[發明專利]一種壓力管式壓水反應堆系統

在審

• 申請號: 201810031779.1
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108231220A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 柴曉明;張森如;臧峰剛;余紅星;嚴明宇;張渝;夏榜樣;李垣明;方才順
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 王記明

本發明公開了一種壓力管式壓水反應堆系統，所述壓力管式壓水反應堆系統中設有非能動安全系統，所述非能動安全系統包括：冷卻水池、非能動空氣冷卻系統，其中，壓力管式反應堆浸泡在冷卻水池中，非能動空氣冷卻系統中的換熱器浸泡在冷卻水池中；一方面可以繼承目前壓水堆成熟的技術，另一方面可以使壓水堆具有固有安全性，提高壓水堆的安全性；第三，保持壓水堆的堆芯功率密度和反應堆的功率，從而保證具有較高的經濟性的技術效果。

技術領域

本發明涉及核反應堆工程技術領域，具體地，涉及一種壓力管式壓水反應堆系統。

背景技術

核能作為一種高效、經濟、可靠的清潔能源，對于我國優化能源結構，保障能源安全，減少環境污染，推動核電“走出去”戰略，以及構建安全、清潔、高效、可持續的現代能源體系有著重要的戰略意義。

福島事故后，核電發展雖受到一定沖擊，但近年來，在全面提升安全標準和安全技術的同時，國內外核電重啟步伐正逐步加快。國際原子能機構(IAEA)最近的一項研究顯示，預計到2030年，全球核電總量的增長率保守估計為17％，而樂觀估計將達94％，幾乎達到目前全球核電發電能力的兩倍。從全球范圍看，目前世界電力供應的13％-15％來自核電，世界主要能源消費大國對核能的依賴很高，核能仍然是許多國家，特別是發展中國家的重要選擇，核電在長遠的能源結構中仍將發揮重要作用。

我國目前核電裝機容量僅占總電力的2％，遠遠低于歐美日韓等發達國家。隨著能源需求的增加和環境壓力的加大，我國發展對核電的需求將凸顯。而截至目前，國內已運營核電機組26臺，總裝機規模為2442萬千瓦，在建機組25臺，裝機規模為2744萬千瓦。從上述國家規劃和實際情況看，到2020年前，國內預計還將新增約4000萬千瓦的核電項目。

綜上，隨著人類社會發展對能源的持續性需求，尤其是發展中國家未來對能源需求的增長，伴隨著傳統能源的日漸枯竭，核電仍將是最有可能大規模建設的可靠清潔能源。

目前，國際上運行的核電技術主要為壓水堆和沸水堆，我國運行的核電機組主要采用二代加壓水堆核電技術，正在建設三代壓水堆核電機組以及高溫氣冷堆、鈉冷快堆。當前壓水堆存在的問題為：在發生失水、斷電等極端情況下，反應堆余熱無法導出，進而發生嚴重事故，福島核電站事故就是慘痛案例。因而，進一步提高核電技術的安全性成為國際研究方向，目前主要采用三種方式來進一步提高核電技術的安全性，第一種是通過冗余性原則，增加能動安全設備，從而降低發生嚴重事故的概率；第二種是采用配置的專用非能動安全設施，依靠大自然的重力、對流換熱等方式來排出堆芯余熱；第三種是通過反應堆固有的安全特性來保證反應堆的安全，如通過自身的熱傳導、輻射等將堆芯熱量傳遞至最終熱阱。

綜上所述，本申請發明人在實現本申請發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：

在現有技術中，當前的大型壓水堆核電技術均不滿足固有安全特性，而高溫氣冷堆雖然具有固有安全特性，但是其反應堆功率密度非常低，與傳統壓水堆相比，其經濟性相對較差的技術問題。

發明內容

本發明提供了一種壓力管式壓水反應堆系統，解決了當前的大型壓水堆核電技術均不滿足固有安全特性，而高溫氣冷堆雖然具有固有安全特性，但是其反應堆功率密度非常低，與傳統壓水堆相比，其經濟性相對較差的技術問題，實現了一方面可以繼承目前壓水堆成熟的技術，另一方面可以使壓水堆具有固有安全性，提高壓水堆的安全性；第三，保持壓水堆的堆芯功率密度和反應堆的功率，從而保證具有較高的經濟性的技術效果。

為實現上述發明目的，本申請提供了一種壓力管式壓水反應堆系統，所述壓力管式壓水反應堆系統中設有非能動安全系統，所述非能動安全系統包括：冷卻水池、非能動空氣冷卻系統，其中，壓力管式反應堆浸泡在冷卻水池中，非能動空氣冷卻系統中的換熱器浸泡在冷卻水池中。