一种供热系统的制作方法

1.本发明涉及冷却与供热技术领域，尤其涉及一种供热系统。


背景技术：

2.乏燃料又称辐照核燃料，是经过辐射照射且使用过的燃料，通常由核电站的核反应堆产生，产生后的乏燃料储存于乏燃料水池中。通过乏燃料水池的冷却系统将乏燃料中的热量带出，保持乏燃料水池中的水温稳定。
3.在现有技术中，通过乏燃料水池的冷却系统将乏燃料中的热量吸收并排出，从而保持乏燃料水池中温度的稳定，一般是通过冷却水将乏燃料中的热量带出，将带有热量的冷却水经换热冷却后，将热量最终排放至大海或是其它区域(大气)完成对乏燃料水池的冷却处理，这样会导致对于乏燃料水池中的能源利用效率较低。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种供热系统，以解决对于乏燃料水池中能源利用效率较低的问题。
5.为了达到上述目的，本发明实施例提供一种供热系统，包括乏燃料水池、第一冷却回路和第一供热回路；所述乏燃料水池包括储存乏燃料的腔体和侧壁，所述侧壁设置有第一开孔；所述第一冷却回路包括第一取水管道、第一热交换器、第一排水管道、第一冷却水进水管道和第一冷却水出水管道；所述第一取水管道的第一端穿过所述第一开孔连通所述乏燃料水池，所述第一取水管道的第二端连接所述第一热交换器的第一端，所述第一热交换器的第二端与所述第一排水管道连接，所述第一排水管道的第二端设置于所述乏燃料水池的腔体内部；所述第一冷却水进水管道的第一端连接冷却水池，所述第一冷却水进水管道的第二端连接所述第一热交换器的第三端，所述第一冷却水出水管道的第一端连接所述第一热交换器的第四端，所述第一冷却水出水管道的第二端连接处理池；所述第一供热回路包括第二取水管道、加热器和第二排水管道；所述第二取水管道的第一端连接于所述第一冷却水进水管道的第一位置，所述第二取水管道的第二端连接用户供暖设备的第一端，所述第二排水管道的第一端连接用户供暖设备的第二端，所述第二排水管道的第二端连接于所述第一冷却水出水管道的第二位置，所述加热器设置于所述第二取水管道的第三位置，所述三位置位于所述第一位置和用户供暖设备中间。
6.根据本发明的技术方案，所述系统包括乏燃料水池、第一冷却回路和第一供热回路；所述乏燃料水池包括储存乏燃料的腔体和侧壁，所述侧壁设置有第一开孔；所述第一冷却回路包括第一取水管道、第一热交换器、第一排水管道、第一冷却水进水管道和第一冷却水出水管道；所述第一取水管道的第一端穿过所述第一开孔连通所述乏燃料水池，所述第一取水管道的第二端连接所述第一热交换器的第一端，所述第一热交换器的第二端与所述第一排水管道连接，所述第一排水管道的第二端设置于所述乏燃料水池的腔体内部；所述第一冷却水进水管道的第一端连接冷却水池，所述第一冷却水进水管道的第二端连接所述
第一热交换器的第三端，所述第一冷却水出水管道的第一端连接所述第一热交换器的第四端，所述第一冷却水出水管道的第二端连接处理池；所述第一供热回路包括第二取水管道、加热器和第二排水管道；所述第二取水管道的第一端连接于所述第一冷却水进水管道的第一位置，所述第二取水管道的第二端连接用户供暖设备的第一端，所述第二排水管道的第一端连接用户供暖设备的第二端，所述第二排水管道的第二端连接于所述第一冷却水出水管道的第二位置，所述加热器设置于所述第二取水管道的第三位置，所述三位置位于所述第一位置和用户供暖设备中间。该系统将乏燃料水池中的乏燃料通过第一取水管道运输至第一热交换器中，与第一热交换器连接的第一冷却水进水管道和第一冷却水出水管道输送冷却水将乏燃料中的热量带走，而热量减少的乏燃料通过第一排水管道输送回至乏燃料水池中，对于乏燃料的冷却操作为供热操作的安全基础，在安全温度下，水池中的乏燃料进入第一供热回路，用户利用乏燃料中的热能进行设备热能需求提供，待用户利用乏燃料中的热能后，乏燃料通过水泵的作用重新输送回至乏燃料水池中，该系统可以提高了对于乏燃料水池中的能源利用效率。
