小型反應(yīng)堆的非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及核電站反應(yīng)堆的安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種小型反應(yīng)堆的非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]核電站的堆芯冷卻系統(tǒng)屬于安全系統(tǒng)的一部分，其主要功能是在事故后帶出堆芯衰變熱和保持堆芯淹沒(méi)。第二代壓水堆核電站(如大亞灣核電站等)普遍采用能動(dòng)技術(shù)，即利用外部電源，依靠泵的壓頭帶動(dòng)冷卻回路運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)移除堆芯衰變熱和向堆芯注水的功能。三代壓水堆核電站(如三門核電站)普遍采用非能動(dòng)技術(shù)，即依靠重力、自然循環(huán)、壓縮空氣膨脹等自然驅(qū)動(dòng)力，帶動(dòng)回路運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)安全功能。隨著技術(shù)的發(fā)展和對(duì)核電站安全要求的提高，非能動(dòng)安全系統(tǒng)將成為設(shè)計(jì)趨勢(shì)。
[0003]小型模塊化反應(yīng)堆(SMR) —般指功率低于300MWe的模塊化壓水堆，它的主要特征包括:小型化、一體化、模塊化、以及非能動(dòng)安全。從模塊化和經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，SMR最好配置容積相對(duì)較小的安全殼。然而對(duì)于非能動(dòng)安全系統(tǒng)而言，小型安全殼面臨以下問(wèn)題:
[0004]1、在發(fā)生管道破口導(dǎo)致的失水事故(LOCA)時(shí)，小型安全殼由于容積較小，導(dǎo)致升壓過(guò)快過(guò)高，存在超壓和貫穿件密封失效的風(fēng)險(xiǎn)；
[0005]2、發(fā)生LOCA事故時(shí)，反應(yīng)堆在降壓過(guò)程中，需要注入冷卻水源，保證堆芯淹沒(méi)。雖然高壓階段可以設(shè)置堆芯補(bǔ)水箱，但低壓階段需要提供更大水量的安注水源，但小型安全殼內(nèi)空間緊湊，難以布置專門的低壓安注水池；
[0006]3、事故后，堆芯衰變熱一般通過(guò)排熱回路排出堆芯。盡管可以布置余熱排出回路，但該回路需要將熱量釋放到安全殼內(nèi)的中間熱阱。但小型安全殼內(nèi)空間緊湊，難以布置專門的用于吸收排熱回路熱量的水池。
[0007]4、非能動(dòng)系統(tǒng)一般設(shè)置卸壓回路，以在事故時(shí)主動(dòng)地控制反應(yīng)堆卸壓過(guò)程。由于安全殼容積小，卸壓回路的終端最好置于水空間中，避免卸壓出來(lái)的蒸汽給安全殼帶來(lái)壓力負(fù)擔(dān)，但小型安全殼內(nèi)同樣難以布置用于吸收卸壓回路熱量的水池。
[0008]5.對(duì)于壓水堆安全設(shè)計(jì)中常常考慮的嚴(yán)重事故，一般采用堆內(nèi)熔融物滯留的手段，但這種手段需要安全殼內(nèi)擁有充足的水源。同樣，小型安全殼由于容積小，無(wú)法布置專用的水源。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種小型反應(yīng)堆的非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)，適用于小型安全殼的非能動(dòng)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)事故下帶走堆芯衰變熱、提供安注水源、提供堆內(nèi)熔融物滯留水源，且能有效抑制安全殼的峰值壓力。這套系統(tǒng)設(shè)備布局緊湊，占據(jù)空間小，布置簡(jiǎn)易，經(jīng)濟(jì)性高。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0011]小型反應(yīng)堆的非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置在安全殼內(nèi)，包括:
[0012]補(bǔ)水箱，補(bǔ)水箱上設(shè)置有連通壓力容器內(nèi)反應(yīng)堆冷卻劑熱段的入管、以及連通壓力容器內(nèi)反應(yīng)堆冷卻劑冷段的出管；
[0013]安注水池，所述安注水池設(shè)置連接壓力容器的安注管；
