[發明專利]一種深井式常壓核供熱系統

在審

• 申請號: 201510847287.6
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105575449A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 田力;徐剛;郭夏;王洪林;田笑梅;賀憲清
• 申請（專利權）人: 田力;徐剛;郭夏;王洪林;田笑梅;賀憲清
• 主分類號: G21D9/00
• 分類號: G21D9/00;G21C11/02
• 代理公司: 北京振安創業專利代理有限責任公司 11025
• 代理人: 祁純陽

技術領域

本發明涉及井式核反應堆供熱領域，尤其涉及深井內低溫核供熱反應堆。

背景技術

所有的動力反應堆(除了直接沸騰反應堆以外)都采用了所謂的間接循環 技術，如果采用這種技術，反應堆熱量將會被首層熱傳導介質吸收，然后通過 間接熱傳遞漸次將其轉化為可供使用(例如用于驅動原動機)的可汽化液體。 因此，這種可汽化液體只與熱排放源發生間接連接。對于那些認為產生動力的 蒸汽并不取決于其輻射能，而且大多數情況下，即使在燃料元件斷裂的事件中 也與此類輻射能無關的人而言，這樣的系統正是他們迫切渴望擁有的。

在此之前，間接蒸汽發生器一般都由反應堆壓力外殼內的裂變物質組成， 蒸汽發生器放置在單獨的熱交換容器中，這種容器通過管道進行連接，從而促 進熱傳導介質的持續循環，熱傳導介質的持續循環需要借助泵機啟動與保持。 后來，出于反應堆維修保養和緊急情況處理的相關需求，將多個熱交換裝置排 列在了相互平行放置的回路之內。因此，一個反應堆就可能有多個熱交換裝置 為其提供服務。每個此類電路都裝有相應的閥門，可供單個熱交換裝置進行維 修保養或處理緊急情況時使用。

深井式常壓核供熱反應堆是一種低溫常壓供熱反應堆，這種反應堆工作在 較低的溫度下，將核裂變產生的熱能通過一、二回路傳熱系統、傳給三回路管 網各個支路區域換熱站群、供給其終端供熱用戶群。目前，國內外設計與建造 的低溫核供熱堆是利用深水池，由水靜壓力提高堆芯出口水的溫度，從而達到 提高供水溫度的目的。

到目前為止國外瑞典、俄羅斯等研究與建造池式供熱堆，但未見后續成型 發展。國內1989年末,清華核能所建造的殼式低溫核供熱堆成功進入臨界試運 行。但是整體結構龐大，相應的防泄漏安全設備不完善。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種深井式常壓核供熱系統，提供了供熱 需要的相應負荷與溫度的熱水，其結構簡單、契合供熱為最佳匹配的無霧霾、 無碳排放、高安全經濟的新核能源裝備。大幅度提高了反應堆的安全裕量，非 常有效的屏蔽保障放射性物質安全；冷卻劑不會流失，在事故下有效包容放射 性物質。具體方案如下：

一種深井式常壓核供熱系統，包括深井反應堆、n個常壓回路換熱器、能 量分配穩流裝置、m個慣性穩壓裝置、m個中間回路換熱器，以及乏燃料安全 池系統和與深井連通的井水強制冷卻安全系統，n≥2，m≥2；其中，

所述深井反應堆包括：充滿水的深井、置于深井底部的核反應堆芯、n個 帶慣性水箱的衰減筒、控制棒組及其數控智能驅動機構、堆芯余熱排出系統； 所述衰減筒分別連接堆芯與常壓回路換熱器；

所述堆芯裝有新燃料和乏燃料的混合核燃料；

所述堆芯余熱排出系統用于非能動排出深井中的余熱，包括安裝在深井上 部的板式換熱器和安裝在深井上面的空氣冷卻塔，所述板式換熱器與空氣冷卻 塔中的板式空冷器相連；

所述衰減筒和常壓回路換熱器的熱端一一對應相連，用于將所述堆芯加熱 的水傳送至所述常壓回路換熱器；

所述能量分配穩流裝置分別與n個常壓回路換熱器的冷端相連，通過所述 中間回路換熱器分配不同用途的熱能、并通過慣性穩壓裝置保持能量分配的均 衡和減小對常壓回路的擾動；

所述m個慣性穩壓裝置用于減少系統對水流的影響，穩定水壓水流，分 別設置在能量分配系統與中間回路換熱器相連的管路上；

所述m個中間回路換熱器分別與所述能量分配系統相連，用于將熱量傳 遞給應用；

所述乏燃料安全池系統包括依次連通的充滿水的乏燃料暫存池、乏燃料池 和儲水池，所述乏燃料暫存池與深井連通；

所述井水強制冷卻安全系統用于冷卻、凈化深井中的水，包括帶空氣冷卻 設備的冷卻裝置和凈化裝置，所述冷卻裝置和凈化裝置分別與連通深井的管路 相連。

進一步，所述新燃料占總量的10％—60％，所述乏燃料占總量的40％— 90％。

進一步，所述堆芯周圍堆放有乏燃料。

進一步，所述乏燃料為所述堆芯中用過的或是外來的核廢料。

進一步，所述控制棒有多根，每根控制棒從下方或上方可插入堆芯中，所 述其驅動機構分別控制每組控制棒的上下運動，用于進行功率調節、停堆和緊 急情況處理。