7.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其他特征将通过一下的说明书而变得容易理解。
附图说明
8.附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
9.图1是本公开提供的一种供热系统的结构图；
10.图2是本公开提供的一种供热系统的另一种结构图；
11.图3是本公开提供的一种供热系统的一种结构示意图。
具体实施方式
12.以下结合附图对本技术的示范性实施例做出说明，其中包括本技术实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本技术的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
13.请参见图1，图1是本公开提供的一种供热系统的结构图，如图1所示，所述供热系统包括乏燃料水池1、第一冷却回路2和第一供热回路3；所述乏燃料水池1包括储存乏燃料的腔体11和侧壁12，所述侧壁12设置有第一开孔；所述第一冷却回路2包括第一取水管道21、第一热交换器22、第一排水管23道、第一冷却水进水管道24和第一冷却水出水管道25；所述第一取水管道21的第一端穿过所述第一开孔连通所述乏燃料水池1，所述第一取水管道21的第二端连接所述第一热交换器22的第一端，所述第一热交换器22的第二端与所述第一排水管道23连接，所述第一排水管道23的第二端设置于所述乏燃料水池的腔体11内部；所述第一冷却水进水管道24的第一端连接冷却水池，所述第一冷却水进水管道24的第二端连接所述第一热交换器22的第三端，所述第一冷却水出水管道25的第一端连接所述第一热交换器22的第四端，所述第一冷却水出水管道25的第二端连接处理池；所述第一供热回路3包括第二取水管道31、加热器32和第二排水管道33；所述第二取水管道31的第一端连接于所述第一冷却水进水管道24的第一位置，所述第二取水管道31的第二端连接用户供暖设备
的第一端，所述第二排水管道33的第一端连接用户供暖设备的第二端，所述第二排水管道33的第二端连接于所述第一冷却水出水管道25的第二位置，所述加热器32设置于所述第二取水管道31的第三位置，所述三位置位于所述第一位置和用户供暖设备中间。
14.其中，上述乏燃料水池1用于储存乏燃料，上述乏燃料水池1中的乏燃料通过上述第一冷却回路2的冷却处理再回到上述乏燃料水池1中，同样的，上述乏燃料水池1中的乏燃料也可以是通过上述第一冷却回路2和上述第一供热回路3再回到上述乏燃料水池1中。
15.本实施例中，上述乏燃料水池1包括腔体11和侧壁12，上述第一取水管道21的第一端穿过上述侧壁12的第一开孔，上述乏燃料水池1中的乏燃料通过第一开孔流入至上述第一取水管道21中，其中，第一开孔的设置可以是设置于侧壁12的中心位置，通过此设置方式可以提高乏燃料取出的效率。
16.将取出的乏燃料通过上述第一取水管道21输送至上述第一热交换器22中，同时，上述第一冷却水进水管道24的第一端连接冷却水池，上述第一冷却水进水管道24的第二端连接至上述第一热交换22的第三端，上述第一冷却水出水管道25的第一端连接上述第一热交换器22的第四端，通过将冷却水池中的冷却水引入至上述第一热交换器22中，带走上述第一热交换器22中乏燃料的热量，并通过上述第一冷却水出水管道25排出，完成对乏燃料的冷却处理。
17.需要说明的是，通过冷却水处理之后的乏燃料进入上述第一排水管道23中，由上述第一排水管道23的引导流回至上述腔体11中，其中，上述第一排水管道23的第二端可以是以一定高度设置于乏燃料水池1的腔体11，此高度的确定可以是以实际乏燃料水池1的情况确定，例如：上述第一排水管道23的第二端以低于上述乏燃料水池1中液面的高度设置。通过该结构的设置，可以使得冷却之后的乏燃料再次回到上述乏燃料水池1。
