池式钠冷快堆事故余热排放系统技术方案

本实用新型专利技术属于钠冷快堆的安全设施技术领域，具体涉及一种池式钠冷快堆的事故余热排放系统。本实用新型专利技术所提供的事故余热排放系统，它有两个特点，其一是独立性。该系统是一套独立的热传输系统，它有自己的一回路和二回路，能不依靠主热传输系统就能将堆芯的剩余释热导出。其二是非能动性。该系统的一回路和二回路以及流过空气热交换器的空气均采用自然循环的方式运行，并且在系统的主管道中不设任何阀门，只有空气热交换器的进、出口风门是能动的，从而最大限度地保证了本系统的非能动性。总之，本系统有效克服了现有技术的缺陷，在事故工况时，能够有效地将堆芯的剩余释热排出。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
池式钠冷快堆事故余热排放系统
本技术属于钠冷快堆的安全设施
，具体涉及一种池 式钠冷快堆的事故余热排放系统。技术背景快中子增殖堆简称快堆，它的简单工作过程是反应堆堆芯产生 的热量由液态钠载出，送给中间热交换器；在中间热交换器中， 一回 路钠把热量传给中间回路钠；中间回路钠进入蒸汽发生器，将热量传 递给二回路的水，二回路的水变成蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。用 中间回路把一回路和二回路分开，是为了防止二回路的水漏入堆芯， 与一回路中的钠发生激烈的化学反应，危及反应堆安全，同时，也是 为了避免当发生事故时，堆内受高通量快中子辐照的放射性钠扩散到 外部。当快堆遭遇地震、系统供电全部中断、所有蒸汽发生器给水中断 等事故工况时，堆芯的剩余释热就无法通过一、二回路导出。为能顺 利地导出堆芯余热，避免堆芯熔化，必须设置一个事故余热排放系统。国外已建成的池式钠冷快堆的事故余热排放系统通常是在二回 路并联一个辅助冷却系统，用于事故时排出堆芯的剩余释热，如俄罗 斯的BN-600快堆就是采用的该种形式。这种形式虽然可以在事故 时排出堆芯的剩余释热，但是由于辅助冷却系统和二回路是并联的， 当辅助冷却系统和二回路共用的部分出现故障时，可能导致二回路和 辅助冷却系统均失效，从而使堆芯的剩余释热无法导出。另外，在启 动辅助冷却系统时，要操作阀门，从而增加了系统的能动性，降低了 系统的安全功能。
技术实现思路
本技术的目的是，针对现有的池式钠冷快堆的事故余热排放系统能动性差的问题，提供一种能够依靠自然循环就能将堆芯的剩余 释热排出，具有较好非能动安全特性的池式钠冷快堆事故余热排放系统。本技术是这样实现的， 一种池式钠冷快堆事故余热排放装 置，是由热交换设备及相应的主管道和测量、控制仪表组成的环路， 其中，所述的热交换设备是由独立热交换器和空气热交换器串连而 成，其中独立热交换器的下部反应堆容器的钠池中，空气热交换器外 连拔风烟囱。所述的独立热交换器是一种非能动的浸入式钠一钠热交 换器，它包括安全外壳，在安全外壳内设有外管，外管内设有内管，内管顶端开口，底端与安全外壳的底部相通；外管的管壁为双层结构， 顶端设有钠出口，底端同内管外的换热管束的上出口相通；换热管束 的下入口同安全外壳的底部连通；安全外壳与内管之间的空间通过上 管板、下管板密封，在该密封段的上部开有入口格栅，下部设有出口 格栅。所述的独立热交换器的接管设有保护套。所述的空气热交换器 是一种非能动的钠一空气热交换器，它包括筒体，筒体顶端设有出口 风门，底端设有进口风门，筒体内腔的上部设有膨胀罐，膨胀罐通过 支承板固定在筒体上，膨胀罐顶端设有氩气进口接管，氩气进口接管 延伸至筒体外，膨胀罐底端与钠进口管连通，膨胀罐的筒体与换热管 管束连通，换热管管束与钠排出口管连通。所述的空气热交换器的进 口风门和出口风门设有电动和手动两种驱动装置。所述的空气热交换 器设有底盘。所述的主管道为双层管道。所述的环路为两个独立的环 路。所述的每个环路设有独立的供电电路。本技术所提供的事故余热排放系统，它有两个特点，其一是 独立性。该系统是一套独立的热传输系统，它有自己的一回路和二回 路(中间回路)，能不依靠主热传输系统就能将堆芯的剩余释热导出。 其二是非能动性。该系统的一回路和二回路(中间回路)以及流过空气 热交换器的空气均采用自然循环的方式运行，并且在系统的主管道中 不设任何阀门，只有空气热交换器的进、出口风门是能动的，从而最 大限度地保证了本系统的非能动性。总之，本系统有效克服了享有技 术的的缺陷，在事故工况时，能够有效地将堆芯的剩余释热排出。附图说明图1为池式钠冷快堆的事故余热排放系统原理图；图2为实施例所提供的一种池式钠冷快堆的事故余热排放系统 的结构示意图；图3是本技术提供的浸入式钠-钠热交换器的结构图；图4是图3最上部的局部结构放大图；图5是图3上中部的局部结构放大图；图6是图3中部的局部结构放大图；图7是图3下中部的局部结构放大图；图8是图3下部的局部结构放大图；图9是图3最下部的局部结构放大图。