堆芯冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及堆芯冷却系统，堆芯冷却系统包括主传热回路和补水单元，补水单元包括补水箱和补水管，补水箱的高度大于反应堆压力容器的高度，补水管的进口端与补水箱连接，补水管的出口端与冷管段连接。当失水事故初期，主泵依然在运行，冷管段中存在流通的冷却剂，冷却剂在主泵的压力下，经过进口管嘴流通至反应堆压力容器中。同时补水箱中的冷却剂由于重力因素，经过补水管流通至冷管段中，与冷管段中的冷却剂混合后，在主泵的压力作用下从反应堆压力容器的进口管嘴进入到反应堆压力容器。即本申请补水箱中的冷却剂能够同时在重力和主泵的压力的推动下，进入到压力容器中，从而减小反应堆压力容器中的静压的影响，增加流通速度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
堆芯冷却系统


[0001]本专利技术涉及堆芯冷却系统
，特别是涉及一种堆芯冷却系统。

技术介绍

[0002]核电站堆芯设置在反应堆压力容器内，反应堆压力容器与三条传热管路连接。每条传热管路均设一台主泵、一台蒸汽发生器。反应堆压力容器具有进口管嘴和出口管嘴。堆芯运行时，主泵驱动冷却剂在反应堆压力容器及传热管路内循环流动。主泵将液态冷却剂压入至堆芯中后，液态冷却剂在反应堆压力容器中吸收热量后，流通至蒸汽发生器中，在蒸汽发生器中释放热量后，通过主泵由反应堆压力容器的进口管嘴重新被压入堆芯，如此重复循环。其中，主泵出口与反应堆压力容器的进口管嘴之间的管段为冷管段，反应堆压力容器的出口管嘴和蒸汽发生器入口之间的管段为热管段，蒸汽发生器与主泵之间的管段为过渡管段。
[0003]核电厂冷却剂丧失事故(失水事故)指传热管路产生破口或破裂。失水事故将导致设置堆芯的反应堆压力容器中冷却剂减少，堆芯裸露，引起燃料元件升温并损坏，如不加干预，将导致堆芯熔毁，大量放射性物质释放，严重威胁核电三大安全功能。现有技术中一般通过补水系统对堆芯进行补水，以实现对堆芯的降温，补水安全系统一般包括能动系统和非能动系统两种。非能动堆芯补水系统利用密度差和重力作为驱动力，实现事故工况下向堆芯补水。
[0004]一般的非能动堆芯冷却系统，在事故中提供的用于冷却堆芯的应急冷却剂不能快速流通至反应堆压力容器内。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对补水箱中的冷却剂不能快速流通至反应堆压力容器的问题，提出一种堆芯冷却系统。
[0006]一种堆芯冷却系统，包括补水单元，包括主传热回路和补水单元；
[0007]所述主传热回路包括：反应堆压力容器、主泵、蒸汽发生器以及传热管路，所述传热管路包括依次连接的冷管段、热管段以及过渡管段，所述冷管段将所述主泵与所述反应堆压力容器连接，所述热管段将所述反应堆压力容器与所述蒸汽发生器连接，所述过渡管段将所述蒸汽发生器与所述主泵连接，所述传热管路用于输送冷却剂；
[0008]所述补水单元包括补水箱和补水管，所述补水箱的高度大于反应堆压力容器的高度，所述补水管的进口端与所述补水箱连接，所述补水管的出口端与所述冷管段连接。
[0009]在其中一个实施例中，沿着所述冷管段的延长方向，所述主泵相较于所述反应堆压力容器更靠近所述补水管与所述冷管段的连接位置。
[0010]在其中一个实施例中，所述补水管倾斜于所述冷管段。
[0011]在其中一个实施例中，所述补水单元还包括：
[0012]平衡管，所述平衡管的进口端用于与所述主传热回路连通，所述平衡管的出口端
连接于所述补水箱。
[0013]在其中一个实施例中，所述平衡管的进口端与所述冷管段连接，沿着所述冷管段中冷却剂的流动方向，所述补水管的出口端位于所述平衡管的进口端靠近所述反应堆压力容器的一侧。
[0014]在其中一个实施例中，所述蒸汽发生器的壳体上开设有平衡管接口，所述平衡管接口的高度大于所述蒸汽发生器的出口端的高度，所述平衡管的进口端与所述蒸汽发生器的平衡管接口连接。
[0015]在其中一个实施例中，所述平衡管的进口端与所述过渡管段连接，且沿着冷却剂的流动方向，所述平衡管的进口端与所述过渡管段的连接位置位于所述过渡管段的水封段之前。
[0016]在其中一个实施例中，所述补水单元还包括第一隔离阀，所述第一隔离阀设置在所述平衡管上。
[0017]在其中一个实施例中，所述补水单元还包括第二隔离阀，所述第二隔离阀设置在所述补水管上。
