核反应堆热工水力装置及其中的回路加热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种核反应堆热工水力装置及其中的回路加热系统。所述回路加热系统，包括换热器、一次侧支路及二次侧支路，所述一次侧支路与所述二次侧支路分别穿过所述换热器，使得所述一次侧支路内的流体与所述二次侧支路内的流体在所述换热器处进行热交换。本实用新型所述的回路加热系统充分利用核反应堆热工水力装置中的热流体的热量对冷流体进行加热升温，而不需要再另配备其他的电气控制设备或者是引入外界的热流体，充分地利用了本核反应堆热工水力装置自身的特点，节约了电能及热量，对于环保具有重要意义，并且减少了维护成本，结构较简单。
【专利说明】核反应堆热工水力装置及其中的回路加热系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热工水力领域，具体地，涉及一种核反应堆热工水力装置及其中的回路加热系统。
【背景技术】
[0002]在核能研发的热工水力领域，经常需要建设采用电能模拟核释热的热工水力实验装置，该实验装置通常需要对实验支路的流体温度进行调节和控制，常规的做法是在实验支路上实验本体入口前安装一台采用交流电的管道式预热器，即在一段直管段或者S型管道的两端焊接铜排，通过交流电加热管道内通过的流体，改变输入电流的大小来控制流体的温升幅度，这种做法对流体温度的调节和控制比较精确，但是预热器要实现这一功能不仅需要考虑设备绝缘和避免临界等问题，还要为其配备一套相应的电气控制设备，尤其是当加热功率大于mw时，管道式预热器及其电气控制设备占地庞大，耗电量大，采购、建设以及后期维护等的成本都很高。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、节约成本的回路加热系统。
[0004]另，本实用新型还提供一种包括上述回路加热系统的核反应堆热工水力装置。
[0005]一种应用于核反应堆热工水力装置的回路加热系统，包括换热器、一次侧支路及二次侧支路，所述一次侧支路与所述二次侧支路分别穿过所述换热器，使得所述一次侧支路内的流体与所述二次侧支路内的流体在所述换热器处进行热交换。
[0006]进一步地，所述一次侧支路包括一次侧支路入口段、一次侧支路出口段以及套设在所述换热器内的第一换热段，所述一次侧支路入口段通过所述第一换热段与所述一次侧支路出口段相连通。
[0007]进一步地，所述一次侧支路包括一次侧旁路段，所述一次侧旁路段设置在所述换热器的一侧，且所述一次侧旁路段连通所述一次侧支路入口段以及一次侧支路出口段。
[0008]进一步地，所述一次侧旁路段上设有调节阀。
[0009]进一步地，所述二次侧支路包括二次侧支路入口段、二次侧支路出口段以及套设在所述换热器内的第二换热段，所述二次侧支路入口段通过所述第二换热段与所述二次侧支路出口段相连通。
[0010]进一步地，所述换热器为板式换热器。
[0011 ] 进一步地，所述一次侧支路及所述二次侧支路上设置有阀门。
[0012]一种核反应堆热工水力装置，包括主回路系统、实验支路系统及回路加热系统，所述主回路系统包括主回路入口段及主回路出口段，所述实验支路系统包括实验支路入口段及实验支路出口段，所述回路加热系统包括换热器、一次侧支路及二次侧支路，所述一次侧支路包括一次侧支路入口段、一次侧支路出口段以及套设在所述换热器内的第一换热段，所述一次侧支路入口段通过所述第一换热段与所述一次侧支路出口段相连通，所述二次侧支路包括二次侧支路入口段、二次侧支路出口段以及套设在所述换热器内的第二换热段，所述二次侧支路入口段通过所述第二换热段与所述二次侧支路出口段相连通，所述实验支路入口段与所述二次侧支路出口段相连通，所述实验支路出口段与所述一次侧支路入口段相连通，所述一次侧支路出口段与所述主回路入口段相连通，所述二次侧支路入口段与所述主回路出口段相连通。
[0013]进一步地，所述实验支路系统包括实验本体，所述实验本体连通所述实验支路入口段及所述实验支路出口段。
[0014]进一步地，所述一次侧支路包括一次侧旁路段，所述一次侧旁路段设置在所述换热器的一侧，且所述一次侧旁路段连通所述一次侧支路入口段以及一次侧支路出口段。
[0015]综上，本实用新型所述的回路加热系统充分利用核反应堆热工水力装置中的热流体的热量对冷流体进行加热升温，而不需要再另配备其他的电气控制设备或者是引入外界的热流体，充分地利用了本核反应堆热工水力装置自身的特点，节约了电能及热量，对于环保具有重要意义，并且减少了维护成本，结构较简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型较佳实施例核反应堆热工水力装置的结构示意图；
[0017]图2是图1中部分结构的放大示意图；
