一种二次侧非能动余热导出系统技术方案

本发明专利技术公开了一种二次侧非能动余热导出系统，包括蒸汽发生器，蒸汽发生器包括外壳和内筒，外壳上连接有设置了主蒸汽隔离阀的主蒸汽管道，外壳和内筒之间形成有给水下降空间，系统还包括用于进行热交换的非能动冷却水箱和装有冷却剂的冷却池，冷却水箱和冷却池均设置在安全壳外侧，且入水口均通过管道连接于主蒸汽管道的位于主蒸汽管道上游的位置，出水口均通过管道连接于外壳并与所述给水下降空间连通，冷却水箱的入水口还通过管道连接于外壳并与所述给水下降空间连通，冷却池的出水口还通过管道连接冷却水箱的给水口。本发明专利技术针对可以在现有系统的基础上直接进行改进，简易，实施的难度小，且采用的是非能动形式，所需的运行成本减少。

A passive waste heat extraction system on secondary side

【技术实现步骤摘要】
一种二次侧非能动余热导出系统
本专利技术涉及核电领域，尤其涉及一种二次侧非能动余热导出系统。
技术介绍
堆芯热量导出时，一般是利用蒸汽发生器进行常规换热，堆芯的冷却剂被加热后，流入压力容器的上腔室、热管段、蒸汽发生器传热管的上升段，然后再进入蒸汽发生器传热管的下降段，再流入冷管段、通过主泵，进入压力容器的下降段、下腔室，最终返回堆芯，形成循环，导出堆芯热量、避免堆芯损坏或者熔化。蒸汽发生器通过传热管的热交换，传热管外部的冷却剂产生蒸汽，带走传热管内部的冷却剂的热量。但是在全厂失电停堆后，实质上还是存在堆芯余热需要排出，而此时一回路主泵停运，一回路的工质无法正常循环，也就无法把堆芯预热带出来。二回路给水泵等等也会停运，也无法把一回路的热量带走，所以需要设计余热导出方案。现有的堆芯余热排出方式主要有以下缺陷：有的需要动力维持，例如有的使用柴油机供电系统，成本太高，系统较为复杂，一旦备用动力也失去则无法挽救；有的非能动方式直接冷却一回路工质，带有放射性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种二次侧非能动余热导出系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种二次侧非能动余热导出系统，用于导出堆芯热量，包括设置在安全壳内侧的对堆芯冷却剂进行循环冷却的蒸汽发生器，蒸汽发生器包括外壳和内筒，外壳上连接有设置了主蒸汽隔离阀的主蒸汽管道，外壳和内筒之间形成有给水下降空间，系统还包括用于进行热交换的非能动冷却水箱和装有冷却剂的冷却池，冷却水箱和冷却池均设置在安全壳外侧，且入水口均通过管道连接于主蒸汽管道的位于主蒸汽管道上游的位置，出水口均通过管道连接于外壳并与所述给水下降空间连通，冷却水箱的入水口还通过管道连接于外壳并与所述给水下降空间连通，冷却池的出水口还通过管道连接冷却水箱的给水口。在本专利技术所述的二次侧非能动余热导出系统中，所述外壳和内筒之间设置有第一隔板和第二隔板，内筒设置有第三隔离板，第三隔离板将内筒划分为第一给水上升段和第二给水上升段，内筒中的传热管的上升段位于所述第一给水上升段内，传热管的下降段位于所述第二给水上升段内，所述第一隔板和第二隔板共同将所述给水下降空间划分为第一给水下降段和第二给水下降段，第二给水下降段底部所覆盖的内筒的区段与所述第一给水上升段底部所覆盖的内筒的区段不存在公共区段，冷却水箱和冷却池的出水口通过管道与所述第二给水下降段以及第二给水上升段连通。在本专利技术所述的二次侧非能动余热导出系统中，内筒内还设置有位于给水环管上部的第四隔板，第四隔板向下倾斜设置，且第四隔板的水平投影覆盖所述第一给水下降段。在本专利技术所述的二次侧非能动余热导出系统中，所述冷却水箱与主蒸汽管道连接的管道设置有汽水回流阀，所述冷却水箱的入水口与外壳连接的管道设置有冷却水回流阀，冷却池与主蒸汽管道连接的管道设置有快速冷却阀，冷却池与冷却水箱的给水口连接的管道上设置有第一池阀，冷却水箱的出水口与外壳连接的管道上设置有注水阀，冷却池的出水口通过设置了第二池阀的管道连接注水阀上游的管道。在本专利技术所述的二次侧非能动余热导出系统中，注水阀上游的管道还连接有设置了消防水注入阀的、可接入外部消防水的管道。在本专利技术所述的二次侧非能动余热导出系统中，冷却水箱内部包括连接于其入水口和出水口之间的热交换器。在本专利技术所述的二次侧非能动余热导出系统中，所述热交换器包括侧U型管、直管或者蛇形管。在本专利技术所述的二次侧非能动余热导出系统中，所述冷却池内设置有多个冰块，各个冰块之间设置间隙。实施本专利技术的二次侧非能动余热导出系统，具有以下有益效果：本专利技术针对可以在现有系统的基础上直接进行改进，简易，实施的难度小，且采用的是非能动形式，所需的运行成本减少；进一步地，本专利技术设置隔板将传热管的上升段和下降段隔开，外壳和内筒的隔板使得传热管的上升段和下降段分别具有相应的给水下降段，因此本专利技术可以实现仅对传热管下降段的降温，因此解决对蒸汽发生器的传热管同时冷却导致传热管内发生断流不能形成自然循环导出堆芯热量的问题，可以实现不断流并自然循环的二次侧非能动余热导出。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：图1是较佳实施例提供的余热导出系统的结构示意图；图2是图1中的A-A横截面图；图3是图1中的B-B横截面图；图4是三种形式的热交换器的结构示意图；图5是冷却池的横截面示意图；图6是导出余热时蒸汽快速冷却并补充蒸汽发生器水位的示意图；图7是导出余热时正常循环冷却的示意图；图8是导出余热时移动和消防水冷却的示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的典型实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本专利技术的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本专利技术实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本专利技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。参考图1，较佳实施例中，二次侧非能动余热导出系统可以在现有的蒸汽发生器的基础上进行改进，既可以在正常情况下导出堆芯热量，还可以在全厂失电停堆时，导出堆芯余热。现有技术中，蒸汽发生器设置在安全壳1内侧，其包括外壳12和内筒11。内筒11内部形成给水上升空间，内筒11中还设置有传热管2，传热管2大致呈U型，包括左侧的上升段和右侧的下降段。外壳12顶部连接有设置了主蒸汽隔离阀31的主蒸汽管道24，外壳12和内筒11之间形成有给水下降空间，外壳12上部左右两侧分别连接有设置了给水阀312、34的外部管道，外壳12内部在传热管2上方设置有内给水环管22、23、汽水分离器4。靠外壳12大致底部位置的左右两侧还连接两根可以排除内筒11内部的冷却水的设置了排污阀310、311的管道，该管道穿设外壳12延伸至内筒11中。本实施例，一方面，在安全壳1外侧设置用于进行热交换的非能动冷却水箱5和装有冷却剂的冷却池6，实现非能动余热导出；另一方面，对蒸汽发生器内部部分改进，实现不断流循环冷却。具体的，继续参考图1，冷却水箱5和冷却池6的入水口均通过管道连接于主蒸汽管道24的位于主蒸汽管道24上游的位置，且冷却水箱5与主蒸汽管道24连接的管道设置有汽水回流阀33本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次侧非能动余热导出系统，用于导出堆芯热量，包括设置在安全壳(1)内侧的对堆芯冷却剂进行循环冷却的蒸汽发生器，蒸汽发生器包括外壳(12)和内筒(11)，外壳(12)上连接有设置了主蒸汽隔离阀(31)的主蒸汽管道(24)，外壳(12)和内筒(11)之间形成有给水下降空间，其特征在于，系统还包括用于进行热交换的非能动冷却水箱(5)和装有冷却剂的冷却池(6)，冷却水箱(5)和冷却池(6)均设置在安全壳(1)外侧，且冷却水箱(5)和冷却池(6)的入水口均通过管道连接于主蒸汽管道(24)的位于主蒸汽管道(24)上游的位置，出水口均通过管道连接于外壳(12)并与所述给水下降空间连通，冷却水箱(5)的入水口还通过管道连接于外壳(12)并与所述给水下降空间连通，冷却池(6)的出水口还通过管道连接冷却水箱(5)的给水口。

