[發(fā)明專利]一種具有自然循環(huán)堆芯余熱導出功能的高溫氣冷堆

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• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113053548A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 姚堯;武方杰;余儼;張瑞祥;常重喜;李志容;趙峰;馬喜強
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G21C15/12
• 分類號: G21C15/12;G21C15/14;G21C15/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

本發(fā)明公開了一種具有自然循環(huán)堆芯余熱導出功能的高溫氣冷堆，包括反應堆壓力容器、熱氣導管、蒸汽發(fā)生器、熱氣流通管、余熱導出冷卻盤管、余熱導出冷卻水箱、主蒸汽管道、余熱導出熱管段調節(jié)閥、余熱導出冷管段調節(jié)閥、主蒸汽管道、主蒸汽系統(tǒng)、主蒸汽隔離閥組、主給水管道、主給水系統(tǒng)、主給水隔離閥組、水/氮氣蓄能器及蓄能器出口隔離閥，該高溫氣冷堆具有自然循環(huán)堆芯余熱導出功能，且具有余熱導出速度快、正常運行期間熱量損失少、反應堆壓力容器內外壁溫差小及壓力容器外混凝土腔室溫度低的特點。

技術領域

本發(fā)明屬于新型高溫氣冷堆領域，涉及一種具有自然循環(huán)堆芯余熱導出功能的高溫氣冷堆。

背景技術

高溫氣冷堆具有堆芯熱容量大、固有安全性好、發(fā)電效率高等一系列優(yōu)勢，是一種具有廣闊應用前景的核反應堆。

當前高溫氣冷堆在全廠失電導致反應堆緊急停堆的工況下，反應堆堆芯余熱通過壓力容器散熱至堆腔室，通過布置在反應堆壓力容器周圍的余熱導出系統(tǒng)排出堆芯余熱至大氣，這種事故堆芯余熱導出方式存在以下缺點：一是當前余熱導出系統(tǒng)換熱管道和反應堆壓力容器之間通過輻射換熱，換熱效率低，堆芯余熱導出速度慢；二是堆芯余熱通過反應堆壓力容器散熱，這就要求反應堆壓力容器設計上無保溫層，勢必導致正常運行期間堆芯通過壓力容器表面散熱量增加，造成極大的熱量損失；三是反應堆壓力容器內外壁溫差大，導致金屬熱應力增大；四是由于壓力容器外壁面溫度高散熱量大，反應堆壓力容器腔室周圍混凝土的正常工作環(huán)境溫度持續(xù)在100℃左右，事故工況可能到200℃以上，造成混凝土結構使用壽命縮短。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種具有自然循環(huán)堆芯余熱導出功能的高溫氣冷堆，該高溫氣冷堆具有自然循環(huán)堆芯余熱導出功能，且具有余熱導出速度快、反應堆正常運行期間熱量損失少、反應堆壓力容器內外壁溫差小及壓力容器外混凝土腔室溫度低的特點。

為達到上述目的，本發(fā)明所述的具有自然循環(huán)堆芯余熱導出功能的高溫氣冷堆包括反應堆壓力容器、熱氣導管、蒸汽發(fā)生器、熱氣流通管、余熱導出冷卻盤管、余熱導出冷卻水箱、主蒸汽管道、余熱導出熱管段調節(jié)閥、余熱導出冷管段調節(jié)閥、主蒸汽管道、主蒸汽系統(tǒng)、主蒸汽隔離閥組、主給水管道、主給水系統(tǒng)、主給水隔離閥組、水/氮氣蓄能器及蓄能器出口隔離閥；

反應堆壓力容器、熱氣導管及蒸汽發(fā)生器依次相連通，反應堆壓力容器內設置有堆芯，熱氣流通管的入口與堆芯相連通，熱氣流通管的出口穿過熱氣導管插入于蒸汽發(fā)生器內，熱氣流通管外部環(huán)繞設置有傳熱管，其中，傳熱管位于蒸汽發(fā)生器內，熱氣流通管的外壁與蒸汽發(fā)生器的內壁、熱氣導管的內壁之間有間隙，堆芯與反應堆壓力容器的內壁之間有間隙；

余熱導出冷卻盤管位于余熱導出冷卻水箱內；傳熱管的出口分為兩路，其中一路與主蒸汽管道的一端相連通，另一路經余熱導出熱管段調節(jié)閥與余熱導出冷卻盤管的入口相連通，余熱導出冷卻盤管的出口經余熱導出冷管段調節(jié)閥后與主給水管道的入口相連通，主給水管道的出口與傳熱管的入口相連通；

主給水系統(tǒng)經主給水隔離閥組與主給水管道的入口相連通；水/氮氣蓄能器的水側出口經蓄能器出口隔離閥與主給水管道的入口相連通。

蒸汽發(fā)生器的位置高于反應堆壓力容器及堆芯。

余熱導出熱管段調節(jié)閥與余熱導出冷卻盤管之間設置有電磁流量計。

余熱導出冷卻盤管與電磁流量計之間的管道上設置有自動排氣閥。

水/氮氣蓄能器的水側出口經蓄能器出口隔離閥及蓄能器出口逆止閥與主給水管道的入口相連通。

余熱導出冷卻盤管及余熱導出冷卻水箱的位置高于蒸汽發(fā)生器。

余熱導出冷卻水箱的水位遠高于余熱導出冷卻盤管。

水/氮氣蓄能器內的水量能夠確保將主給水管道、主蒸汽管道及傳熱管充滿水且壓力大于等于7MPa。