，當(dāng)蒸發(fā)換熱器111中的低沸點(diǎn)工質(zhì)受熱蒸發(fā)后，其向上運(yùn)動(dòng)而通過蒸發(fā)換熱器111的出口進(jìn)入上升管112，并沿上升管112進(jìn)入設(shè)在海水或河水中的冷凝換熱器113，在冷凝換熱器113中冷凝換熱，將熱量傳遞給海水或河水，冷凝后的低沸點(diǎn)工質(zhì)經(jīng)冷凝換熱器113的出口沿下降管114返回蒸發(fā)換熱器111，形成自然循環(huán)?；谧匀谎h(huán)原理，利用低沸點(diǎn)工質(zhì)相變換熱(蒸發(fā)和冷凝)，因此可完全不依賴交流電源，實(shí)現(xiàn)乏燃料水池200的長(zhǎng)期余熱導(dǎo)出，滿足衰變熱的日常導(dǎo)出；即便是斷電事故，對(duì)乏燃料水池200的長(zhǎng)期冷卻也無影響，從而提高核電廠的安全性，尤其是對(duì)于全場(chǎng)斷電工況的防護(hù)能力。
[0032]下面參看圖2所示，補(bǔ)水管線120包括管道121、隔離閥122、取水過濾器123及補(bǔ)硼箱124。其中，管道121的一端容置于乏燃料水池200外的海水或河水中并形成入口端，取水過濾器123固定于該管道121的入口端，且取水過濾器123容置于海水或河水中；管道121的另一端密封地貫穿乏燃料水池200并形成出口端；同時(shí)管道121上設(shè)有多個(gè)隔離閥122，隔離閥122可手動(dòng)或自動(dòng)打開。
[0033]另外，補(bǔ)硼箱124的位置高于管道121，其底部連通管道121，補(bǔ)硼箱124內(nèi)具有濃硼，可根據(jù)需要將濃硼與管道121內(nèi)的海水或者河水混合，再注入到乏燃料水池200中，防止因補(bǔ)水而導(dǎo)致乏燃料水池200的硼濃度稀釋。
[0034]下面參看圖2-4所示，對(duì)本發(fā)明非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)100的工作原理進(jìn)行說明。
[0035]首先參看圖3，熱管回路110運(yùn)行時(shí)，蒸發(fā)換熱器111里面的低沸點(diǎn)介質(zhì)自動(dòng)吸收含硼水的熱量，蒸發(fā)換熱器111內(nèi)的介質(zhì)達(dá)到沸點(diǎn)后蒸發(fā)成氣體，該氣體經(jīng)上升管112進(jìn)入冷凝換熱器113，在冷凝換熱器113內(nèi)被海水或河水冷凝成液體，該液體通過下降管114往下流動(dòng)，最后返回蒸發(fā)換熱器111。由于密度差的驅(qū)動(dòng)，整個(gè)熱管回路110形成自然循環(huán)，其運(yùn)行無需動(dòng)力栗或者其他動(dòng)力部件維持，因此，即便是斷電事故對(duì)乏燃料水池200的長(zhǎng)期冷卻也無影響。
[0036]參看圖4所示，在熱管回路110運(yùn)行過程中，乏燃料水池200中的含硼水由于蒸發(fā)換熱器111的冷卻，密度變大，因此往下沉以冷卻下面的乏燃料組件210 ;而含硼水吸收了乏燃料組件210的衰變熱后，溫度上升，密度變小，從而往上流動(dòng)，因此，乏燃料水池200中也形成自然循環(huán)。
[0037]由上述過程可知，系統(tǒng)可在正常工況下將乏燃料組件210的衰變熱導(dǎo)出。而當(dāng)乏燃料水池200因某種原因?qū)е滤疁厣仙龝r(shí)，由于乏燃料水池200與外部河水或者海水的溫差變大，熱管回路110的換熱效果會(huì)隨溫差的增大而變得更好，換熱能力自動(dòng)提高，滿足事故工況的換熱需求。
[0038]再參看圖2所示，當(dāng)乏燃料水池200內(nèi)由于蒸發(fā)等原因而導(dǎo)致水位下降，且將影響蒸發(fā)換熱器111的運(yùn)行時(shí)，可以手動(dòng)或者自動(dòng)打開非能動(dòng)補(bǔ)水管線120的隔離閥122，由于乏燃料水池200的水位比其外面的海水或河水的水位低，故海水或河水將通過管道121被自動(dòng)引入到乏燃料水池200中，以保持乏燃料水池200的水位，保證乏燃料水池200的非能動(dòng)冷卻能力。在引入海水或河水的同時(shí)，補(bǔ)硼箱124內(nèi)的濃硼通過管道121注入乏燃料水池200，防止乏燃料水池200內(nèi)的含硼水的硼濃度下降。
[0039]由于本發(fā)明的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)100，包括至少一組熱管回路110及至少一組補(bǔ)水管線120 ;其中，熱管回路110的一端容置于乏燃料水池200內(nèi)，熱管回路110的另一端容置于乏燃料水池200外的海水或河水中，且熱管回路110內(nèi)形成導(dǎo)熱循環(huán)通道；補(bǔ)水管線120的一端密封地貫穿乏燃料水池200，補(bǔ)水管線120的另一端連通乏燃料水池200外的海水或河水。首先，熱管回路110、補(bǔ)水管線120均連通乏燃料水池200外的海水或河水，不以其它冷卻水作為主要的排熱手段，因此無需設(shè)置較大的水箱，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；其次，該熱管回路110基于自然循環(huán)原理工作，因此能夠非能動(dòng)地將乏燃料水池200內(nèi)的熱量傳遞到海水或河水中，實(shí)現(xiàn)乏燃料水池200的長(zhǎng)期余熱導(dǎo)出，而事故工況導(dǎo)致乏燃料水池200內(nèi)的水位下降時(shí)，補(bǔ)水管線120能夠非能動(dòng)地進(jìn)行補(bǔ)水。因此，本發(fā)明非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)100無需動(dòng)力維持，不會(huì)因失電事故而導(dǎo)致不可用，系統(tǒng)可靠性高，尤其對(duì)于全場(chǎng)斷電工況的防護(hù)能力強(qiáng)，從而提高核電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
