[發(fā)明專利]一種核電寶及其非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711479203.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN108010593B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 請(qǐng)求不公布姓名
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽中科超核科技有限公司
• 主分類號(hào): G21C15/18
• 分類號(hào): G21C15/18
• 代理公司: 合肥興東知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34148
• 代理人: 王偉

本發(fā)明公開了一種核電寶及其非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括獨(dú)立熱交換器、冷凝器、儲(chǔ)水罐、穩(wěn)壓罐、以及連接管道和閥門，其中，所述獨(dú)立熱交換器進(jìn)出口分別設(shè)置獨(dú)立熱交換器出汽管道和獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道，獨(dú)立熱交換器出汽管道和獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道之間布置冷凝器，儲(chǔ)水罐通過連接管道和第一隔離閥與獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道相連，儲(chǔ)水罐外盤繞來自蒸汽發(fā)生器的蒸汽管道，穩(wěn)壓罐通過連接管道與獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道相連，所述冷凝器和獨(dú)立熱交換器之間設(shè)置第二隔離閥和節(jié)流孔板。整個(gè)系統(tǒng)僅第一和第二隔離閥屬于能動(dòng)設(shè)備，在系統(tǒng)啟動(dòng)后，無需外動(dòng)力運(yùn)行。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安全可靠，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)堆余熱的長期冷卻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)，尤其涉及一種適用于反應(yīng)堆事故工況下的事故余熱排出系統(tǒng)和使用該系統(tǒng)的核電寶。

背景技術(shù)

國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)將“小型”核電機(jī)組定義為300MWe以下的機(jī)組，其開發(fā)運(yùn)用已經(jīng)有幾十年的歷史。近年來，為了滿足工業(yè)的電力負(fù)荷需求，滿足那些遠(yuǎn)離主電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)用電需求，國際原子能機(jī)構(gòu)啟動(dòng)了小型反應(yīng)堆的開發(fā)計(jì)劃。在第四代國際論壇GIF提出的第四代核能系統(tǒng)概念中至少有一半屬于中小型反應(yīng)堆。

小型反應(yīng)堆燃料周期長，無需進(jìn)行廠內(nèi)換料，能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)燃料供應(yīng)、國家能源安全以及核不擴(kuò)散的承諾提供保障。采用鉛基反應(yīng)堆核心技術(shù)設(shè)計(jì)的只有集裝箱大小的迷你型核電源裝置“核電寶”，滿足了海島海洋平臺(tái)、偏遠(yuǎn)地區(qū)分布式供電需求。

為了緩解可能發(fā)生的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)中包含了多項(xiàng)安全系統(tǒng)設(shè)施，以將事故限制在一定的范圍內(nèi)，防止其繼續(xù)惡化成更嚴(yán)重的事故。事故余熱排出系統(tǒng)即是其中一個(gè)很重要的安全設(shè)施。

事故余熱排出系統(tǒng)也可稱作停堆冷卻系統(tǒng)，當(dāng)反應(yīng)堆停堆或出現(xiàn)故障停用時(shí)，由它保證堆芯的冷卻。既要能保證燃料的余熱能夠傳遞給大量主冷卻劑，又要確保余熱能夠從主冷卻劑帶出，傳遞給最終熱阱，使得主系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在達(dá)到溫度限制時(shí)，其安全性不會(huì)受到威脅。

事故余熱排出系統(tǒng)主要是在反應(yīng)堆二回路出現(xiàn)故障、遭遇地震、全廠斷電等事故工況時(shí)，堆芯余熱無法通過一回路、二回路正常導(dǎo)出的情況下，將堆芯余熱排出反應(yīng)堆。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，在事故工況下非能動(dòng)地導(dǎo)出堆芯余熱，保證反應(yīng)堆的安全，最大限度的減少放射性物質(zhì)的釋放。

針對(duì)核電寶小型化、高安全性的要求，本發(fā)明的目的還在于提供一種使用非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的核電寶。

為此，本發(fā)明一方面提供了一種非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，包括獨(dú)立熱交換器、冷凝器、儲(chǔ)水罐、穩(wěn)壓罐、以及連接管道和閥門，其中，所述獨(dú)立熱交換器進(jìn)出口分別設(shè)置獨(dú)立熱交換器出汽管道和獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道，獨(dú)立熱交換器出汽管道和獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道之間布置冷凝器，儲(chǔ)水罐通過連接管道和第一隔離閥與獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道相連，儲(chǔ)水罐外盤繞來自蒸汽發(fā)生器的蒸汽管道，穩(wěn)壓罐通過連接管道與獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道相連，所述冷凝器和獨(dú)立熱交換器之間設(shè)置第二隔離閥和節(jié)流孔板，其中，該余熱排出系統(tǒng)在未投入工作時(shí)，所述獨(dú)立熱交換器內(nèi)充滿非凝結(jié)氣，冷卻水被存儲(chǔ)在儲(chǔ)水罐中，由隔離閥與獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道隔開，通過來自蒸汽發(fā)生器的蒸汽進(jìn)管和蒸汽出管中的高溫蒸汽使其維持在相應(yīng)壓力下的飽和溫度下，其中，所述隔離閥由特定事故觸發(fā)自動(dòng)開啟，在冷凝器中被凝結(jié)的水在隔離閥上面形成液位，覆蓋穩(wěn)壓罐的連接管道后，觸發(fā)隔離閥開啟。

進(jìn)一步地，上述隔離閥和所述隔離閥在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)觸發(fā)開啟，冷凝器的冷卻為能動(dòng)冷卻方式或非能動(dòng)冷卻方式，熱阱為大氣、湖泊、海洋或水池。

進(jìn)一步地，本余熱排出系統(tǒng)用于池式或管路式核能系統(tǒng)，所述獨(dú)立熱交換器根據(jù)反應(yīng)堆一次側(cè)布置方式選擇性地布置在熱池或冷池。

進(jìn)一步地，上述節(jié)流孔板位于冷凝器和隔離閥下方，用于控制獨(dú)立熱交換器進(jìn)水管道內(nèi)的流速和阻擋非凝結(jié)氣向下流動(dòng)。