[發(fā)明專利]一種非能動(dòng)安全殼噴淋-淹沒(méi)冷卻系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210193856.6
• 申請(qǐng)日: 2012-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103489489A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦忠;宋丹戎;許斌;李慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G21C15/18
• 分類號(hào): G21C15/18
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種核反應(yīng)堆專設(shè)安全系統(tǒng)，具體涉及一種非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

安全殼作為核動(dòng)力廠的專設(shè)安全設(shè)施，可保護(hù)反應(yīng)堆免于外部事件的危害，事故后作為核反應(yīng)堆放射性包容的最后一道屏障，可保護(hù)環(huán)境及公眾免于過(guò)量輻射。當(dāng)反應(yīng)堆發(fā)生失水事故或主蒸汽管破裂事故后，大量的質(zhì)能釋放至安全殼內(nèi)，引起安全殼溫度及壓力迅速升高。為防止安全殼超溫超壓，必須及時(shí)將安全殼熱量導(dǎo)出。目前，世界各國(guó)常見(jiàn)的核動(dòng)力廠大都采用內(nèi)部能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)進(jìn)行降溫降壓，必須配置安全級(jí)應(yīng)急電源。當(dāng)發(fā)生福島核事故之類的多重極端事故疊加導(dǎo)致的全廠斷電時(shí)，能動(dòng)系統(tǒng)均無(wú)法啟動(dòng)。

美國(guó)西屋公司開(kāi)發(fā)的AP1000機(jī)組雖設(shè)計(jì)了非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)，但其高位水箱因液固耦合效應(yīng)給屏蔽廠房抗震帶來(lái)極為不利的影響，鋼安全殼設(shè)置了龐大復(fù)雜的頂部水流分配系統(tǒng)和空氣導(dǎo)流結(jié)構(gòu)，造價(jià)及維護(hù)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種系統(tǒng)簡(jiǎn)單，造價(jià)及維護(hù)成本低，可靠性高，可解決多重極端事故疊加后安全殼短期及長(zhǎng)期冷卻的非能動(dòng)安全殼噴淋-淹沒(méi)冷卻系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種非能動(dòng)安全殼噴淋-淹沒(méi)冷卻系統(tǒng)，它包括鋼筋混凝土屏蔽廠房，鋼筋混凝土屏蔽廠房?jī)?nèi)設(shè)有安全殼，安全殼與鋼筋混凝土屏蔽廠房之間通過(guò)鋼—砼復(fù)合結(jié)構(gòu)固定在一起，鋼筋混凝土屏蔽廠房與鋼-砼復(fù)合結(jié)構(gòu)之間形成水密封環(huán)形空間，安全殼的上方設(shè)有非能動(dòng)安全殼噴淋裝置。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，反應(yīng)堆失水事故或主蒸汽管道破裂事故疊加全廠斷電等多重極端事故時(shí)能以非能動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)安全殼短期及長(zhǎng)期冷卻。安全殼與屏蔽廠房之間的環(huán)形空間為水密封結(jié)構(gòu)，可收集噴淋殘余水。在反應(yīng)堆正常運(yùn)行期間處于干井狀態(tài)，事故后收集噴淋殘余水淹沒(méi)安全殼，避免了反應(yīng)堆正常運(yùn)行期間因安全殼長(zhǎng)期淹沒(méi)導(dǎo)致的安全殼內(nèi)部大氣結(jié)露問(wèn)題、安全殼防腐蝕難題及地震液固耦合效應(yīng)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，造價(jià)及維護(hù)成本低，可靠性高，進(jìn)一步提高核能的安全性及經(jīng)濟(jì)性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所提供的一種非能動(dòng)安全殼噴淋-淹沒(méi)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1非能動(dòng)安全殼噴淋裝置，2安全殼，3鋼筋混凝土屏蔽廠房，4水密封環(huán)形空間，5鋼—砼復(fù)合結(jié)構(gòu)，6蒸汽出口，7蒸汽冷凝，8反應(yīng)堆，9壓縮空氣。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，一種非能動(dòng)安全殼噴淋-淹沒(méi)冷卻系統(tǒng)它包括鋼筋混凝土屏蔽廠房3，鋼筋混凝土屏蔽廠房3內(nèi)設(shè)置有安全殼2，安全殼2與鋼筋混凝土屏蔽廠房3在地面標(biāo)高以下貼合在一起形成鋼—砼復(fù)合結(jié)構(gòu)5，安全殼2的上方設(shè)置有非能動(dòng)安全殼噴淋裝置1，安全殼2的內(nèi)部設(shè)有反應(yīng)堆8，鋼筋混凝土屏蔽廠房3的頂部開(kāi)有蒸汽出口6，安全殼2、鋼筋混凝土屏蔽廠房3與鋼—砼復(fù)合結(jié)構(gòu)5在地面標(biāo)高以上形成水密封環(huán)形空間4，當(dāng)水密封環(huán)形空間4內(nèi)的噴淋淹沒(méi)水蒸發(fā)時(shí)，可通過(guò)蒸汽出口6排到大氣中。

本實(shí)施例鋼安全殼內(nèi)徑為28m，鋼安全殼與鋼筋混凝土屏蔽廠房之間的水密封環(huán)形空間寬度為1.2m，反應(yīng)堆熱功率約為500MW。當(dāng)反應(yīng)堆發(fā)生失水事故或主蒸汽管破裂事故后，大量的質(zhì)能釋放至鋼安全殼內(nèi)，引起安全殼溫度及壓力迅速升高。為防止安全殼超溫超壓，必須及時(shí)將安全殼熱量導(dǎo)出。

非能動(dòng)安全殼噴淋-淹沒(méi)冷卻系統(tǒng)在接到鋼安全殼高壓報(bào)警閾值信號(hào)（壓力為0.24MPa）后，非能動(dòng)安全殼噴淋裝置自動(dòng)啟動(dòng)，依靠壓縮空氣將水噴向鋼安全殼的穹頂外表面并在重力作用下流向鋼安全殼的圓筒體外表面。噴淋在鋼安全殼外表面的水一部分經(jīng)加熱汽化，隨著蒸汽的汽化潛熱將鋼安全殼熱量傳遞給最終熱阱—大氣，剩余的噴淋殘余水在水密封環(huán)形空間4匯集。隨著噴淋殘余水不斷匯集，水密封環(huán)形空間4的水位不斷升高，逐漸淹沒(méi)鋼安全殼的圓筒體段。當(dāng)非能動(dòng)安全殼噴淋裝置里的水噴淋完畢，水密封環(huán)形空間的淹沒(méi)水位達(dá)到最高水位約15m，處于淹沒(méi)中的鋼安全殼通過(guò)淹沒(méi)水對(duì)流傳熱及蒸發(fā)繼續(xù)得以冷卻。由于后期反應(yīng)堆的余熱不斷降低，安全殼冷卻量及冷卻速率較低，其淹沒(méi)水量可實(shí)現(xiàn)安全殼冷卻長(zhǎng)達(dá)7天以上。