18.上述第一供热回路3包括第二取水管道31、加热器32和第二排水管道33；上述第二取水管道31的第一端连接于上述第一冷却水进水管道24的第一位置，上述第二取水管道31的第二端连接用户供暖设备的第一端，上述第二排水管道33的第一端连接用户供暖设备的第二端，上述第二排水管道33的第二端连接于上述第一冷却水出水管道25的第二位置，上述加热器32设置于上述第二取水管道31的第三位置，上述三位置位于所述第一位置和用户供暖设备中间。
19.其中，乏燃料从上述第二取水管道31进入到上述第一供热回路3中，依次通过上述加热器32，将乏燃料所带的热量提升到用户的需求标准，接着通过用于的供暖设备，待用户使用后从上述第二排水管道33排出至上述第一冷却水出水管道25中，接着回到上述第一热交换器22中，最后通过上述第一排水管道23回到上述乏燃料水池1中。
20.另外，在上述第一供热回路3中，若热量未达到用户的使用标准，即乏燃料水池中的热量不足，可以是增设多热源加热器，用于热源补给，以此满足用户的使用需求。
21.需要说明的是，上述多热源加热器可以是在上述第一供热回路3中设置的电加热器，蒸汽加热器、热水加热器，燃气加热器或者燃油加热器，具体加热器的设置以供热系统的具体需求而定，对此本发明实施例不作限定。
22.应理解，上述冷却过程和供热过程可以是同时进行，为了保持冷却、供热两个功能的正常运行，可以是在主管道或是分支管道设置阀门，通过阀门的控制来维持冷却过程和供热过程的正常运行。
23.该实施方案中，上述乏燃料水池中的乏燃料通过侧壁12上的第一开孔进入到上述第一冷却回路中的上述第一取水管道21，上述第一取水管道21与上述第一热交换器22连接，取出的乏燃料进入上述第一热交换器22中，上述第一热交换器22的两个端口分别连接有上述第一冷却水进水管道24和上述第一冷却水出水管道25，冷却水通过上述第一冷却水进水管道24进入到上述第一热交换器22中，带走处于上述第一热交换器22中乏燃料的热量，并通过上述第一冷却水出水管道25排出，冷却之后的乏燃料通过上述第一排水管道23流回至上述乏燃料水池1，同时，冷却至设定温度的乏燃料可以进入至上述第一供热回路3，通过上述第一供热回路3中的上述加热器32将其中的热量提升到用户的需求设定，供用户使用后的乏燃料从上述第二排水管道33排出至上述第一冷却水出水管道25中，接着回到上述第一热交换器22中，最后通过上述第一排水管道23回到上述乏燃料水池1中。通过该结构的设置，将乏燃料水池1中的乏燃料做冷却和供热处理，提高了对于乏燃料水池中的能源利用效率。
24.作为一种可选的实施方式，请参见图1，所述供热系统还包括：第一冷却泵211，所述第一冷却泵211设置于所述第一取水管道21之内。
25.该实施方案中，上述第一冷却泵211的设置将获取的乏燃料推送至上述第一热交换器22或是上述第一供热回路3中，为供热系统的正常运行提供了可行性，另一方面，除上述第一冷却泵211的设置之外，还可以是设置多个冷却泵，减小了因为一个冷却泵故障导致冷却回路非正常运行的可能性，也提高了供热系统的安全性。
26.作为一种可选的实施方式，请参见图1，所述供热系统还包括：循环泵331，所述循环泵331设置于所述第二排水管道33之内。
27.该实施方案中，上述循环泵331的设置将供用户使用之后的乏燃料成功输送回至上述第一热交换器22中，再通过上述第一排水管道23回到上述乏燃料水池1中，通过上述循环泵331的设置，提高了供热系统正常运行的可行性。
28.作为一种可选的实施方式，请参见图1，所述第一取水管道21设置有至少一个控制阀门212。
29.该实施方案中，上述控制阀门212的设置提高了对于供热系统中回路的控制操作性，减小了乏燃料进入非目标管道的可能性，同时也提高了供热系统的安全性，提高了供热系统的正常运行可行性。
30.需要说明的是，在上述供热系统中的其它管道可以是添加设置对应的控制阀门，以此来控制系统中的回路开闭，对于控制阀门的位置和数量可以是对上述供热系统的实际需求而定，对此本发明实施例不作限定。
