專利名稱:一種與主回路直接連接的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于核反應(yīng)堆專設(shè)安全系統(tǒng)，具體涉及非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，它用于反應(yīng)堆核動(dòng)力裝置非正常停堆時(shí)正常余熱導(dǎo)出功能不可用情況下排出反應(yīng)堆余熱，保障堆芯安全。
背景技術(shù)：
我國(guó)對(duì)核設(shè)施的安全非常重視，新設(shè)計(jì)和正在建造的壓水堆核動(dòng)力裝置必須考慮全廠斷電情況下，堆芯衰變熱的導(dǎo)出。在全廠斷電事故工況下，反應(yīng)堆緊急停堆后，由于喪失電源，正常余熱排出系統(tǒng)由于余熱排出泵失電停運(yùn)，堆芯衰變熱無(wú)法導(dǎo)出，會(huì)造成反應(yīng)堆超溫超壓，因此通過(guò)在主回路直接設(shè)置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)導(dǎo)出堆芯衰變熱，提高反應(yīng)堆的固有安全性。本系統(tǒng)的投入無(wú)需人為干預(yù)，無(wú)需外加電源和其他外力驅(qū)動(dòng)，即可自行維持堆芯長(zhǎng)時(shí)間處于安全狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種與反應(yīng)堆主回路直接連接的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種與主回路直接連接的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，它包括反應(yīng)堆，反應(yīng)堆通過(guò)管線與系統(tǒng)入口閥連接，系統(tǒng)入口閥還與非能動(dòng)余熱排出冷卻器連接，非能動(dòng)余熱排出冷卻器的另一端與并聯(lián)的氣動(dòng)控制閥連接，氣動(dòng)控制閥與反應(yīng)堆冷卻劑泵連接，反應(yīng)堆冷卻劑泵通過(guò)管線連接到反應(yīng)堆上。
所述的非能動(dòng)余熱排出冷卻器浸沒(méi)于冷卻水箱中。
所述的非能動(dòng)余熱排出冷卻器是一種L形管換熱器，由若干L形傳熱管連接于進(jìn)出口封頭上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)在反應(yīng)堆主回路直接設(shè)置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)導(dǎo)出堆芯衰變熱，提高反應(yīng)堆的固有安全性。本系統(tǒng)的投入無(wú)需人為干預(yù)，無(wú)需外加電源和其他外力驅(qū)動(dòng)，即可自行維持堆芯長(zhǎng)時(shí)間處于安全狀態(tài)。本系統(tǒng)的閥門、非能動(dòng)余熱排出冷卻器阻力小，具有較高的自然循環(huán)能力。


圖1為本發(fā)明所提供的一種與主回路直接連接的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)示意圖。
圖中，I反應(yīng)堆冷卻劑泵，2系統(tǒng)入口閥，3非能動(dòng)余熱排出冷卻器，4冷卻水箱，5氣動(dòng)控制閥，6反應(yīng)堆。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:
如圖1所示，一種與主回路直接連接的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，它包括反應(yīng)堆6，反應(yīng)堆6通過(guò)管線與系統(tǒng)入口閥2連接，系統(tǒng)入口閥2還與非能動(dòng)余熱排出冷卻器3入口連接，非能動(dòng)余熱排出冷卻器3浸沒(méi)于冷卻水箱4中，非能動(dòng)余熱排出冷卻器3的出口與并聯(lián)的氣動(dòng)控制閥5連接，氣動(dòng)控制閥5與反應(yīng)堆冷卻劑泵I連接，反應(yīng)堆冷卻劑泵I通過(guò)管線連接到反應(yīng)堆I上。
反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，本系統(tǒng)處于備用狀態(tài)，非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)入口管線的水溫高于出口管線處的水溫，非能動(dòng)余熱排出冷卻器內(nèi)均充滿反應(yīng)堆冷卻劑并處于和反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)相同的壓力狀態(tài)。
系統(tǒng)入口閥2是電動(dòng)閘閥，處于開(kāi)啟狀態(tài)；出口的氣動(dòng)隔離閥5處于關(guān)閉狀態(tài)，從而在電廠運(yùn)行期間建立并保持熱驅(qū)動(dòng)壓頭。非能動(dòng)余熱排出冷卻器3是一種L形管換熱器，由許多L形傳熱管連接于進(jìn)出口封頭上，整個(gè)換熱器浸沒(méi)于安全殼內(nèi)置冷卻水箱4中。
事故工況下，保護(hù)系統(tǒng)觸發(fā)緊急停堆，相關(guān)安全信號(hào)觸發(fā)本系統(tǒng)氣動(dòng)隔離閥5自動(dòng)開(kāi)啟，非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)投入運(yùn)行，形成兩個(gè)自然循環(huán)回路；第一個(gè)回路為反應(yīng)堆壓力容器和非能動(dòng)余熱排出冷卻器管程的反應(yīng)堆冷卻劑自然循環(huán)，第二個(gè)回路為安全殼內(nèi)置冷卻水箱內(nèi)部冷卻水自然循環(huán)及通過(guò)內(nèi)置冷卻水箱的水溫升高、蒸發(fā)、被安全殼冷卻劑系統(tǒng)冷凝流回水箱的循環(huán)過(guò)程。本系統(tǒng)通過(guò)合理的管路配置，確保反應(yīng)堆冷卻劑通過(guò)非能動(dòng)余熱排出冷卻器將熱量導(dǎo)出，將反應(yīng)堆余熱傳遞給冷卻水箱，并經(jīng)安全殼冷卻系統(tǒng)傳遞給安全殼外的冷卻水，從而使反應(yīng)堆處于安全停堆狀態(tài)，保證反應(yīng)堆的安全。