【技术特征摘要】
1.一种二次侧非能动余热导出系统，用于导出堆芯热量，包括设置在安全壳(1)内侧的对堆芯冷却剂进行循环冷却的蒸汽发生器，蒸汽发生器包括外壳(12)和内筒(11)，外壳(12)上连接有设置了主蒸汽隔离阀(31)的主蒸汽管道(24)，外壳(12)和内筒(11)之间形成有给水下降空间，其特征在于，系统还包括用于进行热交换的非能动冷却水箱(5)和装有冷却剂的冷却池(6)，冷却水箱(5)和冷却池(6)均设置在安全壳(1)外侧，且冷却水箱(5)和冷却池(6)的入水口均通过管道连接于主蒸汽管道(24)的位于主蒸汽管道(24)上游的位置，出水口均通过管道连接于外壳(12)并与所述给水下降空间连通，冷却水箱(5)的入水口还通过管道连接于外壳(12)并与所述给水下降空间连通，冷却池(6)的出水口还通过管道连接冷却水箱(5)的给水口。2.根据权利要求1所述的二次侧非能动余热导出系统，其特征在于，所述外壳(12)和内筒(11)之间设置有第一隔板(101)和第二隔板(102)，内筒(11)设置有第三隔离板(103)，第三隔离板(103)将内筒(11)划分为第一给水上升段(300)和第二给水上升段(400)，内筒(11)中的传热管(2)的上升段位于所述第一给水上升段(300)内，传热管(2)的下降段位于所述第二给水上升段(400)内，所述第一隔板(101)和第二隔板(102)共同将所述给水下降空间划分为第一给水下降段(100)和第二给水下降段(200)，第二给水下降段(200)底部所覆盖的内筒(11)的区段与所述第一给水上升段(300)底部所覆盖的内筒(11)的区段不存在公共区段...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭华，秦治国，
申请(专利权)人：中广核北京仿真技术有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44