[發明專利]一種核電廠安全殼事故早期降壓系統

有效

• 申請號: 201710324133.8
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN107221361B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 韓旭;李軍;元一單;李春;劉宇
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G21C9/00
• 分類號: G21C9/00;G21C9/004;G21C15/18
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 任曉航;文永明

本發明涉及一種核電廠安全殼事故早期降壓系統，包括安全殼、降壓機構和負壓補償機構；所述降壓機構包括氣體隔離容器、減壓風機和減壓抽氣管線；所述減壓抽氣管線貫穿所述安全殼內外，導通安全殼內腔與氣體隔離容器；所述減壓風機設置在所述減壓抽氣管線上；所述負壓補償機構與安全殼內部導通或設置在安全殼內。本發明的安全殼降壓機構能夠在事故早期給安全殼進行降壓，顯著緩解殼內質能釋放導致的安全殼壓力飆升，避免安全殼超壓失效；通過降壓機構抽取安全殼內空氣，并通過負壓補償機構向安全殼內補充水蒸汽，去除了安全殼內空氣組分，可以顯著提高非能動安全殼熱量導出系統性能。

技術領域

本發明涉及核電廠安全殼的安全領域，具體涉及一種核電廠安全殼事故早期降壓系統。

背景技術

密閉的安全殼是核電廠發生事故時，防止放射性物質外泄的重要屏障。通常情況下，發生事故后安全殼將被隔離，成為封閉空間，而急劇升高的溫度和壓力全由安全殼結構承受。這種設計需要安全殼具有較大的自由容積和殼體厚度，也需要配套的事故后安全殼降壓及熱導出系統具有較高的性能。事故后，核電廠密閉的安全殼需要面臨兩個問題，一個問題是反應堆余熱的導出，如果失去余熱導出機制，安全殼內的溫度和壓力會持續上升，直至安全殼破裂；另一個問題是，在嚴重事故中，安全殼內可能產生體積可觀的氫氣，如果這些氫氣在局部聚集或總量達到爆炸極限，則可能發生的氫氣爆炸將使安全殼徹底失效。對于事故后反應堆余熱導出問題，第二代核電技術(M310)及歐洲第三代核電技術(EPR)主要采取能動手段；第三代核電系統多具有非能動安全殼熱量導出系統(PCCS),非能動安全殼冷卻系統完全依賴鋼制安全殼外表面噴淋水膜的蒸發將反應堆余熱導出至大氣熱阱。對于嚴重事中，安全殼內產生氫氣的問題，通常采取設置氫氣復合器或氫氣點火器的方式解決。中國核電工程有限公司題為具有泄放氣體包容功能的非能動安全殼事故泄壓系統(CN102750993B)的發明專利提供了安全殼事故早期的非能動泄壓方案，但該技術方案僅僅是起到泄壓的作用，殼內仍有空氣組分殘余量較大，存在氫氣爆炸的風險。

發明內容

針對現有技術中所存在的問題，本發明的目的在于提供一種核電廠安全殼事故早期降壓系統，以使安全殼具有更大的熱量導出功率、更低的氫氣爆炸風險及更高的非能動安全特性。

為達到上述發明目的，本發明的技術方案如下：

一種核電廠安全殼事故早期降壓系統，包括安全殼、降壓機構和負壓補償機構；所述降壓機構包括氣體隔離容器、減壓風機和減壓抽氣管線；所述減壓抽氣管線貫穿所述安全殼內外，導通安全殼內腔與氣體隔離容器；所述減壓風機設置在所述減壓抽氣管線上；所述負壓補償機構與安全殼內部導通或設置在安全殼內。

進一步地，上述的核電廠安全殼事故早期降壓系統，負壓補償機構包括內部蒸汽補償機構；所述內部蒸汽補償機構包括安全殼內水蒸汽供汽釜及與其相連的常閉安全殼內水蒸汽供汽控制閥組；安全殼內水蒸汽供汽釜設置在安全殼內部；安全殼內水蒸汽供汽釜向安全殼內排放水蒸汽的過程由安全殼內水蒸汽供汽控制閥組控制，當安全殼壓力達到負壓限值P_min01并持續達時間閾值T_max01時，安全殼內水蒸汽供汽控制閥組打開，水蒸汽供汽啟動。

進一步地，上述的核電廠安全殼事故早期降壓系統，負壓補償機構還包括外部蒸汽補償機構；所述外部蒸汽補償機構包括設置在安全外部的安全殼外水蒸汽供汽釜與常閉安全殼外水蒸汽供汽控制閥組；安全殼外水蒸汽供汽釜設置在安全殼外部，并通過貫穿所述安全殼的安全殼水蒸汽注入管線與所述安全殼內部導通，所述常閉安全殼外水蒸汽供汽控制閥設置在所述安全殼水蒸汽注入管線上；

安全殼外水蒸汽供汽釜通過安全殼水蒸汽注入管線向安全殼內的排放水蒸汽的過程由安全殼外水蒸汽供汽控制閥組控制，當安全殼壓力達到負壓限值P_min02并持續達時間閾值T_max02時，安全殼外水蒸汽供汽控制閥組打開，水蒸汽注入啟動。