31.作为一种可选的实施方式，请参见图1，所述供热系统还包括：第一流量计231和第一流量孔板232，从所述第一排水管道23的第一端至第二端依次设置所述第一流量计231和所述第一流量孔板232，所述第一流量计231设置于所述第一排水管道23之内，所述第一流量板孔232设置于所述第一排水管道23之内。
32.该实施方式中，上述第一流量计231可以是用来测量上述第一冷却回路2的流量，上述第一流量孔板232可以是用来作为流量测量部件来测量流量，或是作为节流部件来限定流量，其中，上述第一流量孔板232也可以是起到降低管道内压力的作用。通过上述第一流量计213和上述第一流量孔板232的设置可以实时检测到上述第一冷却回路2的流量，另
一方面也可以限定管道内乏燃料的流量和降低管道内的压力，依据测量的信息可以对乏燃料的流量进行调节，从而提高供热系统的安全性。
33.作为一种可选的实施方式，请参见图1，所述供热系统还包括：虹吸破坏器233，所述虹吸破坏器233设置于所述第一排水管道23的第二端。
34.该实施方式中，在上述第一排水管道23的第二端设置有上述虹吸破坏器233，上述第一排水管道23的第二端以一定高度设置于上述乏燃料水池1的内部，高度的设置可以是低于乏燃料水池液面的高度。
35.其中，上述虹吸破坏器233可以利用液面高度差的作用力，将液体充满一根倒u形的管状结构后，用开口较高的一端设置于乏燃料水池中，乏燃料水池中的溶液会持续通过虹吸管道向更低的位置流出。上述虹吸破坏器233的设置防止上述第一排水管道23中出现乏燃料回流的状况，且设置于上述乏燃料水池1的液面上方，从而提高了供热系统的正常运行。
36.作为一种可选的实施方式，请参见图2，所述供热系统还包括：第二冷却回路4，所述第二冷却回路包括第三取水管道41、第二热交换器42、第三排水管道43、第二冷却水进水管道44和第二冷却水出水管道45；所述第三取水管道41的第一端连接于所述第一取水管道21的第四位置，所述第三取水管道41的第二端连接所述第二热交换器42的第一端，所述第二热交换器42的第二端与所述第三排水管道43连接，所述第三排水管道43的第二端连接于所述第一排水管道23的第五位置；所述第二冷却水进水管道44的第一端连接冷却水池，所述第二冷却水进水管道44的第二端连接所述第二热交换器42的第三端，所述第二冷却水出水管道45的第一端连接所述第二热交换器42的第四段，所述第二冷却水出水管道45的第二端连接处理池。
37.上述第二冷却回路4的设置可以是与上述第一冷却回路2并列运行，且上述第二冷却回路4的设置方式也可以是与上述第一冷却回路2并列设置，通过将上述第三取水管道41的第一端连接至上述第一取水管道21的第四位置，即从乏燃料水池1中取出的乏燃料分流到上述第一取水管道21和上述第三取水管道41中。
38.以上述供热系统包括上述第一冷却回路2、上述第一供热回路3和上述第二冷却回路4为例，在不同的工况下，上述供热系统对应不同的工作方式。
39.在上述乏燃料水池需要冷却且功率运行到维修冷停堆工况下，乏燃料水池冷却及供热系统仅需要运行一列冷却回路就可以带走乏燃料中的热负荷，正常运行期间，乏燃料水池中的热负荷较小，投运上述第一冷却回路2或是上述第二冷却回路4即可完成堆乏燃料的冷却处理，使得乏燃料水池中的温度在限定范围之内，另外，在此冷却过程中，上述第一供热回路3不参与工作。
40.在上述乏燃料水池需要冷却且机组换料停堆工况下，因乏燃料水池中增加了部件或一个堆芯的燃料，导致在乏燃料水池中热负荷较大，此时乏燃料水池冷却及供热系统需要同时运行两列的冷却回路，即上述第一冷却回路2和上述第二冷却回路4，此时可以导出乏燃料水池中的热负荷，维持乏燃料水池温度在限定温度之内，另外，在此冷却过程中，上述第一供热回路3不参与工作。
41.在上述乏燃料水池在正常运行供热回路的工况下，系统中的冷却回路和供热回路同时参与运行，冷却回路中的泵组与热交换器可通过联通的管道交叉投运。
