專利名稱:堆芯不裸露的研究堆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種堆芯不裸露的研究堆。
背景技術(shù)：
對(duì)于新建的高功率研究堆，要充分地考慮固有安全性。對(duì)于已建的研究堆從現(xiàn)有安全標(biāo)準(zhǔn)要求看，都有不夠完善的地方。以HFETR (高通量工程試驗(yàn)堆)為例，堆芯水流方向自上向下，主管道布置在堆芯上平面以下。在發(fā)生主管道破裂失水事故時(shí)，有可能造成反應(yīng)堆壓力容器上部進(jìn)氣失水，主循環(huán)系統(tǒng)和余熱導(dǎo)出系統(tǒng)都無(wú)法工作，以至于無(wú)法導(dǎo)出堆芯余熱。因此，只能采用向堆芯注水，從破口處流出熱水的辦法排出堆芯余熱。如果破口處靠近注水管，則注入水一進(jìn)入主管道就馬上流出，無(wú)法進(jìn)入堆芯帶出堆芯余熱，所以，必須有幾個(gè)注水口，根據(jù)破口位置人為改變注水口，以克服上述缺陷。但是，破口的位置如何判斷也是存在一定難度的，而且這種方式的注水水量也比較大，因此，實(shí)現(xiàn)起來(lái)是非常困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述研究堆所存在的缺陷，提供一種堆芯永不裸露的研究堆，以提高高功率研究堆的固有安全性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種堆芯永不裸露的研究堆，采用池殼式堆結(jié)構(gòu)，反應(yīng)堆壓力殼置于堆水池內(nèi)的下方；用于設(shè)置主回路系統(tǒng)設(shè)備的主回路間布置在堆水池的水面以上，主回路間的底部通過(guò)管道與堆水池水面以下相通；在主回路系統(tǒng)與堆水池之間設(shè)有除氣加壓系統(tǒng)，除氣加壓系統(tǒng)包括排水背壓閥和除氣加壓泵，排水背壓閥設(shè)置在一條主回路堆入口管與堆水池之間，將主回路的一部分水減壓排至堆水池，在池水中除氣；除氣加壓泵設(shè)置在堆水池與另一條主回路堆入口管路之間，由堆水池抽水加壓返回主回路。
如上所述的堆芯永不裸露的研究堆
所述的主回路系統(tǒng)設(shè)備包括主換熱器，以及相互并聯(lián)的主循環(huán)泵和余熱導(dǎo)出泵，設(shè)置在堆芯下方的主回路堆出口管與主換熱器連接，主換熱器再通過(guò)主循環(huán)泵和余熱導(dǎo)出泵的并聯(lián)管路與設(shè)置在堆芯上方的主回路堆入口管連接；
主回路堆入口管和主回路堆出口管分別通過(guò)連通閥與堆水池連通；
主回路系統(tǒng)為雙環(huán)路結(jié)構(gòu),在堆水池的上方設(shè)有兩個(gè)主回路間，每個(gè)主回路間內(nèi)分別設(shè)有一套主回路系統(tǒng)設(shè)備，兩套主回路系統(tǒng)設(shè)備分別通過(guò)主回路堆入口管和主回路堆出口管與堆芯連通。
本發(fā)明的有益效果如下
(I)由于反應(yīng)堆主回路系統(tǒng)布置在水池水面高度以上，主回路間底部有一管道與堆水池水面以下相通，在主管道失水事故時(shí)泄漏水可回到堆水池；
(2)在除氣加壓系統(tǒng)工作時(shí)將主回路的一部分水通過(guò)背壓閥減壓排至堆水池，在堆水池上部除氣，再由堆水池抽水加壓返回主回路；
(3)主回路1/4DT破口失水事故時(shí)，主回路壓力下降，背壓閥自動(dòng)關(guān)閉，利用離心泵特點(diǎn)，揚(yáng)程下降流量大幅度增加，該流量可以完全維持主回路充滿水；[0015](4)在堆芯出口管通過(guò)閥門與堆水池相通，在除氣加壓泵停止工作時(shí)，堆芯出口與池水連通閥能夠維持破口主管道水位與池水高度相當(dāng)；