[0014]余排熱交換器，浸沒(méi)于安注水池水內(nèi)，所述余排熱交換器上設(shè)置有連通反應(yīng)堆冷卻劑熱段的入管、以及連通反應(yīng)堆冷卻劑冷段的出管，從而余排熱交換器和反應(yīng)堆冷卻劑之間形成閉合回路；
[0015]設(shè)置在壓力容器周圍的環(huán)形結(jié)構(gòu)的屏蔽水池，所述屏蔽水池為封閉式結(jié)構(gòu)，屏蔽水池上設(shè)置有抑壓管線和排水管線，所述抑壓管線連通安全殼空間和屏蔽水池內(nèi)水；所述排水管線一端伸入屏蔽水池內(nèi)水，另一端伸入屏蔽水池圍攏的堆腔；所述屏蔽水池與反應(yīng)堆冷卻劑之間設(shè)置有連通反應(yīng)堆冷卻劑熱段和屏蔽水池內(nèi)水體的卸壓管路，卸壓管路上設(shè)閥門組。
[0016]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述補(bǔ)水箱為高壓密閉水箱，里面蓄滿冷卻劑水。
[0017]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在屏蔽水池與反應(yīng)堆冷卻劑冷段之間設(shè)置有回流管路，回流管路伸入屏蔽水池內(nèi)與水接觸的一端設(shè)置有濾網(wǎng)。
[0018]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，排水管線在堆腔的出口位置要高于屏蔽水池的液位。
[0019]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述屏蔽水池的池壁和蓋板均為屏蔽用鋼板，屏蔽水池內(nèi)設(shè)置有分隔用鋼板，分隔用鋼板上設(shè)置有液體連通間隙。
[0020]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述安全殼內(nèi)壁上設(shè)置有冷凝水回收導(dǎo)向槽。
[0021]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種小型反應(yīng)堆的非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)，適用于小型安全殼的非能動(dòng)安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)事故下帶走堆芯衰變熱、提供安注水源、提供堆內(nèi)熔融物滯留水源，且能有效抑制安全殼的峰值壓力。這套系統(tǒng)設(shè)備布局緊湊，占據(jù)空間小，布置簡(jiǎn)易，經(jīng)濟(jì)性高。
[0022]實(shí)用新型本實(shí)用新型的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明而獲得清楚地了解。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的示意圖。
[0024]其中，1-壓力容器；2_安全殼；3_補(bǔ)水箱；4-水；5-入管；6_出管；7_安注水池；8-水；9_安注管；10_余排熱交換器；11_入管；12_出管；13_屏蔽水池；14_水；15_抑壓管線；16_排水管線；17_卸壓管路；18_閥門組；19_濾網(wǎng)；20_回流管路；21_冷凝水回收導(dǎo)向槽；22_堆腔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0026]參見(jiàn)圖1，小型反應(yīng)堆的非能動(dòng)堆芯冷卻系統(tǒng)，包括:
[0027]補(bǔ)水箱3，補(bǔ)水箱為高壓密閉水箱，里面蓄滿冷卻劑水。補(bǔ)水箱3的上部設(shè)置有連通壓力容器內(nèi)反應(yīng)堆冷卻劑熱段的入管5，下部設(shè)置有連通壓力容器內(nèi)反應(yīng)堆冷卻劑冷段的出管6 ；
[0028]安注水池7，安注水池是一個(gè)常壓敞口水池，里面儲(chǔ)有一定液位的水；安注水池設(shè)置連接壓力容器的安注管9 ;
[0029]余排熱交換器10，其整體浸沒(méi)于安注水池水內(nèi)，余排熱交換器的上部設(shè)置有連通反應(yīng)堆冷卻劑熱段的入管11，下部設(shè)置有連通反應(yīng)堆冷卻劑冷段的出管12，從而余排熱交換器10、入管11、出管12和冷卻劑的熱段和冷段形成一個(gè)閉合回路；
[0030]設(shè)置在壓力容器周圍的環(huán)形結(jié)構(gòu)的屏蔽水池13，屏蔽水池是一座鋼結(jié)構(gòu)的密閉水池，內(nèi)蓄一定液位的水(屏蔽水)。屏蔽水池上設(shè)置有抑壓管線15、排水管線16。抑壓管線15連通安全殼空間和屏蔽水池內(nèi)水體；排水管線16—端伸入屏蔽水池