42.该实施方案中，通过添加上述第二冷却回路4于上述乏燃料水池冷却及供热系统中，提高了系统的冷却能力，从而提高了上述乏燃料水池冷却及供热系统的安全性，另一方面，多个冷却回路的设置提高了系统正常运行的可行性，减小了因一个冷却回路故障而导致整个系统无法正常运行的可能性，进而提高了对于乏燃料的资源有效利用。
43.作为一种可选的实施方式，如图2所示，所述供热系统还包括：列间联管44，所述列间联管44的第一端连接所述第一取水管道21的第六位置，所述列间联管44的第二端连接所述第三取水管道41的第七位置；所述第六位置到所述第一热交换器的距离小于所述第四位置到所述第一热交换器的距离。
44.该实施方案中，上述列间联管44的第一端连接所述第一取水管道21的第六位置，所述列间联管44的第二端连接所述第三取水管道41的第七位置，通过该结构的设置将上述第一冷却回路2和上述第二冷却回路4连通，能够更好的分配工作回路，提高工作效率，另一方面，减小了因一条冷却回路出现故障而导致整个系统无法正常运行的可能性，进而提高了系统的安全性。
45.另外，所述第六位置到所述第一热交换器的距离小于所述第四位置到所述第一热交换器的距离表示上述列间联管44是在上述第三取水管道41接入上述第一取水管道21之后设置的。
46.作为一种可选的实施方式，如图2所示，所述供热系统还包括：第二冷却泵411，所述第二冷却泵411设置于所述第二取水管道之内。
47.该实施方案中，上述第二冷却泵411的设置将获取的乏燃料推送至上述第二热交换器42或是上述第一供热回路3中，为供热系统的正常运行提供了可行性，另一方面，除上述第二冷却泵411的设置之外，还可以是设置多个冷却泵，减小了因为一个冷却泵故障导致冷却回路非正常运行的可能性，也提高了供热系统的安全性。
48.作为一种可选的实施方式，所述第二取水管道设置有至少一个控制阀门412。
49.该实施方案中，上述控制阀门412的设置提高了对于供热系统中回路的控制操作性，减小了乏燃料进入非目标管道的可能性，同时也提高了供热系统的安全性，提高了供热系统的正常运行可行性。
50.另外，在上述供热系统中的其它管道可以是添加设置对应的控制阀门，以此来控制系统中的回路开闭，对于控制阀门的位置和数量可以是对上述供热系统的实际需求而定，对此本发明实施例不作限定。
51.作为一种可选的实施方式，如图2所示，所述供热系统还包括设置于所述第三排水管道43内的第二流量计431和第二流量孔板432。
52.该实施方式中，上述第二流量计431可以是用来测量上述第二冷却回路4的流量，上述第二流量孔板432可以是用来作为流量测量部件来测量流量，或是作为节流部件来限定流量，其中，上述第二流量孔板432也可以是起到降低管道内压力的作用。通过上述第二流量计413和上述第二流量孔板432的设置可以实时检测到上述第二冷却回路4的流量，另一方面也可以限定管道内乏燃料的流量和降低管道内的压力，依据测量的信息可以对乏燃料的流量进行调节，从而提高供热系统的安全性。

技术特征：
1.一种供热系统，其特征在于，所述系统包括乏燃料水池、第一冷却回路和第一供热回路；所述乏燃料水池包括储存乏燃料的腔体和侧壁，所述侧壁设置有第一开孔；所述第一冷却回路包括第一取水管道、第一热交换器、第一排水管道、第一冷却水进水管道和第一冷却水出水管道；所述第一取水管道的第一端穿过所述第一开孔连通所述乏燃料水池，所述第一取水管道的第二端连接所述第一热交换器的第一端，所述第一热交换器的第二端与所述第一排水管道连接，所述第一排水管道的第二端设置于所述乏燃料水池的腔体内部；所述第一冷却水进水管道的第一端连接冷却水池，所述第一冷却水进水管道的第二端连接所述第一热交换器的第三端，所述第一冷却水出水管道的第一端连接所述第一热交换器的第四端，所述第一冷却水出水管道的第二端连接处理池；所述第一供热回路包括第二取水管道、加热器和第二排水管道；所述第二取水管道的第一端连接于所述第一冷却水进水管道的第一位置，所述第二取水管道的第二端连接用户供暖设备的第一端，所述第二排水管道的第一端连接用户供暖设备的第二端，所述第二排水管道的第二端连接于所述第一冷却水出水管道的第二位置，所述加热器设置于所述第二取水管道的第三位置，所述三位置位于所述第一位置和用户供暖设备中间。