[0040]以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，用于導(dǎo)出乏燃料水池內(nèi)的衰變熱并能對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)水，其特征在于:包括 至少一組熱管回路，所述熱管回路的一端容置于所述乏燃料水池內(nèi)，所述熱管回路的另一端容置于所述乏燃料水池外的海水或河水中，且所述熱管回路內(nèi)形成導(dǎo)熱循環(huán)通道；及 至少一組補(bǔ)水管線，所述補(bǔ)水管線的一端密封地貫穿所述乏燃料水池，所述補(bǔ)水管線的另一端連通所述乏燃料水池外的海水或河水。2.如權(quán)利要求1所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述熱管回路包括 蒸發(fā)換熱器，所述蒸發(fā)換熱器容置于所述乏燃料水池內(nèi)； 冷凝換熱器，所述冷凝換熱器容置于所述乏燃料水池外的海水或河水中，且所述冷凝換熱器的位置高于所述蒸發(fā)換熱器的位置； 上升管，所述上升管密封地貫穿所述乏燃料水池且兩端分別連通所述蒸發(fā)換熱器的出口、所述冷凝換熱器的入口 ； 下降管，所述下降管密封地貫穿所述乏燃料水池且兩端分別連通所述冷凝換熱器的出口、所述蒸發(fā)換熱器的入口 ；及 低沸點(diǎn)介質(zhì)，所述低沸點(diǎn)介質(zhì)在所述蒸發(fā)換熱器、所述上升管、所述冷凝換熱器、所述下降管形成的所述導(dǎo)熱循環(huán)通道內(nèi)流動(dòng)。3.如權(quán)利要求2所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述乏燃料水池中具有含硼水，所述蒸發(fā)換熱器淹沒于所述含硼水中。4.如權(quán)利要求2所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述蒸發(fā)換熱器的入口位于其下端，所述蒸發(fā)換熱器的出口位于其上端。5.如權(quán)利要求2所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述冷凝換熱器的入口位于其上端，所述冷凝換熱器的出口位于其下端。6.如權(quán)利要求2所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述蒸發(fā)換熱器位于所述乏燃料水池內(nèi)的乏燃料組件的上方。7.如權(quán)利要求1所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述乏燃料水池內(nèi)的水位低于所述乏燃料水池外的海水或河水的水位。8.如權(quán)利要求1所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述補(bǔ)水管線包括一管道，所述管道的一端密封地貫穿所述乏燃料水池，所述管道的另一端容置于所述乏燃料水池外的海水或河水中。9.如權(quán)利要求8所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述補(bǔ)水管線還包括取水過濾器，所述取水過濾器容置于所述乏燃料水池外的海水或河水中并固定于所述管道的端部。10.如權(quán)利要求8所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述補(bǔ)水管線還包括補(bǔ)硼箱，所述補(bǔ)硼箱的位置高于所述管道并連通所述管道。11.如權(quán)利要求8所述的非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于:所述補(bǔ)水管線還包括設(shè)于所述管道上的多個(gè)隔離閥。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種非能動(dòng)乏燃料水池冷卻及補(bǔ)水系統(tǒng)，包括至少一組熱管回路及至少一組補(bǔ)水管線，熱管回路的一端容置于乏燃料水池內(nèi)，另一端容置于乏燃料水池外的海水或河水中，熱管回路內(nèi)形成導(dǎo)熱循環(huán)通道；補(bǔ)水管線的一端密封地貫穿乏燃料水池，另一端連通所述乏燃料水池外的海水或河水。熱管回路能夠非能動(dòng)地將乏燃料水池內(nèi)的熱量傳遞到海水或河水中，實(shí)現(xiàn)乏燃料水池的長(zhǎng)期余熱導(dǎo)出，而事故工況導(dǎo)致乏燃料水池內(nèi)的水位下降時(shí)，補(bǔ)水管線能夠非能動(dòng)地進(jìn)行補(bǔ)水。因此，本發(fā)明無需動(dòng)力維持，不會(huì)因失電事故而導(dǎo)致不可用，系統(tǒng)可靠性高，尤其對(duì)于全場(chǎng)斷電工況的防護(hù)能力強(qiáng)，從而提高核電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【IPC分類】G21C15/18
【公開號(hào)】CN105118534
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510608859
【發(fā)明人】林維青, 傅先剛, 蔣曉華, 王婷, 盧向暉, 楊江, 林建樹, 林支康, 方思遠(yuǎn), 蔡永鐵, 梁任
【申請(qǐng)人】中科華核電技術(shù)研究院有限公司, 中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司, 中國(guó)廣核電力股份有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月23日