本发明专利技术提供一种具备实时监测泄露功能的同轴管式换热器，所述换热器采用内衬螺旋通道同轴式换热管束和多管板形成监测通道，并在该监测通道内充入较高压力的保护气体，这样能够避免传统换热管泄漏造成的两种流体的接触，设备安全性高。当内管或者外管发生泄漏时，监测通道中较高压力的流体会通过内管或外管的缺陷进入泄露管一侧的流体中，导致监测通道中流体压力降低，再通过压力检测器反馈的信号可以确切得知泄漏的发生。本发明专利技术的换热器将传统为防止介质内漏使用中间回路作为安全屏障的回路取消，降低一次性建设投资费用，提高经济性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热交换领域，特别是涉及一种具备实时监测泄露功能的同轴管式换热器。
技术介绍
目前，换热器的品种有很多种，在核能反应堆常用的管壳式换热器其换热管壁出现缺陷可能发生内漏，两种介质的混合后从而造成介质污染、爆炸、甚至核泄漏等严重后果O以现有钠冷快堆为例，如图1所示，采用钠-钠-水/汽的三回路热传输系统，将一回路冷却系统的热量经中间热交换器传给二回路主冷却系统，再经蒸汽换热器将热传给水/蒸汽系统，这样的结构能够防止一回路系统中放射性钠与蒸汽发生器中的水相接触，避免蒸汽发生器中发生大面积钠水反应，保障反应堆的堆芯安全。然而，二回路系统的设置，必然需要大量铺设管道、钠阀、额外的换热设备-中间热交换器和二次钠栗以及相应的钠净化、钠充排等，其直接后果是导致反应堆系统复杂、一次性建设投资费用较高，影响钠冷快堆电站的经济性能。在安全性要求非常高的核能领域，对于换热器出现内漏时不能实时监测，特别是换热管壁出现微小的渗漏缺陷时，无法监测，久之将对系统产生很大的安全隐患。因此，提供一种具备实时监测泄露功能的同轴管式换热器实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具备实时监测泄露功能的同轴管式换热器，用于解决现有技术中换热器不能实时监测内漏的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种具备实时监测泄露功能的同轴管式换热器，所述同轴管式换热器至少包括:外壳、第一管板、第二管板以及同轴式换热管束；所述第一管板和第二管板安装在所述外壳中，所述外壳包括第一壳体、第二壳体和第三壳体；所述第一壳体与第一管板形成第一空腔，所述第二壳体与第二管板形成第二空腔；所述第三壳体与第一管板及第二管板形成第三空腔；所述同轴式换热管束包括若干根换热管，每根换热管包括外管、嵌套在所述外管内部的内管，所述外壳和内管之间形成螺旋通道；所述内管的管口固定在所述第一管板上并与所述第一空腔连通；所述外管的管口固定在所述第二管板上，使所述螺旋通道与所述第三空腔连通。可选地，所述第一壳体上设置有第一流体入口和第一流体出口，第一流体通过第一流体入口进入第一空腔，再进入内管进行换热后从第一流体出口流出。可选地，所述第二壳体上设置有第二流体入口和第二流体出口，第二流体通过第二流体入口进入第二空腔，沿着所述外管的外壁进行换热后从第二流体出口流出。可选地，所述第三壳体上设置有第三流体入口，第三流体通过第三流体入口进入第三空腔，再进入螺旋通道，保持一定的压力不循环。可选地，所述第三流体的压力大于所述第一流体和第二流体的压力。可选地，所述第三流体入口处设置有压力检测器。可选地，所述第三流体为氮气或者惰性气体。可选地，所述螺旋通道中设置有环绕在所述内管外壁上的螺旋结构。可选地，所述螺旋结构的材料为纯铜或者铜合金。可选地，所述螺旋结构与所述内管外壁及外管内壁均接触。可选地，所述第一空腔中还设置一挡板，用于隔离换热前后的第一流体。可选地，所述外管和内管为U型管，所述外管安装在第二空腔中。可选地，所述外管和内管为直管，所述外管安装在第二空腔中。可选地，所述第一管板包括第一板和第二板，所述内管的一个管口固定在所述第一板上、另一个管口固定在所述第二板上；所述第二管板包括第三板和第四板，所述外管的一个管口固定在所述第三板上、另一个管口固定在所述第四板上。如上所述，本专利技术的一种具备实时监测泄漏功能的同轴管式换热器，具有以下有益效果:采用内衬螺旋通道同轴式换热管束和多管板形成的监测通道，在此监测通道内充入较高压力的保护气体，能够避免传统换热管泄漏造成的两种流体的接触，设备安全性高；即使出现换热管泄漏也不影响系统安全，甚至可以继续运行，此举大大提高了系统的安全可靠性。