反應堆非能動專設安全設施的製作方法

2023-12-02 13:45:36 1

專利名稱:反應堆非能動專設安全設施的製作方法
技術領域：
本發明涉及核反應堆技術領域：
，具體為一種適用於低溫供熱堆與研究堆的非能動專設安全設施。
背景技術：
利用核能供熱是解決採暖與海水淡化的一個重要手段。儘管目前國內外低溫供熱核反應堆概念設計種類很多，但由於經濟性和安全性還未被人們廣泛接受，尤其是低溫供熱堆距人口密集區域不能太遠，核安全更為重要，因此要尋求固有安全性更高而造價低廉的堆型，這是決定核能供熱堆推廣的關鍵。
目前，核電站為保證反應堆的安全，設置有複雜的安全注射系統、餘熱導出系統及穩壓系統。採用核電站的安全系統設置也能夠解決低溫供熱堆的應急堆芯冷卻、應急餘熱排出等核安全問題。但核電站的安全系統結構相對複雜，能動部件多，需要定期的檢測和維修，在事故發生後更需要操作人員的正確操作才能使系統完成其設計功能，缺少非能動特性，而且其建造和運行成本都相對較高。

發明內容
本發明的目的在於設計一種適用於低溫供熱堆、研究堆的非能動專設安全設施，以保證反應堆裝置的安全。
本發明的技術方案如下一種反應堆非能動專設安全設施，在反應堆容器一側設有一個高出堆芯頂部10～30米的蓄壓水池，蓄壓水池底部設有與堆入口腔相通的注水管，由堆出口腔引出的上升管穿過水池並高出水池水面。
如上所述的反應堆非能動專設安全設施，其中，在反應堆廠房外設有高出主換熱器25～28米的應急注水箱，和高出主換熱器15～18米的空冷器，空冷器設置在空冷塔內，空冷器上方設有與空冷器連通的貯水箱，應急注水箱和空冷器均通過管道連接在主換熱器和二次換熱器之間的二迴路管道上。
本發明所提供的非能動專設安全設施在完成核反應堆安全功能的同時結構上相對簡單，沒有能動部件，事故工況下能夠及時有效的自動投入運行，尤其是無需動作任何閥門即可實現餘熱導出和安全注水，有效的提高了反應堆的固有安全性，事故發生後24小時內不需人員幹涉而能保證反應堆安全，使堆芯永不熔化、永不燒毀，在任何事故工況下都滿足對環境「無放射性後果」的要求。



圖1為反應堆非能動專設安全設施的結構示意圖。
圖中1.蓄壓水池 2.注水管 3.上升管 4.應急注水箱 5.空冷塔 6.貯水箱 7.空冷器 8.主換熱器 9.反應堆容器具體實施方式
如圖1所示，在反應堆容器9一側設有一個高出堆芯頂部10～30米的大容量蓄壓水池1，蓄壓水池1底部設有一根與堆入口腔相通的注水管2，由堆出口腔引出的一根上升管3穿過水池並高出水池水面。在正常運行時由蓄壓水池1、注水管3維持堆芯壓力。
在提升功率或功率波動時由注水管3實現溫度變化的容積波動。
在管道大破口事故下，堆芯壓力迅速下降，此時蓄壓水池1靠位差向堆芯大量注水，使堆芯永遠處在淹沒狀態，當主迴路間水充滿後，仍利用蓄壓水池1維持堆芯壓力。
在反應堆廠房外設有高出主換熱器8約25～28米的應急注水箱4，一個高出主換熱器8約15～18米的空冷器7，空冷器7設置在空冷塔內5，空冷器7上方設有與空冷器7連通的貯水箱6。應急注水箱4和空冷器7均通過管道連接在主換熱器和二次換熱器之間的二迴路管道上。
在正常運行時，二迴路循環泵出口壓頭與高位的應急注水箱4內水保持壓力平衡。
斷電緊急停堆後，二迴路循環泵出口壓頭消失，應急注水箱4內水靠位差迅速注入二迴路冷段，由主換熱器加熱後經二迴路熱段回到空冷器7上部的一個貯水箱6內，該貯水箱6與空冷器7連通，貯水箱6內水經空冷器7被空氣冷卻後與應急注水箱4內注入水會合又注入二迴路冷段，不斷循環帶出堆芯熱量。
在緊急停堆初期，由於甩負荷影響，堆芯釋放的熱量在短時間內將迅速增加，在到達一個峰值後才逐漸減小。為度過這一功率高峰期，應急注水箱內冷水以一定速率迅速注入二迴路經主換熱器帶出堆芯熱量，實現對堆芯的應急冷卻。在實現這一應急冷卻的過程中，同時建立了空冷器與主換熱器之間的自然循環，在緊急停堆後期，即應急注水箱內冷水注完以後，依靠該自然循環長時間的將堆芯產生的剩餘釋熱及時有效的導出到大氣中，實現對堆芯的長期冷卻。
權利要求
1.一種反應堆非能動專設安全設施，其特徵在於在反應堆容器(9)一側設有一個高出堆芯頂部10～30米的蓄壓水池(1)，蓄壓水池(1)底部設有與堆入口腔相通的注水管(2)，由堆出口腔引出的上升管(3)穿過水池並高出水池水面。
2.如權利要求
1所述的反應堆非能動專設安全設施，其特徵在於在反應堆廠房外設有高出主換熱器(8)25～28米的應急注水箱(4)和高出主換熱器(8)15～18米的空冷器(7)，空冷器(7)設置在空冷塔(5)內，空冷器(7)上方設有與空冷器(7)連通的貯水箱(6)，應急注水箱(4)和空冷器(7)均通過管道連接在主換熱器和二次換熱器之間的二迴路管道上。
專利摘要
本發明涉及核反應堆技術領域：
，具體為一種適用於低溫供熱堆與研究堆的非能動專設安全設施。在反應堆容器一側設有一個高出堆芯頂部10～30米的大容量蓄壓水池，蓄壓水池底部設有與堆入口腔相通的注水管，由堆出口腔引出的上升管穿過水池並高出水池水面。另外，在反應堆廠房外設有高出主換熱器25～28米的應急注水箱，和高出主換熱器15～18米的空冷器，應急注水箱和空冷器均通過管道連接在主換熱器和二次換熱器之間的二迴路管道上。該安全設施結構簡單、沒有能動部件，事故工況下能夠及時有效的自動投入運行，有效的提高了反應堆的固有安全性。
文檔編號G21C15/18GKCN1941217SQ200510105648
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月29日
發明者羅樹新, 宋丹戎, 蘇榮福, 秦忠 申請人:中國核動力研究設計院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan