箱的主視、左視和俯視圖，熱管2布置在集裝箱1中，集裝箱1分為上下兩層，尺寸見圖示(單位mm)，蒸發(fā)段布置在循環(huán)水池中，冷凝段采用噴霧式軸流風機3強制冷卻；進風管6通入水池底部，通過鼓風池水形成擾動狀態(tài)，被冷卻的工質(zhì)從進水口4進入，從出水口5流出。

在圖2中，分成上部水池一(14)和下部水池二(15)，上部水池的長度或?qū)挾确较虺叽缧∮谙虏克?，工質(zhì)可以溢流到下部水池，在水池一中同樣布置熱管12，冷凝段采用噴霧式軸流風機13強制冷卻，進風管16通入水池一底部，軸流風機10鼓風形成擾動。當被冷卻的工質(zhì)由進水管18處不斷流入，水池一中的水滿溢，流入下部水池二，在水池二底部均勻布置進風管16，在進風管上安裝矩陣式曝氣頭(第一集裝箱進風管同樣具有曝氣頭)，鼓風池水形成擾動與鼓泡，在水池一與水池二之間布置一排軸流風機，用來強制散熱。被冷卻的工質(zhì)從出水管19流出。

圖3表明了四組移動式熱阱如何組成移動式空氣熱阱系統(tǒng)以滿足現(xiàn)有核電站冷卻的需要。每一組移動式熱阱由第一集裝箱23和第二集裝箱24組成,二者之前用聯(lián)接管相連并形成高度差，可以實現(xiàn)流體的自然流動，集裝箱上面分別設有溫度測量裝置25和排污口26，風機27通過進風管21對第一集裝箱和第二集裝箱的鼓泡冷卻提供空氣，水管為噴霧軸流風機提供水，以加強冷卻。被冷卻的工質(zhì)從進水管28進入后均勻流入四組移動式熱阱，被冷卻后從出水管29流出。

本實施例充分利用兩相換熱效率高的特點，傳熱元件采用低溫重力熱管，每一組由兩臺集裝箱串聯(lián)而成，根據(jù)運輸?shù)葪l件，每臺外形尺寸可控制在6m(長)*2.8m(寬)*3.3m(高)之內(nèi)。第一個集裝箱，分為上下兩層，下層為水池，待冷卻的工質(zhì)循環(huán)水從水池流過，重力式熱管均勻布置在水池內(nèi)，重力式熱管的蒸發(fā)段浸沒在水池內(nèi)，在熱管蒸發(fā)段水池底部布置若干帶有大量微小噴氣孔的風管，通過鼓風形成均勻鼓泡，使池水形成強烈的擾動狀態(tài)；冷凝段貫穿隔板位于集裝箱上層，在熱管冷凝段采用雙相變傳熱，即在冷凝段管外布置多臺噴霧式軸流風機，超細的霧化水滴噴向熱管，吸收熱管冷凝段管內(nèi)工質(zhì)凝結(jié)釋放的潛熱，向管外的空氣蒸發(fā)汽化，由此形成管內(nèi)、外的雙相變的傳熱過程，大幅度提高了傳熱效率。對于第二個集裝箱由于循環(huán)水溫降低，采用熱管結(jié)合鼓泡式冷卻的方式或者只采用鼓泡式冷卻的方式，并采用矩陣式微孔曝氣頭使氣泡產(chǎn)生的更多更小，提高氣液接觸面積強化傳熱傳質(zhì)。

四組移動式空氣熱阱并聯(lián)起來，可以滿足現(xiàn)有核電站在壽期內(nèi)任何時間的檢修冷卻需求。本方案設計作為移動式的換熱器，可靈活布置，具有較強的機動性和應急能力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實施例具有以下有益效果：

1、本實施例提供的移動式空氣熱阱，具有可靠性、經(jīng)濟性和安全性。

2、本實施例提供的移動式空氣熱阱，采用雙相變冷卻，具有高效的換熱能力且具備移動性，可以為核電站提供額外的空氣熱阱，提高核電站的安全性。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統(tǒng)而言，由于與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本發(fā)明的范圍。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。