一种热阻可调的换热器、热阻调控系统及其使用方法与流程

文档序号:37117214发布日期:2024-02-22 21:17阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种热阻可调的换热器,包括管侧介质进口(1)、管侧介质出口(2)、壳侧介质进口(3)、壳侧介质出口(4)、上封头(5)、下封头(6)、上管板(7)、下管板(8)、壳体(9)、传热管(10)、导热介质底部进出口(11)、导热介质顶部进出口(12),其特征在于,所述传热管(10)为双层传热管(10),所述双层传热管(10)由外到内依次为外管(13)、间隙(14)、内管(15),所述双层传热管(10)的间隙(14)内根据换热器运行工况填充导热介质。

2.根据权利要求1所述的一种热阻可调的换热器,其特征在于,所述双层传热管(10)的间隙(14)内填充的导热介质包括液态金属钠或惰性气体。

3.根据权利要求1所述的一种热阻可调的换热器,其特征在于,所述上管板(7)的中间设置有与所述导热介质顶部进出口(12)连接的间隙;所述下管板(8)的中间设置有与所述导热介质底部进出口(11)连接的间隙。

4.一种热阻调控系统,其特征在于,包括权利要求1~3任意一项所述的换热器,还包括与所述导热介质底部进出口(11)连接的管道一,与导热介质顶部进出口(12)连接的管道二。

5.根据权利要求4所述的一种热阻调控系统,其特征在于,所述管道一上连接有隔离阀一(v1),所述管道二上连接有隔离阀二(v2);所述管道一和管道二均连接储钠罐(19),所述管道一延伸至所述储钠罐(19)的底部,所述管道二的出口位于所述储钠罐(19)的顶部。

6.根据权利要求5所述的一种热阻调控系统,其特征在于,在导热介质顶部进出口(12)与隔离阀二(v2)之间的管道二的水平段上设置有一段弯管。

7.根据权利要求5所述的一种热阻调控系统,其特征在于,所述储钠罐(19)顶部还连接有气管,所述气管上连接有支管一、支管二和支管三,所述支管一连接氦气瓶(16),所述支管二连接氩气瓶(17),所述支管三连接真空系统(18);所述支管一上连接有氦气控制阀(v3),所述支管二上连接有氩气控制阀(v4),所述支管三上连接有真空控制阀(v5)。

8.一种权利要求4~7任意一项所述的热阻调控系统的使用方法,其特征在于,用于功率水平高、管壳两侧介质温差小的工况和功率水平低、管壳两侧介质温差大的工况;其中功率水平高、管壳两侧介质温差小的工况中,双层传热管(10)的间隙(14)中充入液态金属钠;功率水平低、管壳两侧介质温差大的工况中,双层传热管(10)的间隙(14)中充入氦气或氦气与氩气的混合气体。

9.根据权利要求8所述的一种热阻调控系统的使用方法,其特征在于,针对功率水平高、管壳两侧介质温差小的工况的具体操作方法为:向双层传热管(10)的间隙(14)中充入液态金属钠之前,所有阀门均处于关闭状态;打开隔离阀一(v1)、隔离阀二(v2)和真空控制阀(v5),启动真空系统(18),抽取储钠罐(19)上方空腔、管道以及双层传热管(10)的间隙(14)中的气体,然后关闭隔离阀二(v2)和真空控制阀(v5),打开氦气控制阀(v3),通过氦气瓶(16)向储钠罐(19)上方空腔充入氦气,同时储钠罐(19)中的液态金属钠在氦气压力的作用下通过隔离阀一(v1)沿着管道一由导热介质底部进出口(11)被压入双层传热管(10)的间隙(14)中,之后关闭隔离阀一(v1)和氦气控制阀(v3),打开隔离阀二(v2)和真空控制阀(v5),启动真空系统(18)对储钠罐(19)中的氦气进行适量抽取,使隔离阀二(v2)与弯管之间的钠在重力作用下排出,以保证在管道二中留有一定空间用于缓冲钠的热膨胀,最后关闭隔离阀二(v2)与真空控制阀(v5),完成液态钠的充入。

10.根据权利要求8所述的一种热阻调控系统的使用方法,其特征在于,针对功率水平低、管壳两侧介质温差大的工况的具体操作方法为:若双层传热管(10)的间隙(14)中有液态金属钠,需要向将液态金属钠排入储钠罐(19)中;向双层传热管(10)的间隙(14)中充入惰性气体之前,所有阀门均处于关闭状态;打开真空阀,启动真空系统(18)抽取储钠罐(19)与管道中的惰性气体,之后关闭真空阀,打开隔离阀一(v1)和隔离阀二(v2),使液态金属钠在重力的作用下自行排入储钠罐(19)中;再关闭隔离阀一(v1),打开氦气控制阀(v3)和氩气控制阀(v4),向储钠罐(19)上方空腔以及控制阀二(v2)所在的管道二中充入惰性气体,惰性气体沿着管道经隔离阀二(v2)通过导热介质顶部进出口(12)充入双层传热管(10)的间隙(14)中,之后关闭隔离阀二(v2)、氦气控制阀(v3)和氩气控制阀(v4),完成惰性气体的充入。


技术总结
本发明公开了一种热阻可调的换热器、热阻调控系统及其使用方法,涉及换热器技术领域,包括管侧介质进口、管侧介质出口、壳侧介质进口、壳侧介质出口、上封头、下封头、上管板、下管板、壳体、传热管、导热介质底部进出口和导热介质顶部进出口。传热管采用双层传热管结构,双层传热管由外到内依次为外管、间隙、内管,双层传热管间隙内根据换热器运行工况填充导热系数相差较大的导热介质。换热器主体外接简易小型回路,即热阻调控系统,可根据主回路工况切换双层传热管间隙中的导热介质,从而在较大范围内调节传热管热阻,实现换热器换热能力的在线调节。

技术研发人员:孙一雄,邱立青,张亮,雷晋,孙胜,屈英前,金帅,许裕恒,张远越,吴东玲
受保护的技术使用者:中国核动力研究设计院
技术研发日:
技术公布日:2024/2/21
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