內(nèi)水體，另一端伸入屏蔽水池圍攏的堆腔；排水管線在堆腔的出口位置要高于屏蔽水池的液位。屏蔽水池與反應(yīng)堆冷卻劑熱段之間設(shè)置有連通反應(yīng)堆冷卻劑熱段和屏蔽水池內(nèi)水的卸壓管路17，卸壓管路17上設(shè)閥門組18。
[0031]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20，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)19。
[0032]另外，安全殼內(nèi)壁上設(shè)置有冷凝水回收導(dǎo)向槽21。
[0033]布置在安全殼2內(nèi)的反應(yīng)堆在發(fā)生諸如管道破裂的LOCA事故時，高能蒸汽噴放到安全殼2內(nèi)，如果沒有任何抑壓措施，安全殼2內(nèi)壓力會迅速升高，存在安全殼2超壓或貫穿件密封失效的可能性。在本實用新型中，高能蒸汽通過抑壓管線15和排水管線16進(jìn)入屏蔽水池13的水14 (屏蔽水)內(nèi)，進(jìn)行冷凝釋熱，從而抑制安全殼2內(nèi)壓力快速上升。(因此屏蔽水池13內(nèi)的水14的水位不能很高，要留出足夠的空間來容納通過抑壓管線15和排水管線16進(jìn)入的不可凝氣體。)
[0034]LOCA事故發(fā)生早期，堆芯壓力很高，此時補(bǔ)水箱3的出管6上的相應(yīng)閥門打開，補(bǔ)水箱中3的水4利用重力壓頭通過出管6注入反應(yīng)堆，提供一定量的高壓安注水源。補(bǔ)水箱3的入管5用于平衡壓力。
[0035]隨著LOCA事故的繼續(xù)發(fā)展或者卸壓管路17上的閥門組18開啟，堆芯壓力逐漸降低，而安全殼2內(nèi)的壓力緩慢升高，兩者達(dá)到平衡時，安注水池7的水8利用重力壓頭通過安注管9注入反應(yīng)堆，提供一定量的低壓安注水源。
[0036]之后，安全殼2內(nèi)的高溫蒸汽在安全殼2的內(nèi)壁冷凝(由安全殼冷卻系統(tǒng)實現(xiàn)，非本【實用新型內(nèi)容】)，冷凝水由冷凝水回收導(dǎo)向槽21導(dǎo)入安注水池中，給安注水池補(bǔ)充水源。
[0037]卸壓管路17的功能是可控地將反應(yīng)堆冷卻劑排放至屏蔽水池13的水14內(nèi)，一般在LOCA事故下使用。當(dāng)卸壓管路17上的閥門組18開啟后，反應(yīng)堆冷卻劑就跑入屏蔽水池13的水14內(nèi)，與水14混合冷卻。在降低冷卻劑壓力的同時，使水14的液位升高。當(dāng)水14的液位高于排水管線16的出口位置時，水14通過排水管線16溢出到堆腔22內(nèi)，將壓力容器I逐漸浸沒(另外一種冷卻堆芯的方式，以及作為熔融物堆內(nèi)滯留的手段)。在LOCA事故中長期，隨著冷卻劑不斷地通過破口位置和抑壓管線17流出，堆腔22中浸沒壓力容器I的水位越來越高，最終擁有足夠的重力壓頭，將堆腔22中水通過濾網(wǎng)19及回流管路20壓入壓力容器I內(nèi)，實現(xiàn)長期循環(huán)冷卻。
[0038]而置于安注水池7內(nèi)的余排熱交換器10及其入管11和出管12主要在非LOCA事故時起作用，將堆芯衰變熱通過管路和熱交換器釋放到安注水池7的水8中。具體地說，當(dāng)發(fā)生非LOCA事故時，余排熱交換器10的出管12上的相應(yīng)閥門打開，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閉合回路，該回路利用自然循環(huán)動力遠(yuǎn)轉(zhuǎn)，將熱量從堆芯帶入安注水池7的水8中。
[0039]此時安注水池7是一個中間熱阱，它可以吸收一定量的由余排熱交換器10及其管路帶來的堆芯衰變熱，但當(dāng)里面的水飽和，并蒸發(fā)至安全殼2后，其吸熱功能就會降低。此時一方面要合理設(shè)置安注水池7內(nèi)的水8容積，另一方面要及時通過冷凝水回收導(dǎo)向槽21將安全殼2內(nèi)壁的冷凝水回收至安注水池7中。冷凝水回收的具體實現(xiàn)方式此處不再贅述。
[0040]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型的范圍內(nèi)。本實用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項】
1.小型反應(yīng)堆的非能動堆芯冷卻系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置在安全殼內(nèi)，包括: 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； 安注水池，所述安注水池設(shè)置連接壓力容器的安注管； 余排熱交換器，浸沒于安注水池水內(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； 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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型反應(yīng)堆的非能動堆芯冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)水箱為高壓密閉水箱，里面蓄滿冷卻劑水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型反應(yīng)堆的非能動堆芯冷卻系統(tǒng)，其特征在于，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)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型反應(yīng)堆的非能動堆芯冷卻系統(tǒng)，其特征在于，排水管線在堆腔的出口位置要高于屏蔽水池的液位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型反應(yīng)堆的非能動堆芯冷卻系統(tǒng)，其特征在于，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。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型反應(yīng)堆的非能動堆芯冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述安全殼內(nèi)壁上設(shè)置有冷凝水回收導(dǎo)向槽。
【專利摘要】本實用新型公開了一種小型反應(yīng)堆的非能動堆芯冷卻系統(tǒng)，包括補(bǔ)水箱及其管路、安注水池及其管路、余排熱交換器及其管路、設(shè)置在壓力容器周圍的環(huán)形結(jié)構(gòu)的屏蔽水池，屏蔽水池上設(shè)置有抑壓管線和排水管線，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)堆冷卻劑和屏蔽水池內(nèi)水體的卸壓管路，卸壓管路上設(shè)閥門組。本實用新型提供一種非能動堆芯冷卻系統(tǒng)，可作為小型安全殼的非能動安全系統(tǒng)的重要組成部分，實現(xiàn)事故下帶走堆芯衰變熱和提供安注水源的功能，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，布置簡易，經(jīng)濟(jì)性高。
【IPC分類】G21C15-18
【公開號】CN204496934
【申請?zhí)枴緾N201420743704
【發(fā)明人】申屠軍, 鄭明光, 司勝義
【申請人】上海核工程研究設(shè)計院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年12月1日