[發(fā)明專利]用于排除壓水核反應(yīng)堆的殘余能量的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380010280.8
• 申請(qǐng)日: 2013-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN104205239B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·馬利;O·科斯特;F·馬丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 原子能技術(shù)公司
• 主分類號(hào): G21C15/18
• 分類號(hào): G21C15/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所11256
• 代理人: 王茂華,黃海鳴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及壓水核反應(yīng)堆的領(lǐng)域并且更具體地說涉及在該反應(yīng)堆關(guān)閉后將殘余能量從其堆芯的移除。

背景技術(shù)

通常來說當(dāng)通過將高等級(jí)的負(fù)反應(yīng)引入堆芯中來關(guān)閉反應(yīng)堆時(shí)，在幾秒鐘量級(jí)的時(shí)間間隔的末端，后者中的裂變的數(shù)量非常快速地變得可忽略。在另一個(gè)方面，在正常操作期間過程中在堆芯中發(fā)展的裂變產(chǎn)物的放射性繼續(xù)釋放大量的能量，這在其關(guān)閉時(shí)可以表現(xiàn)反應(yīng)堆的操作能量的6-7％。

在關(guān)閉以后的幾個(gè)小時(shí)的末尾，仍存在反應(yīng)堆的操作能量1-2％的殘余能量，隨后的減少相對(duì)地緩慢：必須移除此殘余能量。因此有必要具有在任何情形中移除此剩余能量的裝置，否則將有堆芯熔化的風(fēng)險(xiǎn)。為實(shí)現(xiàn)此，堆芯殘余能量移除設(shè)備的使用已知用于與在通常關(guān)閉過程中使用的裝置相對(duì)的特定的事故情況。

在事故的情形中將殘余能量從核反應(yīng)堆的堆芯移除通常地通過使用主動(dòng)裝置的備用系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，在其背后的原理涉及例如通過布置在二級(jí)上的蒸汽移除來冷卻初級(jí)流體，并通過主動(dòng)裝置(泵)將水再供給到蒸汽發(fā)生器。

利用泵式主動(dòng)裝置的此安全冷卻系統(tǒng)需要外部能量的供給，尤其以便使得泵運(yùn)行。由于反應(yīng)堆處于關(guān)閉中，因此其不再產(chǎn)生電并且因此有必要要求備用電源(例如，柴油發(fā)電機(jī))以使泵能夠操作。因此容易理解的是這些主動(dòng)源的天性減小了冷卻功能的可靠性。

在電供給的總損失的背景下，還已知用于移除殘余能量的完全被動(dòng)設(shè)備。

因此文獻(xiàn)US6795518描述了集成壓水反應(yīng)堆的特征(即，其中蒸汽發(fā)生器位于反應(yīng)堆初級(jí)容器中)包括利用來自反應(yīng)堆初級(jí)容器蒸汽發(fā)生器的二級(jí)側(cè)的蒸汽的用于移除殘余能量的被動(dòng)設(shè)備。來自蒸汽發(fā)生器的蒸汽通過容納在慣性容量中的水冷凝在冷凝器的管子上；來自慣性容量的水如在GV蒸汽發(fā)生器與外部冷凝器之間自然地循環(huán)的蒸汽所作出的自然地循環(huán)。通過在沒有任何外部能量供給的情況下打開的閥被動(dòng)地觸發(fā)此系統(tǒng)。

然而此結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一些問題。

根據(jù)文獻(xiàn)US6795518的用于移除殘余能量的被動(dòng)系統(tǒng)利用來自用于供給渦輪機(jī)的蒸汽發(fā)生器的蒸汽。因此在蒸汽發(fā)生器中的二級(jí)水破壞的情形中此系統(tǒng)將不會(huì)操作。

此外，應(yīng)該指出隔離閥的使用允許安全殼冷凝器隔離以便防止核輻射散布到安全殼的外部的風(fēng)險(xiǎn)。可以回顧的是安全殼容納核蒸汽系統(tǒng)的主要設(shè)備，保護(hù)其免受外部事故(地震、投射物、洪水等)并且在燃料包殼與反應(yīng)堆初級(jí)殼體以后形成防止放射性產(chǎn)物釋放到環(huán)境中的第三障礙物。如果在連接安全殼與冷凝器的鏈路中發(fā)生破壞，應(yīng)該激活隔離閥的閉合以防止二級(jí)水濺出安全殼(尤其進(jìn)入慣性容量中)。此閉合導(dǎo)致殘余能量移除系統(tǒng)的實(shí)際上非操作。類似地，在沒有任何電供給的情形中，通過預(yù)設(shè)閉合隔離閥(以便確保安全殼隔離)：一旦閥閉合，殘余能量移除系統(tǒng)便不能再操作。

此外，使用的蒸汽發(fā)生器是在反應(yīng)堆的能量操作期間使用的事實(shí)意味著其經(jīng)歷老化與磨損。

還已知集成壓水反應(yīng)堆的SCOR-式的模型(“簡單的緊湊反應(yīng)堆”)，其包括結(jié)合在反應(yīng)堆初級(jí)安全殼中的單個(gè)蒸汽發(fā)生器。這些反應(yīng)堆還包括被動(dòng)殘余能量移除設(shè)備，所述被動(dòng)殘余能量移除設(shè)備包括包含在反應(yīng)堆初級(jí)安全殼中的多個(gè)熱交換器。在殘余能量移除的情形中，初級(jí)水通過與冷卻水在其中循環(huán)的殘余能量移除熱交換器接觸而被冷卻。此二級(jí)水自身使其熱量與來自慣性容量的水接觸的安全殼外部的冷凝器交換熱量。

此結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生一些問題。

如通過文獻(xiàn)US6795518，在電供給損失的情形下SCOR反應(yīng)堆涉及閉合隔離閥的使用(即，其防止了流體循環(huán))。

此外，通過使用顯示小于蒸汽發(fā)生器的移除效率的熱交換器實(shí)現(xiàn)了殘余能量的移除。

最后，SCOR反應(yīng)堆設(shè)計(jì)為使得在反應(yīng)堆的正常能量操作過程中不能測試殘余能量移除系統(tǒng)：此結(jié)構(gòu)實(shí)際上是，使得在反應(yīng)堆的能量操作過過程中初級(jí)水不進(jìn)入熱交換器。

發(fā)明內(nèi)容

在此上下文中，本發(fā)明的目的是提供將殘余能量從壓水核反應(yīng)堆的堆芯移除的被動(dòng)系統(tǒng)，以及結(jié)合所述系統(tǒng)的反應(yīng)堆，包括在供給渦輪機(jī)的蒸汽發(fā)生器中的二級(jí)水的破壞的情形中，所述系統(tǒng)在安全殼與冷凝器之間不包括隔離閥并且能夠在反應(yīng)堆的能量操作過程中測試。

為此目的本發(fā)明提出了用于移除包括安全殼的壓水核反應(yīng)堆的殘余壓力的系統(tǒng)，該安全殼結(jié)合了具有所述反應(yīng)堆的堆芯的反應(yīng)堆初級(jí)安全殼，所述系統(tǒng)包括：

-儲(chǔ)水器；