一种能提高冷凝换热性能的安全壳结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能提高冷凝换热性能的安全壳结构，包括安全壳本体，所述安全壳本体内侧壁沿竖直方向间隔布设多组导流板，所述导流板倾斜向下，所述导流板与水平面呈设定夹角；所述导流板一端与安全壳本体内侧壁固定，导流板另一端在安全壳本体内侧悬空。本实用新型专利技术通过在安全壳本体内侧壁布设倾斜的导流板，可以及时将事故状态下安全壳内壁上形成的水蒸汽冷凝液膜引流并使其离开安全壳内壁，从而减少壁面上液膜的厚度，最大幅度地提升事故工况下核电站安全壳的传热效率，进而提高核电站安全壳的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种能提高冷凝换热性能的安全壳结构
本技术属于传热
，特别涉及利用导流板优化AP1000核电站的安全壳在事故工况下的传热性能，具体的说是一种能提高冷凝换热性能的安全壳结构。
技术介绍
核能发电因其燃料资源丰富，单位质量燃料储能巨大，燃料成本低且运输方便，造成污染少等显著优点而一直受到世界各国的关注及大力发展，而化石能源枯竭危机使得核能发电的重要性更加突出。但由于核燃料具有强烈持久的放射性，核电站一旦发生泄漏后果将不可设想。基于此，第三代核电技术将安全性列为技术关键点，而非能动冷却系统正是在突发事故下保证反应堆显热与衰变热及时排出而不至于损坏安全屏蔽壳的关键系统。因此，对非能动冷却系统传热过程的优化设计极为重要。传热过程的整体效率受限于串联过程中的最大热阻。安全壳壳体本身作为钢材导热系数较高，而壳体外的传热由于复合了传质、对流与辐射效率也较高。突发事件下安全壳体内蒸汽冷凝过程的传热效率极高，但当蒸汽冷凝后将在安全壳内表面形成一层液膜，而蒸汽冷凝放出的潜热必须通过这层液膜才能到达内表面。由于液膜层本身导热系数低，流动速度小，将成为壳内传热的主要热阻，且液膜越厚，此热阻将越大。目前实际运行的核电机组安全壳的内表面均为未经任何改进的光滑表面，事故情况下水蒸汽冷凝液膜的厚度将随着冷凝过程的进行变得越来越厚，直到达到一最大值，且由于重力作用，越接近安全壳底部液膜将越厚。此液膜传热热阻大，严重制约了事故情况下水蒸汽的冷凝散热，因此减薄安全壳内表面上液膜厚度，从而提升安全壳内热量传递效率成为进一步提高第三代核电技术的安全性的有效措施。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种能提高冷凝换热性能的安全壳结构，将事故情况下安全壳内壁上形成的水蒸汽冷凝液膜进行导流，使其及时从壁面脱离,从而降低壁面上的液膜厚度，从而提升安全壳内热量传递效率。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案：一种能提高冷凝换热性能的安全壳结构，包括安全壳本体，所述安全壳本体内侧壁沿竖直方向间隔布设多组导流板，所述导流板倾斜向下，所述导流板与水平面呈设定夹角；所述导流板一端与安全壳本体内侧壁固定，导流板另一端在安全壳本体内侧悬空。所述导流板与水平面的夹角为10～60°。导流板以10～60°倾斜时，蒸汽冷凝液沿导流板的顺流效果最佳。所述导流板的上表面为光滑平面。或者，所述导流板上表面带有槽道。优选的，所述槽道的布设方向与安全壳本体的径向方向相同。优选的，所述导流板的横截面为多边形。所述导流板为连续圆环形结构，一组导流板包括一个连续圆环形结构。或者，所述导流板为弧形结构，同一高度位置的一组导流板包括多个弧形结构。所述多个弧形结构沿安全壳本体内侧壁圆周均匀间隔布设。优选的，相邻两组导流板的弧形结构相互交错布设。优选的，所述导流板开设有多个开孔。优选的，所述导流板最低端连接有倾斜向下的折板，所述折板与水平面的夹角大于导流板与水平面的夹角。进一步优选的，所述折板与导流板之间圆滑过渡连接。本技术的有益效果为：本技术通过在安全壳本体内侧壁布设倾斜的导流板，可以及时将事故状态下安全壳内壁上形成的水蒸汽冷凝液膜引流并使其离开安全壳内壁，从而减少壁面上液膜的厚度，最大幅度地提升事故工况下核电站安全壳的传热效率，进而提高核电站安全壳的安全性能。本技术的导流板上表面设置槽道，与液膜流动方向一致，有利于液膜由导流板流下。