[發明專利]集成安全主熱交換器的核反應堆

有效

• 申請號: 201880015544.1
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN110383391B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 勞倫·康迪耶;弗雷德里克·科斯坦蒂尼;米歇爾·費爾齊爾;洛蘭·德馬斯
• 申請（專利權）人: 原子能技術公司
• 主分類號: G21C1/32
• 分類號: G21C1/32;G21C15/18
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 桑麗茹

本發明涉及核反應堆(10)，其包括集成至少一個用于在反應堆的正常運行期間冷卻所述核反應堆的初級液體的電力主熱交換器(200)的容器(100)和至少一個用于在反應堆的初級液體正常冷卻出現故障時冷卻核反應堆初級液體的被動式安全主熱交換器(120)，所述核反應堆(10)的特征在于，所述容器(100)包括布置在其厚度內的凹槽(110)，并且所述被動式安全主熱交換器(120)至少部分地集成在所述凹槽(110)中。

技術領域

本發明涉及集成安全主熱交換器，其也稱為備用主熱交換器的核反應堆領域，用于在事故發生時冷卻反應堆和從堆芯排出剩余電力。

本發明具體應用于但不限于集成核反應堆和SMR(小型模塊化反應堆)。

背景技術

在集成反應堆中，并且特別是在SMR中，電力熱交換器，也稱為蒸汽發生器，以及安全熱交換器安置于反應堆的容器中。在這種類型的反應堆中，反應堆容器內的主熱交換器數量的增加產生了容器的安置和尺寸設定的問題。

第一個方案在于提供與電力熱交換器并聯的安全主熱交換器的集成。在該配置下，可以大大減少可用于在運行期間冷卻核反應堆的電力主熱交換器的空間。能夠保持核反應堆冷卻效率的一種方案在于增加反應堆容器的體積以集成所有不同的熱交換器(電力熱交換器和安全熱交換器)，從而導致反應堆的尺寸過大。

另一個現有方案在于安置安全熱交換器低于或高于“階級”，該階級專用于熱交換器在反應堆容器中的最佳布置。然而，在該配置下，安全主熱交換器相對于堆芯的安置不能優化初級液體的自然循環，并因此導致在最佳冷卻“工作臺”之外安置的這些安全熱交換器的效率問題。在該配置下，因此需要使容器內的安全交換器尺寸過大或增加其數量以保證在發生事故時反應堆所需的冷卻。

但是，前面描述的解決方案都不是完全令人滿意的。

發明內容

在該情況下，本發明旨在提出一種核反應堆，其包括安全主熱交換器，所述安全主熱交換器可以在不增加容器的體積的情況下，容易集成在集成核反應堆的容器的結構中，并且通過提出優化安全主熱交換器的安置的結構以確保其效率。

為此，本發明的主題是包括容器的核反應堆，該容器集成至少一個用于在反應堆的正常運行期間冷卻核反應堆的初級液體的電力主熱交換器和至少一個用于在反應堆初級液體正常冷卻出現故障時，冷卻核反應堆初級液體的被動式安全主熱交換器，所述核反應堆的特征在于，容器包括在其厚度內布置的凹槽，并且所述被動式安全主熱交換器至少部分地集成在所述凹槽中。

本發明有利地通過在容器的厚度內產生凹槽，更具體地在容器壁的額外厚度內產生凹槽，來使用核反應堆的容器的“傳統”結構，容器壁的額外厚度，其從尺寸的觀點來看是無用的并且受反應堆的總體結構和制造限制的影響，例如在上部內部導孔高度處的容器壁的厚度。換句話說，凹槽布置在現有容器的額外厚度內，并且從核安全角度來看是無用的。因此，本發明不同于在著眼于集成這種主側安全被動式冷卻系統的設計階段會具有最初提供的額外厚度，并且將導致容器的體積增加和制造成本的顯著增加的容器結構。

根據本發明的核反應堆還可以具有下面分別列出的一個或多個特征，或者其所有技術上可能的組合：

-所述凹槽布置在額外厚度水平的容器厚度內，而沒有尺寸偏好或不滿足核安全要求。

-布置在容器厚度內的所述凹槽安置于與所述至少一個電力主熱交換器的位置相對應的高度處；

-所述被動式安全主熱交換器包括多個分離器，所述分離器形成用于在兩個相鄰分離器之間的次級冷卻流體循環的網絡的交換通道；

-所述多個分離器具有適于控制由分離器形成的交換通道中的流動的形狀；

-盡管具有背景影響，但所述多個分離器具有適于保持板的彼此之間或相對于凹槽底部的間隔的形狀；