技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種核電廠最終熱阱冷卻系統(tǒng)，尤其涉及一種核電廠非能動最終熱阱系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

核反應(yīng)堆的一個特點是在停堆后仍需要對堆芯進(jìn)行冷卻，因為核燃料有自衰變余熱，雖然比人控裂變產(chǎn)生的熱量小的多，但是如果長時間得不到冷卻，也會使得堆芯達(dá)到上千度的溫度，導(dǎo)致核燃料棒融化，然后是燒穿外層保護(hù)的鋼殼、混凝土結(jié)構(gòu)等，造成核泄漏。而在反應(yīng)堆停堆的情況下，余熱冷卻系統(tǒng)的泵所需的電力就需要從外部輸入。一般情況會準(zhǔn)備多路外電網(wǎng)輸入，同時每臺機(jī)組一般有2臺應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)供電，而且同一電廠內(nèi)的其他機(jī)組的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)也可以互相備用。

日本福島在強(qiáng)烈的地震后，第一核電廠的外電網(wǎng)全部癱瘓了，自身的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)在運行一小時后，也因為海嘯的襲擊而全部喪失，這就導(dǎo)致失去所有外部電源供應(yīng)，堆芯失去強(qiáng)迫冷卻手段。反思福島核電站事故，安全殼冷卻系統(tǒng)需要電源支持和脆弱的應(yīng)急電源是最終導(dǎo)致堆芯融化的兩大原因。

國際上對安全殼內(nèi)降溫的方式一般采用新一代核電站AP1000的安全理念使用了被動安全的概念。例如在停堆散熱的問題上，在反應(yīng)堆頂部就建有一個數(shù)千噸的水箱了。一旦發(fā)生像福島這樣備用電源全部喪失的極端事故，仍可讓安全殼頂部的水箱內(nèi)的水淋灑在鋼制安全殼表面進(jìn)行降溫。但是，這種降溫方式對于第二代核電站的建設(shè)來說其耗能多、建造水箱和鋼制安全殼耗費的鋼材量巨大，制作難度較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種簡化建造過程、節(jié)省建設(shè)投資、穩(wěn)定性高及冷卻效果好的核電廠非能動最終熱阱冷卻系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種核電廠非能動最終熱阱冷卻系統(tǒng)，包括用于提供冷卻水的換料水箱、安全殼、依次連接在所述換料水箱和安全殼之間的冷卻水換熱裝置和非能動冷卻裝置；

所述安全殼內(nèi)設(shè)置有通過將冷卻水注入所述安全殼內(nèi)而對所述安全殼進(jìn)行冷卻的安注管線，所述安全殼內(nèi)頂部設(shè)置有通過將冷卻水噴淋至所述安全殼內(nèi)而對所述安全殼進(jìn)行冷卻的噴淋裝置，所述安全殼的底部設(shè)置有用于匯集所述安全殼內(nèi)的水的地坑；

所述非能動冷卻裝置包括冷卻器、位于所述冷卻器的上方并通過氣導(dǎo)管和液導(dǎo)管連接所述冷卻器的冷凝器、以及利用勢能對所述冷凝器進(jìn)行冷卻的高位水箱，所述冷卻器、氣導(dǎo)管、冷凝器和液導(dǎo)管之間相互連通形成一供閉路循環(huán)水流通的循環(huán)回路；

所述換料水箱和所述地坑分別通過第一管道和第二管道連接所述冷卻水換熱裝置的進(jìn)口端，所述冷卻水換熱裝置的出口端通過第三管道連接所述冷卻器的進(jìn)口端，所述噴淋裝置和安注管線分別通過第四管道和第五管道連接所述冷卻器的出口端，且所述第四管道和第五管道上分別設(shè)置有第一水泵和第二水泵。

優(yōu)選地，所述第一管道至第五管道上分別設(shè)有控制閥，所述第一管道和第二管道上還分別設(shè)有單向閥。

優(yōu)選地，所述換料水箱和所述冷卻器的出口端之間還連接有第六管道，所述換料水箱、第一管道、冷卻水換熱裝置、第三管道、冷卻器和第六管道之間相互連通形成一換料水箱冷卻水循環(huán)回路；所述第六管道上設(shè)有控制閥。

優(yōu)選地，所述冷卻水換熱裝置的進(jìn)口端位置還設(shè)有通過第一管道和/或第二管道泵取所述換料水箱中的冷卻水和/或地坑中的水的第三水泵。

優(yōu)選地，所述冷凝器包括盤管，所述盤管一端通過所述氣導(dǎo)管連接至所述冷卻器上端，所述盤管另一端通過所述液導(dǎo)管連接至所述冷卻器的下端；且所述氣導(dǎo)管通過所述冷卻器與所述液導(dǎo)管連通；

所述冷卻水換熱裝置包括至少一個換熱器；所述第一管道和第二管道的一端分別連接所述換料水箱和地坑，所述第一管道和第二管道的另一端均連接所述換熱器的進(jìn)口端；所述第三管道一端連接所述換熱器的出口端，另一端連接所述冷卻器的進(jìn)口端。

優(yōu)選地，所述換熱器連接有用于接通冷源的進(jìn)水管和出水管；所述冷源通過所述進(jìn)水管進(jìn)入所述換熱器，與通過所述換熱器的進(jìn)口端進(jìn)入所述換熱器中的水進(jìn)行熱交換后，通過所述出水管流出所述換熱器。

優(yōu)選地，所述高位水箱和所述冷卻器之間設(shè)有第七管道，所述第七管道一端連接所述高位水箱，另一端延伸至所述冷凝器上方；所述第七管道上設(shè)有控制閥。

優(yōu)選地，所述第四管道和第五管道之間還設(shè)有將所述第四管道和第五管道連通的第八管道；所述第八管道一端于所述第一水泵和安全殼之間連接在所述第四管道上，所述第八管道另一端于所述第二水泵與安全殼之間連接在所述第五管道上。

優(yōu)選地，所述換料水箱內(nèi)設(shè)置有探測所述換料水箱內(nèi)水位的液位浮球、和/或探測所述換料水箱內(nèi)的溫度變化的溫度探測器。