本技术导流板上开孔，可使冷凝液在滑落至导流板上后及时流下，提高冷凝液的引流速度。本技术在导流板端部设置折板，折板对液膜可以起到进一步引流作用，冷凝液顺延折板可迅速脱离导流板。附图说明图1为本技术带有连续圆环形导流板的安全壳结构示意图；图2为本技术带有弧形结构导流板的安全壳结构示意图；图3为本技术带有开孔的导流板俯视图；图4为本技术带有槽道的导流板俯视图；图5为本技术导流板与折板的连接示意图；图中，1、安全壳本体，2、导流板，3、开孔，4、槽道，5、折板。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。实施例1：如图1所示，一种能提高冷凝换热性能的安全壳结构，包括安全壳本体1，安全壳本体1内侧壁沿竖直方向间隔布设多组导流板2，导流板2倾斜向下，导流板2与水平面呈设定夹角；导流板2一端与安全壳本体1内侧壁固定，导流板2另一端在安全壳本体1内侧悬空。导流板2可以焊接的方式固定在安全壳本体1内表面上。导流板2与水平面的夹角为10～60°，优选为18°。导流板2的上表面为光滑平面。或者，如图4所示，导流板2上表面带有槽道4，槽道4的布设方向与安全壳本体1的径向方向相同。槽道4与液膜流动方向一致，有利于液膜由导流板流下。导流板2的横截面为多边形，可以是四边形、三角形或梯形。导流板2可以是连续的,导流板2为连续圆环形结构，同一高度位置的一组导流板2包括一个连续圆环形结构。如图3所示，导流板2上可以开设有多个开孔3，可使冷凝液在滑落至导流板上后及时流下，提高冷凝液的引流速度。如图5所示，导流板2最低端连接有倾斜向下的折板5，折板5与水平面的夹角大于导流板1与水平面的夹角。折板5与导流板2之间圆滑过渡连接。事故工况下，携带反应堆显热及衰变热的泄漏蒸汽在安全壳本体1内表面冷凝，形成的冷凝液体，在重力作用下，沿壁面往下流动。在遇到导流板2后，冷凝液经导流板2导流而离开安全壳内壁，并沿导流板2边缘脱离，从而减小了安全壳壁面上冷凝液膜的厚度，一方面,与安全壳内表面呈一定角度的导流板将对液膜形成导流撕扯作用，重力作用下使冷凝液体脱离安全壳内表面,从而减少壁面上液膜的厚度，降低热量传递过程中的热阻；另一方面，导流板本身将增加冷凝面积，相同冷凝量情况下液膜厚度将减小，从而可以有效地提升安全壳内热量传递效率，进而提高核电站安全壳的安全性能。实施例2：如图2所示，导流板2可以是间断的，安全壳结构的导流板2为弧形结构，同一高度位置的一组导流板2包括多个弧形结构。多个弧形结构沿安全壳本体1内侧壁圆周均匀间隔布设。相邻两组导流板的弧形结构相互交错布设。冷凝液可沿导流板逐级引流，更加有利于液膜由导流板脱离。其他与实施例1相同。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本技术的保护范围以内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能提高冷凝换热性能的安全壳结构，其特征是，包括安全壳本体，所述安全壳本体内侧壁沿竖直方向间隔布设多组导流板，所述导流板倾斜向下，所述导流板与水平面呈设定夹角；所述导流板一端与安全壳本体内侧壁固定，导流板另一端在安全壳本体内侧悬空。

【技术特征摘要】
1.一种能提高冷凝换热性能的安全壳结构，其特征是，包括安全壳本体，所述安全壳本体内侧壁沿竖直方向间隔布设多组导流板，所述导流板倾斜向下，所述导流板与水平面呈设定夹角；所述导流板一端与安全壳本体内侧壁固定，导流板另一端在安全壳本体内侧悬空。2.如权利要求1所述的安全壳结构，其特征是，所述导流板与水平面的夹角为10～60°。3.如权利要求1所述的安全壳结构，其特征是，所述导流板的上表面为光滑平面；或者，所述导流板上表面带有槽道。4.如权利要求3所述的安全壳结构，其特征是，所述槽道的布设方向与安全壳本体的径向方向相同。5.如权利要求1所述的安全壳结构，其特征是，所述导流板的横截面为多边...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建清，翟慎会，栾涛，柏超，
申请(专利权)人：山东电力工程咨询院有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37