乔 珂,陶汉中,李艳南 ,薛慧霖

(1.南京工业大学能源科学与工程学院,江苏 南京 211816) (2.南京工业大学城市建设学院,江苏 南京 211816)

华龙一号(HPR1000)作为我国自主研发的第三代压水堆核电站,在设计上结合了主动冷却与被动冷却概念[1],非能动安全壳热量导出系统(passive containment heat removal system,PCS)是HPR1000中非能动冷却系统的重要组成部分,可以保证核电站在事故发生后72 h内安全排热。该系统分为3个独立系列,每个系列均由安全壳内的换热器组、冷却水箱、连接管道、阀门、汽水分离器部件等组成[2]。PCS的原理是利用循环回路中冷热流体的密度差,驱动系统中流体的自然循环,将安全壳内的热量释放到冷却水箱中,再通过冷却水箱中水分的蒸发将热量排放到环境中。当系统使用超过72 h,必须定期给水箱补水,否则会由于冷却水的损失导致系统无法持续散热。因此为了保障核电厂长期的安全,必须实现安全壳的长期非能动冷却。分离式热管又称回路热管,是一种通过内部相变进行传热的高效无源元件,蒸发段和冷凝段分开布置,通过上升管和下降管连接形成循环回路。分离式热管具有传热能力强、传热距离远、设计灵活等优点,已广泛应用于航天器、热控系统等领域[3]。然而分离式热管在PCS冷却池中应用的研究较少,可以参考其在乏燃料池中应用的研究。文献[4]设计了基于分离式热管的乏燃料池被动冷却系统,在发生事故后通过环境空气的自然对流去除池中的衰变热。文献[5]设计了大量的实验来研究分离式热管的性能,并证明应用分离式热管来实现乏燃料池的被动冷却是可行的。……