[發(fā)明專利]一種用于核電廠喪失熱阱工況下的制冷系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113409968A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 邢繼;趙曉;劉占盛;張鳳閣;荊春寧;孫蘭飛;魏川鋮;王廣飛;鐘樺;顧欣;續(xù)玥榕;韓瑋
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18;F25D31/00
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 陳麗麗

本發(fā)明屬于一種核電廠安全設計領域，具體公開一種用于核電廠喪失熱阱工況下的制冷系統(tǒng)，包括：水冷式冷凍水子系統(tǒng)、風冷式冷凍水子系統(tǒng)、空調冷卻器供冷管路、中低壓安注泵電機供冷管路、冷凍水儲存系統(tǒng)、定壓膨脹裝置、冷凍水供水總管和冷凍水回水總管。本發(fā)明采用水冷式冷凍水子系統(tǒng)、風冷式冷凍水子系統(tǒng)及冷凍水儲罐為中低壓安注泵電機及空調冷卻器提供冷卻的冷凍水系統(tǒng)。該系統(tǒng)既能滿足中低壓安注泵電機多樣化熱阱需求，又能降低堆芯損壞事件概率，同時最大程度降低成本投入，經濟性優(yōu)良。

技術領域

本發(fā)明屬于核電廠安全設計領域，具體涉及一種用于核電廠喪失熱阱工況下的制冷系統(tǒng)。

背景技術

國家要求新建核電機組具備較完善的嚴重事故預防和緩解措施，每堆年發(fā)生嚴重堆芯損壞事件概率(CDF)低于十萬分之一，每堆年發(fā)生大量放射性物質釋放事件概率(LRF)低于百萬分之一。某三代核電廠為了實現這一目標，在核電設計中采用了核電廠內部事件一級概率安全評價(PSA)建模分析，基于核電廠的設計，PSA分析考慮了諸多安全性設計方案，其中為安全注入系統(tǒng)的中低壓安注泵電機設置多樣化熱阱，對降低堆芯損壞事件概率有重要影響。

安全注入系統(tǒng)的安全功能是在反應堆冷卻劑系統(tǒng)發(fā)生失水事故或主蒸汽管道破裂時，完成堆芯應急冷卻功能。安全注入系統(tǒng)的關鍵設備中低壓安注泵電機為水冷式電機，正常由設備冷卻水系統(tǒng)提供冷卻水進行冷卻。在喪失最終熱阱工況(簡稱H1工況，由重要廠用水系統(tǒng)或者設備冷卻水系統(tǒng)故障導致設備冷卻水喪失)下，安全注入系統(tǒng)仍要求運行，則必須考慮為中低壓安注泵電機提供另外一路不依賴于重要廠用水系統(tǒng)和設備冷卻水系統(tǒng)的水源。

目前，核島設置的核級冷凍水系統(tǒng)包括水冷式冷水機組和風冷式冷水機組兩種制冷設備。在H1工況下，水冷式冷水機組失效，啟動風冷式冷水機組為空調冷卻器提供冷凍水，風冷機組的最終熱阱是室外大氣，是完全獨立在海水冷卻鏈之外的可用冷源。雖然該核級冷凍水系統(tǒng)的風冷式冷水機組可以為安注泵電機在喪失熱阱工況下提供冷源，但是水冷式冷水機組停運，到啟動風冷式冷水機組存在一定的時間間隔，在此期間內，無法為用戶提供冷源。由于安注泵電機發(fā)熱量很大，喪失電機冷卻后，電機的溫度會在很短時間內上升到耐受極限值而導致安注泵故障停機。因此，該核級冷凍水系統(tǒng)的原有系統(tǒng)方案不滿足安注泵電機在喪失熱阱工況下的冷卻需求。

因此，華龍一號核電廠亟待開發(fā)一種喪失熱阱工況下的制冷系統(tǒng)，該制冷系統(tǒng)不依賴于重要廠用水系統(tǒng)和設備冷卻水系統(tǒng)，能夠在喪失冷卻水的情況下，為中低壓安注泵電機提供冷源，保證安全注入系統(tǒng)的正常運行，滿足中低壓安注泵電機多樣化熱阱需求，降低堆芯損壞事件概率。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于核電廠喪失熱阱工況下的制冷系統(tǒng)，采用水冷式冷凍水子系統(tǒng)、風冷式冷凍水子系統(tǒng)及冷凍水儲罐為中低壓安注泵電機及空調冷卻器提供冷卻的冷凍水系統(tǒng)。該系統(tǒng)既能滿足中低壓安注泵電機多樣化熱阱需求，又能降低堆芯損壞事件概率，同時最大程度降低成本投入，經濟性優(yōu)良。

實現本發(fā)明目的的技術方案：

一種用于核電廠喪失熱阱工況下的制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)包括：水冷式冷凍水子系統(tǒng)、風冷式冷凍水子系統(tǒng)、空調冷卻器供冷管路、中低壓安注泵電機供冷管路、冷凍水儲存系統(tǒng)、定壓膨脹裝置、冷凍水供水總管和冷凍水回水總管；

水冷式冷凍水子系統(tǒng)與風冷式冷凍水子系統(tǒng)并聯(lián)連接，并分別與冷凍水供水總管連接，冷凍水供水總管分別連接并聯(lián)的空調冷卻器供冷管路和中低壓安注泵電機供冷管路，空調冷卻器供冷管路和中低壓安注泵電機供冷管路分別與冷凍水回水總管連接，冷凍水回水總管分別與水冷式冷凍水子系統(tǒng)與風冷式冷凍水子系統(tǒng)連接并形成冷凍水回流管線匯集點，定壓膨脹裝置通過管線與冷凍水回流管線匯集點連接；

空調冷卻器供冷管路包括空調冷卻器和第一冷凍水供水管線，第一冷凍水供水管線分別與冷凍水供水總管和冷凍水回水總管連接，空調冷卻器設于第一冷凍水供水管線上；