[實用新型]基于ATF燃料的反應堆

有效

• 申請號: 201821437071.8
• 申請日: 2018-09-03
• 公開（公告）號: CN209045171U
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 方思遠;梁活;劉萍萍;雷云;宋建陽;楊江;蔣曉華;梁任;王曉峰;劉夢影;王婷;林支康;呂逸君;曹志偉;徐苗苗;盧向暉
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;廣東核電合營有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G21C13/02
• 分類號: G21C13/02;G21C15/18;G21C3/58;G21C3/06
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 林儉良;王少虹

本實用新型公開了一種基于ATF燃料的反應堆，包括堆芯采用ATF燃料組件的壓力容器、至少一個蒸汽發生器以及至少一個非能動安注系統；蒸汽發生器的進口和出口分別通過熱管和冷管連接壓力容器，形成一個冷卻劑流通回路；非能動安注系統包括一回路非能動安注單元和非能動硼酸注入單元；一回路非能動安注單元包括設置位置高于冷管的非能動安注水箱、連接在非能動安注水箱和壓力容器之間的注入管道；非能動硼酸注入單元連接在所述注入管道和熱管之間。本實用新型中壓力容器的堆芯采用ATF燃料(事故容錯燃料)，提高反應堆安全裕量，在增加安全性能的同時提高經濟性。安注系統的簡化減少了的核級設備的數量，降低造價，縮短了建設周期，提高經濟性能。

技術領域

本發明涉及核電技術領域，尤其涉及一種基于ATF燃料的反應堆。

背景技術

常規核電站反應堆(CPR1000)的核燃料組件中芯塊使用的是鋯合金材料，發生事故時鋯合金溫度上升較快，且會和水反應(鋯水反應)使得燃料組件失效。并且，常規反應堆的安全注入系統由高壓安注系統、中壓安注(安注箱)系統和低壓安注系統三個子系統組成，三個子系統根據事故引起的反應堆冷卻劑的降壓情況，在不同的壓力下分別投入運行。多個子系統的組成使得系統冗余度大，造價高。

在福島事故發生后，核電站的安全性能受到了質疑，確保反應堆安全，減輕事故后果，成了制約核電發展的最關鍵因素。事故容錯燃料(Accident Tolerance Fuel，簡稱ATF)是為了提高反應堆在嚴重事故工況下的容錯性能而提出的新一代燃料概念，目前還未有將該事故容錯燃料應用到核反應堆中，以有效提高核電的安全性和經濟性。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種提高反應堆安全裕量、增加安全可靠性能和簡化安注系統的基于ATF燃料的反應堆。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于ATF燃料的反應堆，包括堆芯采用ATF燃料組件的壓力容器、至少一個蒸汽發生器以及至少一個非能動安注系統；所述蒸汽發生器的進口和出口分別通過熱管和冷管連接所述壓力容器，形成一個冷卻劑流通回路；

所述非能動安注系統包括一回路非能動安注單元和非能動硼酸注入單元；所述一回路非能動安注單元包括設置位置高于所述冷管的非能動安注水箱、連接在所述非能動安注水箱和壓力容器之間的注入管道；所述非能動硼酸注入單元連接在所述注入管道和冷管之間。

優選地，所述ATF燃料組件為FCM燃料組件；該FCM燃料組件中，芯塊為氮化鈾芯塊，包殼為碳化硅包殼。

優選地，所述非能動安注水箱的設置位置在所述冷管的安注點上方至少10米。

優選地，所述非能動硼酸注入單元包括應急硼酸注入箱；所述應急硼酸注入箱的出口通過硼酸輸入管道連接所述注入管道，所述應急硼酸注入箱的頂部通過壓力平衡管道連接所述熱管；所述硼酸輸入管道和壓力平衡管道上分別設有開關閥門。

優選地，所述非能動安注水箱的容量≥2000m³。

優選地，所述反應堆還包括至少一個主泵；所述主泵設置在所述冷卻劑流通回路中，連接在所述蒸汽發生器的出口和冷管之間。

優選地，所述反應堆還包括至少一個穩壓器，所述穩壓器連接所述熱管；

所述穩壓器的頂部連接有一級卸壓閥，所述熱管上連接有二級卸壓閥。

優選地，所述反應堆還包括至少一個非能動二次側余熱排出單元，所述蒸汽發生器的進水口和蒸汽出口分別連接所述非能動二次側余熱排出單元。

優選地，所述非能動二次側余熱排出單元包括冷卻水箱、設置在所述冷卻水箱內的換熱器、連接在所述蒸汽發生器的主蒸汽管道和換熱器之間的蒸汽管道、連接在所述蒸汽發生器的主給水管道和換熱器之間的給水管道。