(5)由于主回路系統(tǒng)為雙環(huán)路運(yùn)行，即使一條環(huán)路失水，另一條環(huán)路仍會(huì)充滿水，充滿水環(huán)路余熱導(dǎo)出泵仍可運(yùn)行，不會(huì)影響余熱導(dǎo)出。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，I.堆芯 2.主回路堆出口管 3.主換熱器 4.主循環(huán)泵5.余熱導(dǎo)出泵6.主回路堆入口管7.除氣加壓泵8.排水背壓閥9.連通閥(主回路堆入口與池水)10.連通閥(主回路堆出口與池水)11.主回路間與池水連通管12.主回路穩(wěn)壓器
13.主回路間14.堆水池具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖I所示，本發(fā)明所提供的堆芯永不裸露的研究堆采用池殼式堆結(jié)構(gòu)，裝有堆芯I的壓力殼設(shè)置在堆水池14內(nèi)下方，主回路系統(tǒng)設(shè)置在堆水池水面高度以上，堆芯水流方向自上向下。主回路為雙環(huán)路，在堆水池14的上方設(shè)有兩個(gè)主回路間13，每個(gè)主回路間13內(nèi)分別設(shè)有一套主回路系統(tǒng)設(shè)備，兩套主回路系統(tǒng)設(shè)備分別通過(guò)主回路堆入口管6和主回路堆出口管2與堆芯I連通，從主回路堆出口管2引出的水經(jīng)主換熱器3將熱量傳給二次水，再經(jīng)主循環(huán)泵4加壓，經(jīng)主回路堆入口管6入堆。余熱導(dǎo)出泵5與主循環(huán)泵4并聯(lián)。
兩個(gè)主回路間13的底部分別通過(guò)管道11與堆水池14水面以下相通，在主管道失水事故時(shí)泄漏水可回到堆水池14。
在主回路系統(tǒng)與堆水池之間設(shè)有除氣加壓系統(tǒng)，除氣加壓系統(tǒng)包括排水背壓閥8和除氣加壓泵7，排水背壓閥8設(shè)置在一條主回路堆入口管6與堆水池14之間，主回路的一部分水通過(guò)排水背壓閥8減壓排至堆水池，在堆水池上部除氣；除氣加壓泵7設(shè)置在堆水池14與另一條主回路堆入口管路之間，由堆水池抽水經(jīng)除氣加壓泵7加壓返回主回路。對(duì)于低溫低壓的研究堆主回路失水事故只考慮1/4DT破口(D-主管道直徑，T-主管道壁厚)，主回路壓力下降，排水背壓閥8自動(dòng)關(guān)閉，除氣加壓系統(tǒng)的加壓泵7(離心泵)的特點(diǎn)是揚(yáng)程下降流量大幅度增加，利用該流量可以完全維持主回路充滿水。
穩(wěn)壓器12為可選用設(shè)備，采用時(shí)應(yīng)避免主回路失水時(shí)氮?dú)膺M(jìn)入壓殼內(nèi)，不用時(shí)應(yīng)分析除氣加壓系統(tǒng)的穩(wěn)壓功能。
主回路堆入口管6與堆水池14通過(guò)連通閥9 (氣動(dòng)閥)連通，主回路堆出口管2與堆水池14通過(guò)連通閥10 (氣動(dòng)閥)連通。在回路失水不能維持回路充滿水后打開連通閥9，使失水回路水位與水池水位相當(dāng)；在堆芯余熱較低時(shí)打開連通閥9、10使堆芯與水池相通，形成自然循環(huán)冷卻堆芯。
由于采用雙環(huán)路，主管道尺寸較小
D = 328mm, T = 10mm, 1/4DT = 802mm2 = 8. 02cm2。
薄壁小孔口出流的流量公式如下(液面與出口外部壓力相等):
Q 二 Αεψ-^lgh = uA-Jlgh[0029]式中，A—破口的面積(8.02cm2)；