[0018]附图中标记及相应的零部件名称:核反应堆热工水力装置100，主回路系统10，实验支路系统20，回路加热系统30，主回路入口段12，主回路出口段11，实验支路入口段21，实验支路出口段22，实验本体23，截止阀24，调节阀25，流量计26，换热器31，一次侧支路32，二次侧支路33，一次侧支路入口段321，一次侧支路出口段322，一次侧旁路段323，第一换热段324，第二换热段333，二次侧支路入口段331，二次侧支路出口段332。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0020]实施例1
[0021]请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例所示的核反应堆热工水力装置100，包括主回路系统10、实验支路系统20及回路加热系统30，所述主回路系统10通过所述回路加热系统30与所述实验支路系统20相连通，所述主回路系统10流出的冷流体经过所述回路加热系统30被加热后进入所述实验支路系统20，且所述回路加热系统30不需要外界电气控制，节约能量及成本。
[0022]所述主回路系统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与所述主回路出口段11均与所述回路加热系统30相连通。
[0023]所述实验支路系统20包括实验支路入口段21、实验支路出口段22以及实验本体23，所述实验支路入口段21通过所述实验本体23与所述实验支路出口段22相连通，所述实验支路入口段21及所述实验支路出口段22均与所述回路加热系统30相连通。所述实验支路入口段21及所述实验支路出口段22上均设置有截止阀24，所述实验支路入口段21上还设置有调节阀25及流量计26，所述调节阀25用于调节从所述回路加热系统30中流出的流体进入实验支路入口段21中的流量。所述流量计26用于监测从所述回路加热系统30中流出的流体进入所述实验支路入口段21中的流量，操作方便简洁。操作者通过观察流量计26监测所述实验支路入口段21中的流体流量，调节所述调节阀25进而控制所述实验支路入口段21中的流体流量。所述实验本体23是采用本领域技术人员习知的电能模拟核释热的实验模拟体。
[0024]所述回路加热系统30包括换热器31、一次侧支路32及二次侧支路33，所述一次侧支路32与所述二次侧支路33穿过所述换热器31，并且所述一次侧支路32中的流体与所述二次侧支路33中的流体在所述换热器31处进行热交换。所述换热器31采用板式换热器，换热效率高，结构紧凑，节约装置空间。
[0025]所述一次侧支路32包括一次侧支路入口段321、一次侧支路出口段322、一次侧旁路段323以及第一换热段324。所述一次侧支路入口段321与所述一次侧支路出口段322通过所述第一换热段324相连通。所述第一换热段324套设在所述换热器31内。所述一次侧支路入口段321与所述实验支路出口段22相连通，所述一次侧支路出口段322与所述主回路入口段12相连通。所述一次侧旁路段323设置在所述换热器31的一侧，且所述一次侧旁路段323与所述一次侧支路入口段321与所述一次侧支路出口段322相连通，所述一次侧旁路段323上设置有调节阀25，所述调节阀25可用于调节从实验本体23中流出的热流体从所述一次侧支路入口段321流经所述换热器31后进入所述一次侧支路出口段322的流量，进而调节所述二次侧支路33中流体的升温范围，从而调节所述二次侧支路出口段332中的流体温度。设置该一次侧旁路段323的一次侧支路32为优选方案。当不需要对从所述主回路出口段11中流出的冷流体加热时，可将一次侧入口段321或一次侧出口段322上的阀门关闭，将一次侧旁路段323上的调节阀25开启，使得从所述实验支路系统20中流出的流体不经过所述换热器31，从而实现不对所述二次侧支路33中的流体加热的目的。
[0026]所述二次侧支路33包括二次侧支路入口段331、二次侧支路出口段332以及第二换热段333，所述二次侧支路入口段331与所述二次侧支路出口段332通过所述第二换热段333相连通。所述第二换热段333套设在所述换热器31内。所述二次侧支路入口段331与所述主回路出口段11相连通，所述二次侧支路出口段332与所述实验支路入口段21相连通。从所述主回路出口段11中流出的冷流体经过所述二次侧支路33后升温进入所述实验支路系统20。
[0027]本实用新型所述的回路加热系统30中的一次侧支路32及二次侧支路33还设置有各种阀门，该阀门的设置可以根据本领域技术人员的选择设置在不同位置。如一次侧支路出口段322上设置截止阀24，一次侧旁路段323上的调节阀25可设置在所述一次侧入口段321上等，这些均是本领域技术人员可在本申请的基础上能够做出的等同变换。
[0028]所述核反应堆热工水力装置100工作时，所述主回路出口段11中流出冷流体，该冷流体经过所述二次侧支路入口段331进入第二换热段333在换热器31内进行热交换，所述实验支路系统20中的实验本体23内流体得到加热，从所述实验支路出口段22中流出的流体为高温的两相气液混合物或高温单相流体，该高温流体经过所述一次侧支路入口段321进入第一换热段324，与所述第二换热段333中的冷流体在所述换热器31处进行热交换，而后冷流体得到加热升温从所述二次侧支路出口段332进入所述实验支路入口段21，而高温流体经过热交换后温度降低从所述一次侧支路出口段322进入所述主回路入口段12，如此，完成一次热交换，如此循环进行，可实现该回路加热系统30的循环加热。