图10是本技术提供的钠-空气热交换器的结构图；图中，l拔风烟囱，2空气热交换器出口风门，3空气热交换器、 4空气热交换器进口风门，5独立热交换器，6反应堆容器，7主管道， 201内管，202安全外壳，203屏蔽法兰，204压紧法兰，205外管， 206支承座，207屏蔽筒，208混合腔，209排放室，210上管板，211 入口格栅，212安全外壳下侧筒体，213出口格栅，214下管板，215 安全外壳底部，216换热管束，217钠出口， 218钠泄露测量管罩， 301出口风门，302氩气进口接管，303筒体，304膨胀罐，305排除 管，306定位钢带，307下集流器，308钠出口管，309钠进口管，310. 水泥地面，311进口风门，312保温层，313电加热器，314换热管管 束，315漏钠接管。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案作进一步阐述。 如图l和图2所示，本技术由两个相互独立、结构相同的环 路组成，每个环路都能足够有效地保证反应堆堆芯剩余释热的排放。 每个环路由一台独立热交换器5、 一台空气热交换器3、带电加热丝 和保温层的双层主管道7及测量、控制仪表组成。独立热交换器5和 空气热交换器3串连，独立热交换器5的下部浸入堆芯的钠池中，空气热交换器3外连拔风烟囱1。其中，独立热交换器5是一种浸入式非能动的钠一钠热交换器。 它包括安全外壳，在安全外壳内设有外管，外管内设有内管。内管顶 端开口，底端与安全外壳的底部相通；外管的管壁为双层结构，顶端 设有钠出口，底端同内管外的换热管束的上出口相通；换热管束的下 入口同安全外壳的底部连通；安全外壳与内管之间的空间通过上管 板、下管板密封，在该密封段的上部开有入口格栅，下部设有出口格恤微。本实施例所用的空气热交换器3是一种非能动的钠一空气热交 换器。它包括筒体，筒体顶端设有出口风门2，底端设有进口风门4。 筒体内腔的上部设有膨胀罐，膨胀罐通过支承板固定在筒体上，膨胀 罐顶端设有氩气进口接管，氩气进口接管延伸至筒体外，膨胀罐底端 与钠进口管连通，膨胀罐的筒体与换热管管束连通，换热管管束与钠 排出口管连通。其中，进口风门4设计为3个单段，出口风门2设计 为1个双段。3个进口风门中的一个出现故障，出口风门两个单元段 中的一个出现故障时，本装置仍能有效地将堆芯的剩余释热排放。空 气热交换器3的风门或风门单元设有电动和手动两种驱动装置，并设 有两个独立的供电电路，分别服务于本装置两个独立的环路中空气热 交换器3的进口风门4和出口风门2的电传动装置和风门位置传感 器，并且包括独立电源，如蓄电池组、柴油发电机等。同时，本系统的主管道7全部采用双层管道；独立热交换器5的 接管设有保护套；空气热交换器3设有底盘，当空气热交换器发生钠 泄漏时，可将底盘收集到的钠排放到钠泄漏接收罐中。因此，本系统的一回路、中间回路、流过空气热交换器3的空气 均采用非能动的自然循环的方式，除进口风门4和出口风门2夕卜，本 系统主管道7中再无任何能动装置。下面以为某快堆所设计的事故余热排放系统为例，对实施例所提 供的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种池式钠冷快堆事故余热排放装置，是由热交换设备及相应的主管道（７）和测量、控制仪表组成的环路，其特征在于：所述的热交换设备是由独立热交换器（５）和空气热交换器（３）串连而成，其中独立热交换器（５）的下部反应堆容器（６）的钠池中，空气热交换器（３）外连拔风烟囱（１）。

【技术特征摘要】
1.一种池式钠冷快堆事故余热排放装置，是由热交换设备及相应的主管道(7)和测量、控制仪表组成的环路，其特征在于所述的热交换设备是由独立热交换器(5)和空气热交换器(3)串连而成，其中独立热交换器(5)的下部反应堆容器(6)的钠池中，空气热交换器(3)外连拔风烟囱(1)。2. 根据权利要求1所述的池式钠冷快堆事故余热排放装置，其 特征在于所述的独立热交换器(5)是一种非能动的浸入式钠一钠 热交换器，它包括安全外壳，在安全外壳内设有外管，外管内设有内 管，内管顶端开口，底端与安全外壳的底部相通；外管的管壁为双层 结构，顶端设有钠出口，底端同内管外的换热管束的上出口相通；换 热管束的下入口同安全外壳的底部连通；安全外壳与内管之间的空间 通过上管板、下管板密封，在该密封段的上部开有入口格栅，下部设 有出口格栅。3. 根据权利要求2所述的池式钠冷快堆事故余热排放装置，其 特征在于所述的独立热交换器(5)的接管设有保护套。4. 根据权利要求1所述的池式钠冷快堆事故余热排放装置，其 特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐銤，刘莲萍，杨福昌，叶原武，余华金，刘嘉一，唐龙，许义军，杨志民，张东辉，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]