2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括：第一冷却泵，所述第一冷却泵设置于所述第一取水管道之内。3.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括：循环泵，所述循环泵设置于所述第二排水管道之内。4.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述第一取水管道设置有至少一个控制阀门。5.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括：第一流量计和第一流量孔板，从所述第一排水管道的第一端至第二端依次设置所述第一流量计和所述第一流量孔板，所述第一流量计设置于所述第一排水管道之内，所述第一流量板孔设置于所述第一排水管道之内。6.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括：虹吸破坏器，所述虹吸破坏器设置于所述第一排水管道的第二端。7.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括：第二冷却回路，所述第二冷却回路包括第三取水管道、第二热交换器、第三排水管道、第二冷却水进水管道和第二冷却水出水管道；所述第三取水管道的第一端连接于所述第一取水管道的第四位置，所述第三取水管道的第二端连接所述第二热交换器的第一端，所述第二热交换器的第二端与所述第三排水管道连接，所述第三排水管道的第二端连接于所述第一排水管道的第五位置；所述第二冷却水进水管道的第一端连接冷却水池，所述第二冷却水进水管道的第二端连接所述第二热交换器的第三端，所述第二冷却水出水管道的第一端连接所述第二热交换器的第四段，所述第二冷却水出水管道的第二端连接处理池。8.根据权利要求7所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括：列间联管，所述
列间联管的第一端连接所述第一取水管道的第六位置，所述列间联管的第二端连接所述第三取水管道的第七位置；所述第六位置到所述第一热交换器的距离小于所述第四位置到所述第一热交换器的距离。9.根据权利要求7所述的供热系统，其特征在于，所述供热系统还包括：第二冷却泵，所述第二冷却泵设置于所述第二取水管道之内。10.根据权利要求7所述的供热系统，其特征在于，所述第二取水管道设置有至少一个控制阀门。

技术总结
本发明提供了一种供热系统，应用于乏燃料水池，包括：乏燃料水池、第一冷却回路和第一供热回路；乏燃料水池包括储存乏燃料的腔体和侧壁，侧壁设置有第一开孔；第一冷却回路包括第一取水管道、第一热交换器、第一排水管道、第一冷却水进水管道和第一冷却水出水管道；第一取水管道的两端分别连接乏燃料水池的第一开孔和第一热交换器的第一端，第一排水管道的两端分别连接第一热交换器的第二端和乏燃料水池的进水口，第一冷却水管道和第一冷却水排水管道分别接入第一热交换器的第三端和第四端；第一供热回路包括第二取水管道、加热器和第二排水管道，乏燃料依次流经第二取水管道、加热器、用户供暖设备和第二排水管，最后流至第一排水管道回到乏燃料水池中。本发明可以提高对于乏燃料水池中的能源利用效率。燃料水池中的能源利用效率。燃料水池中的能源利用效率。


技术研发人员：霍焕广 宋广亮 刘小云 程道仓 唐辉
受保护的技术使用者：华龙国际核电技术有限公司
技术研发日：2022.01.30
技术公布日：2023/8/9