ε —孔口斷面收縮系數(shù)(O. 60 O. 64)；
Ψ—流速系數(shù)(0.97);
U—流量系數(shù)(O. 60 O. 62，取 O. 62)；
h—液面與破口處位差(cm)。
破口流出水的流量計(jì)算結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求
1.一種堆芯不裸露的研究堆，其特征在于采用池殼式堆結(jié)構(gòu)，反應(yīng)堆壓力殼置于堆水池(14)內(nèi)的下方，用于設(shè)置主回路系統(tǒng)設(shè)備的主回路間(13)布置在堆水池(14)的水面以上，主回路間(13)的底部通過(guò)管道(11)與堆水池(14)水面以下相通；在主回路系統(tǒng)與堆水池之間設(shè)有除氣加壓系統(tǒng)，除氣加壓系統(tǒng)包括排水背壓閥(8)和除氣加壓泵(7)，排水背壓閥(8)設(shè)置在一條主回路堆入口管(6)與堆水池(14)之間，將主回路的一部分水減壓排至堆水池，在池水中除氣；除氣加壓泵(7)設(shè)置在堆水池(14)與另一條主回路堆入口管路之間，由堆水池抽水加壓返回主回路； 主回路系統(tǒng)為雙環(huán)路結(jié)構(gòu)，在堆水池(14)的上方設(shè)有兩個(gè) 主回路間(13)，每個(gè)主回路間(13)內(nèi)分別設(shè)有一套主回路系統(tǒng)設(shè)備，兩套主回路系統(tǒng)設(shè)備分別通過(guò)主回路堆入口管(6)和主回路堆出口管(2)與堆芯(I)連通。
2.如權(quán)利要求
I所述的堆芯不裸露的研究堆，其特征在于所述的主回路系統(tǒng)設(shè)備包括主換熱器(3)，以及相互并聯(lián)的主循環(huán)泵(4)和余熱導(dǎo)出泵(5)，設(shè)置在堆芯(I)下方的主回路堆出口管(2)與主換熱器(3)連接，主換熱器(3)再通過(guò)主循環(huán)泵(4)和余熱導(dǎo)出泵(5)的并聯(lián)管路與設(shè)置在堆芯(I)上方的主回路堆入口管(6)連接。
3.如權(quán)利要求
2所述的堆芯不裸露的研究堆，其特征在于主回路堆入口管(6)和主回路堆出口管(2 )分別通過(guò)連通閥(9、IO )與堆水池(14 )連通。
專利摘要
本發(fā)明屬于核反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種堆芯永不裸露的研究堆。該研究堆采用池殼式堆結(jié)構(gòu)，反應(yīng)堆壓力殼置于堆水池內(nèi)的下方；用于設(shè)置主回路系統(tǒng)設(shè)備的主回路間布置在堆水池的水面以上，主回路間的底部通過(guò)管道與堆水池水面以下相通；在主回路系統(tǒng)與堆水池之間設(shè)有除氣加壓系統(tǒng)，除氣加壓系統(tǒng)包括排水背壓閥和除氣加壓泵，排水背壓閥設(shè)置在一條主回路堆入口管與堆水池之間，將主回路的一部分水減壓排至堆水池，在池水中除氣；除氣加壓泵設(shè)置在堆水池與另一條主回路堆入口管路之間，由堆水池抽水加壓返回主回路。本發(fā)明能夠保證破口事故下堆芯永遠(yuǎn)充滿水，提高了高功率研究堆的固有安全性。
文檔編號(hào)G21C1/30GKCN102097134SQ200910250283
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2009年12月11日
發(fā)明者全標(biāo), 吳英華, 宋丹戎, 岳升, 赫榮輝, 鐘發(fā)杰 申請(qǐng)人:中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan非專利引用 (3),