[發明專利]一種壓力容器頂部雙層殼體設計的安全設施配置方案

在審

• 申請號: 202010524064.7
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111710445A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 劉展;楊波;曹克美;王海濤
• 申請（專利權）人: 上海核工程研究設計院有限公司
• 主分類號: G21C13/024
• 分類號: G21C13/024;G21C15/18
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 安曼

本發明公開了一種壓力容器頂部雙層殼體設計的安全設施配置方案，包括安全殼。本發明通過設計一體化反應堆，消除大破口發生的可能性；在壓力容器頂部設置第二層壓力殼體，將穩壓器、主回路管線等布置在雙層殼體間，通過有效隔離破口，維持壓力邊界，有效緩解因小破口對反應堆安全性的挑戰，保證反應堆的安全性，并簡化系統設計，同時，減小雙層壓力容器殼體設計帶來的不利經濟性以及維修的復雜性；通過換料水池與利用主回路換熱器與非能動余熱排出熱交換器之間的自然循環帶出設計基準失水與非失水事故下的堆芯釋熱(兩個系列)；通過殼外空氣自然對流的方式，對安全殼進行冷卻降溫、降壓，提供無限時冷卻。

技術領域

本發明涉及核電廠系統和安全技術領域，尤其涉及一種壓力容器頂部雙層殼體設計的安全設施配置方案。

背景技術

現階段，為了滿足不同應用場景的需求，使得自動化機械設備得以更高程度的普及應用，小型反應堆研發已受到國內外的重點關注，而小型反應堆可以單獨或作為一個較大聯合體的模塊建造，容量可隨需求的增長而增加。小型反應堆的應用，安全性和經濟性將受到重點的關注，尤其保證反應堆在設計基準失水與非失水事故的安全性。

為提高反應堆安全性，應對核電廠設計基準事故，專設安全設施配置方案的優劣直接決定了反應堆堆型設計的成敗。如何采用最優化的專設安全設施配置方案緩解設計基準事故，在保證安全性的前提下簡化系統設計，提升經濟性，歷來是反應堆堆型研發中需要重點關注的內容。在此形勢下，一體化設計顯示出其獨特的優勢。本發明基于一體化小型堆的設計思想，提出一種先進的專設安全設施配置方案。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中難以對核電廠壓力容器內反應堆設計基準失水事故與非失水事故進行積極應對的問題，而提出的一種壓力容器頂部雙層殼體設計的安全設施配置方案。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種壓力容器頂部雙層殼體設計的安全設施配置方案，包括安全殼，所述安全殼內分別固定設有壓力容器與換料水池，且壓力容器包括有壓力容器第一層殼體與壓力容器頂部第二層殼體，所述壓力容器第一層殼體與壓力容器頂部第二層殼體之間連接有主回路管線，且位于壓力容器第一層殼體與壓力容器頂部第二層殼體之間的主回路管線上連接有雙層殼體間主回路管線隔離閥，且位于壓力容器頂部第二層殼體外的主回路管線上連接有殼體外主回路管線隔離閥，所述壓力容器第一層殼體與壓力容器頂部第二層殼體之間設有穩壓器，且穩壓器與壓力容器第一層殼體之間連接有穩壓器波動管，所述壓力容器第一層殼體內設有兩個或偶數個主回路換熱器與一個反應堆堆芯，且換料水池內設有兩個系列的非能動余熱排出熱交換器；各自系列的主回路換熱器與同一系列的非能動余熱排出熱交換器之間分別連接有非能動余熱排出熱交換器出口管線與非能動余熱排出熱交換器進口管線，且非能動余熱排出熱交換器出口管線上連接有非能動余熱排出熱交換器出口隔離閥。

優選地，所有所述主回路管線都貫穿壓力容器頂部第二層殼體的一端與壓力容器第一層殼體頂部相連接，且所有殼體外主回路管線隔離閥位于安全殼內，所述主回路管線從壓力容器的雙層殼體間引出，且雙層殼體間的所有主回路管線設有隔離閥，引出壓力容器頂部第二層殼體后的主回路管線上亦設有隔離閥。

優選地，所述壓力容器采用雙層殼體結構，且壓力容器頂部第二層殼體位于壓力容器頂部，所述壓力容器第一層殼體位于壓力容器底部。

優選地，所述非能動余熱排出熱交換器出口管線兩端分別與同一系列的主回路換熱器一端及非能動余熱排出熱交換器一端相連接，且非能動余熱排出熱交換器進口管線兩端分別與同一系列的主回路換熱器另一端及非能動余熱排出熱交換器另一端相連接。

優選地，兩個或偶數個所述主回路換熱器、非能動余熱排出熱交換器進口管線、非能動余熱排出熱交換器與非能動余熱排出熱交換器出口管線首尾連接形成循環回路結構，共兩個系列。