[0018]在其中一个实施例中，所述补水管包括依次连接的第一管段和第二管段；
[0019]所述第二隔离阀的数量为多个，多个所述第二隔离阀的进口端共同通过所述第一管段与所述补水箱的出口端连接，多个所述第二隔离阀的出口端共同通过所述第二管段与所述冷管段连接。
[0020]在其中一个实施例中，所述补水单元还包括止回阀，所述止回阀设置在所述补水管上。
[0021]在其中一个实施例中，所述补水单元的数量为一个，所述传热管路的数量为三个，一个所述补水单元与三个所述传热管路中的任意一个传热管路连接，且沿着所述冷管段的延长方向，所述反应堆压力容器相较于所述主泵更靠近所述补水管与所述冷管段的连接位置。
[0022]在其中一个实施例中，所述传热管路的数量为三个；
[0023]所述补水单元的数量为两个，两个所述补水单元与任意两个所述传热管路一一对应连接；或
[0024]所述补水单元的数量为三个，一个所述补水单元与一个所述传热管路一一对应连接。
[0025]上述的堆芯冷却系统，通过设置主传热回路和补水单元，补水单元包括补水箱和补水管，补水管的进口端与补水箱连接，补水管的出口端与冷管段连接。当失水事故发生初期，主泵依然在运行，冷管段中依然存在流通的冷却剂，冷却剂在主泵的压力下，经过反应堆压力容器的进口管嘴流通至反应堆压力容器中。同时补水箱中的冷却剂由于重力因素，经过补水管流通至冷管段中，与冷管段中原有的冷却剂混合后，混合后的冷却剂在主泵的压力作用下从反应堆压力容器的进口管嘴进入到反应堆压力容器。即本申请补水箱中的冷却剂能够同时在重力和主泵的压力的推动下，进入到压力容器中，从而能够减小反应堆压力容器中的静压的影响，增加流通速度。
附图说明
[0026]图1为一实施例中的堆芯冷却系统连接示意图；
[0027]图2为另一实施例中的堆芯冷却系统连接示意图。
[0028]附图标记：10
‑
反应堆压力容器；11
‑
进口管嘴；20
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蒸汽发生器；21
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下封头出口腔室；30
‑
主泵；40
‑
传热管路；41
‑
热管段；42
‑
过渡管段；43
‑
冷管段；
[0029]100
‑
补水单元；110
‑
补水箱；120
‑
补水管；121
‑
第二隔离阀；122
‑
止回阀；130
‑
平衡管；131
‑
第一隔离阀。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.堆芯冷却系统，其特征在于，包括主传热回路和补水单元；所述主传热回路包括：反应堆压力容器、主泵、蒸汽发生器以及传热管路，所述传热管路包括依次连接的冷管段、热管段以及过渡管段，所述冷管段将所述主泵与所述反应堆压力容器连接，所述热管段将所述反应堆压力容器与所述蒸汽发生器连接，所述过渡管段将所述蒸汽发生器与所述主泵连接，所述传热管路用于输送冷却剂；所述补水单元包括补水箱和补水管，所述补水箱的高度大于反应堆压力容器的高度，所述补水管的进口端与所述补水箱连接，所述补水管的出口端与所述冷管段连接。2.根据权利要求1所述的堆芯冷却系统，其特征在于，所述补水管倾斜于所述冷管段。3.根据权利要求1所述的堆芯冷却系统，其特征在于，所述补水单元还包括：平衡管，所述平衡管的进口端用于与所述主传热回路连通，所述平衡管的出口端连接于所述补水箱。4.根据权利要求3所述的堆芯冷却系统，其特征在于，所述平衡管的进口端与所述冷管段连接，沿着所述冷管段中冷却剂的流动方向，所述补水管的出口端位于所述平衡管的进口端靠近所述反应堆压力容器的一侧。5.根据权利要求3所述的堆芯冷却系统，其特征在于，所述蒸汽发生器的壳体上开设有平衡管接口，所述平衡管接口的高度大于所述蒸汽发生器的出口端的高度，所述平衡管的进口端与所述蒸汽发生器的平衡管接口连接。6.根据权利要求3所述的堆芯冷却系统，其特征在于，所述平衡管的进口端与所述过渡管段连接，且沿着冷却剂的流动方向，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆礼，刘东，张勋，司恒远，单玉忠，侯建飞，张辉，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：