由于监测气体与工作介质的较高压力差，即使出现换热管微小渗漏，也能实时通过监测气体的压力监测器放大反馈出泄漏信号，提高了换热器泄漏监测的灵敏性和快速响应能力。在传统换热器内集成了第三种气体监测保护功能，将传统为防止介质内漏使用中间回路作为安全屏障的回路取消，从而降低一次性建设投资费用，提高经济性能。【附图说明】图1为现有技术中某钠冷快堆蒸汽发生器系统原理图。图2为本专利技术取消中间回路的钠冷快堆蒸汽发生器系统原理图。图3为实施例一中具备实时监测泄漏功能的同轴管式换热器整体结构示意图。图4为实施例一中同轴式换热管束中单根换热管的结构示意图。图5为实施例二中具备实时监测泄漏功能的同轴管式换热器整体结构示意图。元件标号说明I 第一壳体101第一流体入口102第一流体出口2 第二壳体201第二流体入口202第二流体出口3 第三壳体301第三流体入口4第一管板41第一板42第二板5第二管板51第三板52第四板6外管7内管8螺旋通道9螺旋结构10第一空腔11第二空腔12第三空腔13挡板【具体实施方式】以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。实施例一如图3所示，本实施例提供一种具备实时监测泄漏功能的同轴管式换热器，所述同轴式换热器至少包括外壳、第一管板4、第二管板5以及同轴式换热管束。所述外壳包括第一壳体1、第二壳体2和第三壳体3。所述第一壳体I上设置有第一流体入口 101和第一流体出口 102，所述第二壳体2上设置有第二流体入口 201和第二流体出口 202，所述第三壳体3上设置有第三流体入口 301。所述第一管板4和第二管板5安装在所述外壳中。具体地，所述第一管板4位于所述第一壳体I和第三壳体3之间，所述第二管板5位于所述第三壳体3和第二壳体2之间，所述第一壳体I与第一管板4形成第一空腔10，所述第二壳体2与第二管板5形成第二空腔11 ;所述第三壳体3与第一管板4及第二管板5形成第三空腔12。所述同轴式换热管束包括若干根换热管，所述换热管的结构如图3和图4所示，每根换热管包括外管6、嵌套在所述外管6内部的内管7，所述外壳6和内管7之间形成螺旋通道8。所述内管7的管口固定在所述第一管板4上并与所述第一空腔10连通；所述外管6的管口固定在所述第二管板5上，使所述螺旋通道8与所述第三空腔12连通。本实施例中，所述外管6为U型管，且安装在第二空腔11中。此时，所述外管6的两个管口位于同一水平面，所述内管7的两个管口也位于同一水平面。这种情况下，所述外管6的两个管口可以同时固定在同一管板上，即第二管板5上；所述内管7的两个管口也可以同时固定在同一管板上，即第一管板4上。考虑到换热管内流体的的温度、压力及腐蚀影响等原因，所述内管7和外管6可以选择相同或者不同的材料，以达到节约成本的目的。例如，所述内管7可以为哈氏合金，所述外管6为哈氏合金或者不锈钢304等，在此不限。另外，所述外管6和内管7不限于光管，即，根据需要，所述外管6和内本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具备实时监测泄露功能的同轴管式换热器，其特征在于，所述同轴管式换热器至少包括：外壳、第一管板、第二管板以及同轴式换热管束；所述第一管板和第二管板安装在所述外壳中，所述外壳包括第一壳体、第二壳体和第三壳体；所述第一壳体与第一管板形成第一空腔，所述第二壳体与第二管板形成第二空腔；所述第三壳体与第一管板及第二管板形成第三空腔；所述同轴式换热管束包括若干根换热管，每根换热管包括外管和嵌套在所述外管内部的内管，所述外壳和内管之间形成螺旋通道；所述内管的管口固定在所述第一管板上并与所述第一空腔连通；所述外管的管口固定在所述第二管板上，使所述螺旋通道与所述第三空腔连通。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：党治国，孔巧玲，许光第，黄伟光，杨志刚，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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