[發明專利]一種利用溫差傳感的核電站注射信號系統

有效

• 申請號: 201210421158.7
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102969938A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 周濤;蘇子威;鄒文重;李精精;李云博
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02N11/00
• 分類號: H02N11/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于核電安全和熱能利用技術領域，特別涉及一種利用溫差傳感的核電站注射信號系統。

背景技術

21世紀，能源緊缺、環境污染已經成為全世界面臨的重大問題。隨著人類社會的發展，工業需求能源的數量越來越巨大，進而常規能源的消耗也越來越迅猛，導致今天能源緊缺的局面，而在眾多的替代能源中，核能無疑是最有潛力可以大規模使用的工業能源。從?20?世紀?50?年代以來，核電站發出的電量已占世界總發電量的16%。國際經驗證明，核電是一種經濟、安全、可靠、清潔的新能源。但隨著核電的發展，人類對于核電的安全問題也越來越關注，尤其是在日本福島核電站嚴重事故發生后，世界對待核電的恐懼進一步加深。核電站嚴重事故的發生的頻率極低，約為10^-5/堆年，三代堆達到了10^-7/堆年。但一旦發生核電站嚴重事故，很可能會破壞核電站所有的安全屏障，向環境大規模釋放放射性物質，產生嚴重放射性后果，對核電站和社會安全構成極大的威脅。從后果上說，嚴重事故是核電站可能導致對公眾和環境最嚴重危害的隱患，所以對核電站嚴重事故事故措施的研究是十分必要和重要的。

因此，為確保嚴重事故前反應堆緊急停閉、堆芯余熱的排出和安全殼的完整性，從而限制事故的發展和減輕事故的后果，除正常的控制保護系統外，核電站內增設了很多專用安全設施，包括：安全注入系統、安全殼噴淋系統、輔助給水系統、安全殼隔離系統等。其中安全注入系統、安全殼噴淋系統、安全殼隔離系統都由RPR系統（反應堆保護系統）發出的壓力信號觸發啟動，輔助給水系統由RRA系統傳遞的信號（余熱排除系統）觸發啟動。

為了提高觸發信號的準確性、保障反應堆的安全性，本發明通過對低品位熱源的合理利用，根據溫差發電原理，將溫差產生的電壓信號連接到信號處理模塊，然后再由信號處理模塊進行處理分析，做出動作，預防嚴重事故的發生。

溫差發電技術的研究最早開始于20世紀40年代。借于其顯著的優點，溫差發電在航空、軍事等領域得到廣泛的應用，美國、前蘇聯先后研發了數千個放射性同位素或核反應堆溫差發電器用作空間、海洋裝置的電源。隨著化石能源的日趨枯竭，美國、日本、歐盟等發達國家更加重視溫差發電技術在民用領域的研究，并取得了一定的進展。但直接利用溫差發電傳感的核電站注射信號系統卻并未涉及。

我國在半導體溫差發電的研究方面具有一定的實力，許多研究人員都致力于如何利用低品位熱源的研究，各自都取得了一些成果，如利用汽車尾氣的固體吸附式空調器，又如利用太陽能的熱水器-制冷空調復合機，但是利用熱電效應直接把低品位的熱能轉換為核電安全信號的研究在國內卻很少提及。國內在溫差電的應用方面仍處于起步階段，因此本發明利用溫差發電作為核電站保護信號有著非常現實的意義。

在該發明中，系統通過非能動方式運行，實施方便，控制簡單，可靠性高，安全可靠；溫差傳感是一種新型的電信號處理方式，具有清潔，無噪音污染，無有害物質排放，高效，壽命長，堅固耐用，可靠性高，簡單穩定等一系列優點。該系統符合綠色環保要求，對國民經濟的可持續發展具有重要的戰略意義。

發明內容

本發明的目的是提供了一種利用溫差傳感的核電站注射信號系統，其特征在于，半導體發電模塊2的熱端鋁板7.1與反應堆壓力容器壁1焊接在一起，半導體發電模塊2的冷端鋁板7.2與熱傳導器件3連接，穩壓器4的輸入端與半導體發電模塊2的輸出端連接，信號處理模塊5分別與專設安全設施6和穩壓器4連接，從而構成核電站注射信號系統。

所述的這種半導體發電模塊2由冷端鋁板7.2和熱端鋁板7.1將絕緣導熱層硅脂8、導電體銅9、N-P半導體10通過緊固螺栓11構成為一個整體，所述絕緣導熱層硅脂8設置于冷端鋁板7.2和熱端鋁板7.1和導電體銅9之間，除絕緣導熱外，還可緩解機械應力；所述導電體銅9介于絕緣導熱層硅脂8和N-P半導體10之間，把M個P型半導體和M個N型半導體以P型半導體、N型半導體的順序串聯起來，兩端的P型半導體和N型半導體并由導線連接至穩壓器4的輸入端。

所述反應堆壓力容器壁1和熱傳導器件3承擔著熱源與冷源的吸放熱任務，從而將熱量迅速傳導至半導體發電模塊2的熱端鋁板7.1上；熱傳導器件3在安全殼內通過安全殼內部通風系統的自然對流冷卻，將半導體發電模塊2冷端鋁板7.2溫度降低在安全殼內部溫度以下或保持在安全殼內部溫度，保證半導體發電模塊2的溫差發電正常運行。

所述熱傳導器件3由熱管或超導材料制造。

所述半導體發電模塊中的M為50-1000的正整數。