本發(fā)明采用非能動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)，即無(wú)可運(yùn)動(dòng)部件無(wú)需借助外力，不采用泵驅(qū)動(dòng)，在喪失電源情況下仍然可用。
非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)投入運(yùn)行后，反應(yīng)堆冷卻劑經(jīng)堆芯加熱后，上升流到非能動(dòng)余熱排出冷卻器，在冷卻器內(nèi)冷卻，將熱量傳給冷卻水箱中的冷卻水，然后依靠重力作用返回反應(yīng)堆壓力容器，從而完成一次循環(huán)；冷卻水箱水蒸發(fā)后，經(jīng)專設(shè)的冷卻系統(tǒng)冷凝，返回冷卻水箱。
本發(fā)明技術(shù)方案是將系統(tǒng)直接接在主回路接口上；接在熱段的系統(tǒng)入口管線上設(shè)置常開(kāi)的電動(dòng)閘閥；出口管線上設(shè)置并聯(lián)安裝的常關(guān)氣動(dòng)控制閥，為失效開(kāi)啟模式，在失去電源、空氣壓力喪失或控制信號(hào)觸發(fā)下開(kāi)啟。氣動(dòng)控制閥，采用球閥形式，在閥門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有可靠電源保障情況下，可通過(guò)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度以控制降溫速率。
本系統(tǒng)的關(guān)鍵傳熱部件——非能動(dòng)余熱排出冷卻器，是由特定數(shù)量的倒L形傳熱管組成的管式換熱器，傳熱管直接浸沒(méi)于提供熱阱功能的冷卻水中；傳熱管進(jìn)出口連接在管板上，并由上下兩個(gè)封頭提供流量分配和收集。為達(dá)到足夠的自然循環(huán)能力，冷卻器中心線安裝標(biāo)高和堆芯活性段中心線有足夠位差。
非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)投入運(yùn)行后，反應(yīng)堆冷卻劑經(jīng)堆芯加熱后，上升流到非能動(dòng)余熱排出冷卻器，在冷卻器內(nèi)冷卻，將熱量傳給冷卻水箱中的冷卻水，然后依靠重力作用返回反應(yīng)堆壓力容器，從而完成一次循環(huán)；冷卻水箱水蒸發(fā)后，經(jīng)專設(shè)的冷卻系統(tǒng)冷凝，通過(guò)回收裝置，返回冷卻水箱。冷卻水箱中需要儲(chǔ)存足夠的水量，以持續(xù)導(dǎo)出熱量，并在冷卻水箱失去冷卻熱阱時(shí)可以為非能動(dòng)余熱排出冷卻器提供足夠長(zhǎng)時(shí)間的冷卻。整個(gè)系統(tǒng)包括設(shè)備、閥門和管道在滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能小地降低流動(dòng)阻力，以便提高自然循環(huán)能力。
權(quán)利要求
1.一種與主回路直接連接的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，其特征在于:它包括反應(yīng)堆(6)，反應(yīng)堆(6)通過(guò)管線與系統(tǒng)入口閥(2)連接，系統(tǒng)入口閥(2)還與非能動(dòng)余熱排出冷卻器(3)連接，非能動(dòng)余熱排出冷卻器(3)的另一端與并聯(lián)的氣動(dòng)控制閥(5)連接，氣動(dòng)控制閥(5)與反應(yīng)堆冷卻劑泵(I)連接，反應(yīng)堆冷卻劑泵(I)通過(guò)管線連接到反應(yīng)堆(I)上。
2.如權(quán)利要求
1所述的一種與主回路直接連接的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，其特征在于:所述的非能動(dòng)余熱排出冷卻器(3)浸沒(méi)于安全殼內(nèi)置冷卻水箱(4)中。
3.如權(quán)利要求
2所述的一種與主回路直接連接的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，其特征在于:非能動(dòng)余熱排出冷卻器(3)是一種L形管換熱器，由若干L形傳熱管連接于進(jìn)出口封頭上。
專利摘要
本實(shí)用新型屬于核反應(yīng)堆專設(shè)安全系統(tǒng)，一種與主回路直接連接的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，它包括反應(yīng)堆，反應(yīng)堆通過(guò)管線與系統(tǒng)入口閥連接，系統(tǒng)入口閥還與非能動(dòng)余熱排出冷卻器連接，非能動(dòng)余熱排出冷卻器的另一端與并聯(lián)的氣動(dòng)控制閥連接，氣動(dòng)控制閥與反應(yīng)堆冷卻劑泵連接，反應(yīng)堆冷卻劑泵通過(guò)管線連接到反應(yīng)堆上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)在反應(yīng)堆主回路直接設(shè)置非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)導(dǎo)出堆芯衰變熱，提高反應(yīng)堆的固有安全性。本系統(tǒng)的投入無(wú)需人為干預(yù)，無(wú)需外加電源和其他外力驅(qū)動(dòng)，即可自行維持堆芯長(zhǎng)時(shí)間處于安全狀態(tài)。本系統(tǒng)的閥門、非能動(dòng)余熱排出冷卻器阻力小，具有較高的自然循環(huán)能力。
文檔編號(hào)G21C15/18GKCN202948737SQ201220542200
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年10月22日
發(fā)明者汪宇, 陳志輝 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