[發明專利]一種無時限非能動余熱排出系統

在審

• 申請號: 202210469655.8
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114914003A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 王暢;陳家銘;劉辰;汪廣懷;王冰
• 申請（專利權）人: 中國艦船研究設計中心
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18;G21C15/26;G21C15/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

本發明公開了一種無時限非能動余熱排出系統，包括由蒸汽發生器、蒸汽管道隔離閥、非能動余熱排出冷卻器、以及凝水管道隔離閥件依次串聯連接構成的冷卻回路，冷卻回路與蒸汽發生器的二次側相連，非能動余熱排出冷卻器的外部設有應急冷卻水箱；在應急冷卻水箱上設有排氣煙囪和進氣通道，排氣煙囪豎直布設，排氣煙囪的頂部穿過應急冷卻水箱的底部與外界連通，排氣煙囪的底部設有開口與應急冷卻水箱內部連通，進氣通道設在水箱側壁上；非能動余熱排出冷卻器置于排氣煙囪的內部。在有限的資源條件下，實現無時限非能動余熱排出；基于負荷分配、資源均衡設計理念，相較于傳統依靠水箱儲存水沸騰蒸發或者空氣對流冷卻方案，占用總體資源較少、經濟性高。

技術領域

本發明涉及核電站或浮動核動力平臺專設安全設施領域，具體涉及一種無時限非能動余熱排出系統。

背景技術

在專設安全設施設計時，應盡可能考慮采用無需外界動力即可投入使用的非能動安全技術，提高安全性與可靠性；同時還需考慮經濟性的問題，在滿足功能和安全要求牽頭下，減少總體資源需求及建設成本。

APR1400、KLT-40S、華龍一號等先進技術均采用了將冷卻器布置于高位水箱、利用水箱內儲存水沸騰蒸發的方式排出堆芯衰變熱非能動余熱排出方案。該方案中，系統的有效運行時間取決于水箱內儲存水裝量，水裝量越多，系統運行時間越長。一方面，沸騰蒸發方案無法實現無時限非能動余熱排出；同時，隨著水箱尺寸增大，水箱支撐結構的抗沖擊、抗震設計難度也隨之增大，所需的建設成本也逐漸增高。

此外，WWER有采用基于空氣冷卻的非能動余熱排出設計方案，但由于衰變熱釋放的特點，在事故初期衰變熱較高、隨后快速下降。為了滿足初期大負荷衰變熱排出要求，仍需要設置大容量空冷器及空氣流道，經濟性不高。

發明內容

針對現有技術存在的上述缺陷，提供了一種基于沸騰蒸發-空氣對流耦合冷卻的無時限非能動余熱排出系統，實現無時限非能動余熱排出。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種無時限非能動余熱排出系統，包括由蒸汽發生器、蒸汽管道隔離閥、非能動余熱排出冷卻器、以及凝水管道隔離閥件依次串聯連接構成的冷卻回路，冷卻回路與蒸汽發生器的二次側相連，非能動余熱排出冷卻器的外部設有應急冷卻水箱；其特征在于：在應急冷卻水箱上設有排氣煙囪和進氣通道，排氣煙囪豎直布設，排氣煙囪的頂部穿過應急冷卻水箱的底部與外界連通，排氣煙囪的底部設有開口與應急冷卻水箱內部連通，進氣通道設在水箱側壁上；非能動余熱排出冷卻器置于排氣煙囪的內部。

按上述技術方案，非能動余熱排出冷卻器、應急冷卻水箱、以及排氣煙囪的高度高于蒸汽發生器的蒸汽輸出端的高度。

按上述技術方案，排氣煙囪采用上窄下寬的風筒狀結構。

按上述技術方案，排氣煙囪懸空布置在應急冷卻水箱中，且在排氣煙囪下側外壁上設有用于連通應急冷卻水箱的百葉窗結構。

按上述技術方案，非能動余熱排出冷卻器的最低高度不高于百葉窗結構的高度。

按上述技術方案，進氣通道布設在應急冷卻水箱的側壁頂部。

本發明具有以下有益效果：

本裝置前期利用冷卻水、后期利用空氣對流進行導熱，采用的高效緊湊式換熱單元可兼顧水冷及空冷兩種模式，與事故發生過程中產生的衰變熱的多少相適應，在初期產生大量衰變熱時利用水冷快速導熱，在后期產生衰變熱較少時利用空冷持續導熱，實現無時限余熱導出。在有限的資源條件下，實現無時限非能動余熱排出；基于負荷分配、資源均衡設計理念，相較于傳統依靠水箱儲存水沸騰蒸發或者空氣對流冷卻方案，占用總體資源較少、經濟性高。

附圖說明

圖1是本發明提供實施例的結構示意圖；