[0029]综上所述，本实用新型所述的回路加热系统30直接应用核反应堆热工水力装置100中的热流体的热量对冷流体进行加热升温，而不需要再另配备其他的电气控制设备或者是引入外界的热流体，充分地利用了本核反应堆热工水力装置100自身的特点，节约了电能及热量，对于环保具有重要意义，并且减少了维护成本，结构较简单。
[0030]另外，本实用新型所述回路加热系统30中还设有带有调节阀25的一次侧旁路段323，操作者可通过调节所述一次侧旁路段323中的流量间接地控制所述一次侧支路入口段321流经所述换热器31的流量，进而控制所述二次侧支路中的流体的升温程度，从而控制从所述二次侧支路出口段332进入所述实验支路入口段21中的流体的温度。
[0031]如上所述，可较好的实现本实用新型。
【权利要求】
1.一种应用于核反应堆热工水力装置的回路加热系统，其特征在于，包括换热器(31)、一次侧支路(32)及二次侧支路(33)，所述一次侧支路(32)与所述二次侧支路(33)分别穿过所述换热器(31)，使得所述一次侧支路(32)内的流体与所述二次侧支路(33)内的流体在所述换热器(31)处进行热交换。
2.根据权利要求1所述的回路加热系统，其特征在于，所述一次侧支路(32)包括一次侧支路入口段(321)、一次侧支路出口段(322)以及套设在所述换热器(31)内的第一换热段(324)，所述一次侧支路入口段(321)通过所述第一换热段(324)与所述一次侧支路出口段(322)相连通。
3.根据权利要求2所述的回路加热系统，其特征在于，所述一次侧支路(32)包括一次侧旁路段(323 )，所述一次侧旁路段(323 )设置在所述换热器(31)的一侧，且所述一次侧旁路段(323 )连通所述一次侧支路入口段(321)以及一次侧支路出口段(322 )。
4.根据权利要求3所述的回路加热系统，其特征在于，所述一次侧旁路段(323)上设有调节阀(25)。
5.根据权利要求1所述的回路加热系统，其特征在于，所述二次侧支路(33)包括二次侧支路入口段(331)、二次侧支路出口段(332)以及套设在所述换热器(31)内的第二换热段(333 )，所述二次侧支路入口段(331)通过所述第二换热段(333 )与所述二次侧支路出口段(332)相连通。
6.根据权利要求1所述的回路加热系统，其特征在于，所述换热器(31)为板式换热器。
7.根据权利要求1所述的回路加热系统，其特征在于，所述一次侧支路(32)及所述二次侧支路(33 )上设置有阀门。
8.一种核反应堆热工水力装置，其特征在于，包括主回路系统(10)、实验支路系统(20)及回路加热系统(30)，所述主回路系统(10)包括主回路入口段(12)及主回路出口段(11)，所述实验支路系统(20)包括实验支路入口段(21)及实验支路出口段(22)，所述回路加热系统(30)包括换热器(31)、一次侧支路(32)及二次侧支路(33)，所述一次侧支路(32)包括一次侧支路入口段(321)、一次侧支路出口段(322)以及套设在所述换热器(31)内的第一换热段(324 )，所述一次侧支路入口段(321)通过所述第一换热段(324 )与所述一次侧支路出口段(322 )相连通，所述二次侧支路(33 )包括二次侧支路入口段(331)、二次侧支路出口段(332)以及套设在所述换热器(31)内的第二换热段(333)，所述二次侧支路入口段(331)通过所述第二换热段(333 )与所述二次侧支路出口段(332 )相连通，所述实验支路入口段(21)与所述二次侧支路出口段(332 )相连通，所述实验支路出口段(22 )与所述一次侧支路入口段(321)相连通，所述一次侧支路出口段(322)与所述主回路入口段(12)相连通，所述二次侧支路入口段(331)与所述主回路出口段(11)相连通。
9.根据权利要求8所述的核反应堆热工水力装置，其特征在于，所述实验支路系统(20 )包括实验本体(23 )，所述实验本体(23 )连通所述实验支路入口段(21)及所述实验支路出口段(22)。
10.根据权利要求8所述的核反应堆热工水力装置，其特征在于，所述一次侧支路(32)包括一次侧旁路段(323 )，所述一次侧旁路段(323 )设置在所述换热器(31)的一侧，且所述一次侧旁路段(323 )连通所述一次侧支路入口段(321)以及一次侧支路出口段(322 )。
【文档编号】G05D23/00GK203825484SQ201420251614
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】曹念, 郎雪梅, 昝元峰, 彭兴建, 黄彦平, 王均 申请人:中国核动力研究设计院