一种高温气冷堆堆芯余热导出系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高温气冷堆堆芯余热导出系统及方法，其中系统包括：至少两列入口进风列、反应堆舱室环形热屏蔽和吸附过滤装置；所有入口进风列均包括依次连通的入口调节风阀和干燥塔，且每个入口进风列中入口调节风阀与干燥塔的连接管道上均安装有在线风量仪表；所述反应堆舱室环形热屏蔽的入口连通所有入口进风列中干燥塔的出口，所述反应堆舱室环形热屏蔽的出口分两路，一路依次连通吸附过滤装置和若干出口排风百叶窗，另一路直接连通若干出口排风百叶窗。本发明专利技术所述的高温气冷堆堆芯余热导出系统，利用空气自然循环冷却的原理导出堆芯余热，减少了反应堆正常功率运行期间堆芯功率的热损耗，同时简化了系统的设置。同时简化了系统的设置。同时简化了系统的设置。

【技术实现步骤摘要】
一种高温气冷堆堆芯余热导出系统及方法


[0001]本专利技术属于反应堆工程
，尤其涉及一种高温气冷堆堆芯余热导出系统及方法。

技术介绍

[0002]高温气冷堆余热导出系统在正常运行期间执行反应堆舱室的冷却功能，和屏蔽冷却水系统一起保证反应堆舱室混凝土壁面的温度不超过设计限值；在事故停堆和主传热系统失效情况下执行余热导出功能，负责将堆芯剩余发热可靠载出反应堆舱室。余热导出系统主要包括水冷壁、空气冷却器、膨胀水箱及相应的管道和阀门组成，主要利用冷却水的自然循环原理导出堆芯余热。
[0003]现有技术中主要存在以下问题：1)反应堆正常功率运行期间，余热导出系统连续运行依靠导出热量的方式和屏蔽冷却水系统配合来确保反应堆舱室混凝土墙壁温度低于规定限值，而从另一个角度来看这种运行方式相当于余热导出系统消耗了一部分反应堆的功率(约占单堆热功率的千分之五)，这对堆芯来说是一种热损耗，特别是对于超高温气冷堆(堆芯出口氦气温度不低于950℃)，不利于获得较高的堆芯出口温度；2)虽然系统设计时考虑了环境温度因素，但是由于采用了水来作为冷却剂且不能添加防冻剂(考虑到传热管材料因素限制)，在余热导出系统运行时仍然存在着在极端天气情况下冷却水结冰的风险；3)水冷壁加工难度大，加工周期长，间接降低了系统的经济性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的一个目的在于提出一种高温气冷堆堆芯余热导出系统，利用空气自然循环冷却的原理导出堆芯余热，减少了反应堆正常功率运行期间堆芯功率的热损耗，同时简化了系统的设置，降低了系统设备加工和安装的难度，提升了系统的经济性。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提出一种高温气冷堆堆芯余热导出方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种高温气冷堆堆芯余热导出系统，包括：至少两列入口进风列、反应堆舱室环形热屏蔽和吸附过滤装置；所有入口进风列均包括依次连通的入口调节风阀和干燥塔，且每个入口进风列中入口调节风阀与干燥塔的连接管道上均安装有在线风量仪表；所述反应堆舱室环形热屏蔽的入口连通所有入口进风列中干燥塔的出口，所述反应堆舱室环形热屏蔽的出口分两路，一路依次连通吸附过滤装置和若干出口排风百叶窗，另一路直接连通若干出口排风百叶窗；所述反应堆舱室环形热屏蔽的出口处安装有排风气载放射性监测仪表，反应堆舱室上安装有舱室壁面温度探头。
[0007]本专利技术实施例的高温气冷堆堆芯余热导出系统，利用空气自然循环冷却的原理导出堆芯余热，减少了反应堆正常功率运行期间堆芯功率的热损耗，同时简化了系统的设置，降低了系统设备加工和安装的难度，提升了系统的经济性。
[0008]另外，根据本专利技术上述实施例提出的高温气冷堆堆芯余热导出系统，还可以具有如下附加的技术特征：
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述入口进风列的数量为两列；吸附过滤装置为活性炭床。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述反应堆舱室环形热屏蔽为一个设在反应堆舱室内部且与反应堆舱室内壁形成环形封闭空间的筒状壳体。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述反应堆舱室环形热屏蔽为钢制筒状壳体；所述反应堆舱室环形热屏蔽与反应堆压力容器之间留有间距；所述反应堆舱室环形热屏蔽的入口和出口均延伸至反应堆舱室壁面以外。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述反应堆舱室环形热屏蔽外表面在垂直方向均匀分布有若干用于散热的肋片。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述反应堆舱室环形热屏蔽与反应堆压力容器同轴设置，且反应堆舱室环形热屏蔽顶部位于反应堆堆芯活性区的上方，反应堆舱室环形热屏蔽底部位于反应堆堆芯活性区的下方。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述反应堆舱室环形热屏蔽的出口与吸附过滤装置的入口连接管道上安装有三通阀，所述三通阀位于排风气载放射性监测仪表和吸附过滤装置之间；所述三通阀的一个出口连通若干出口排风百叶窗，三通阀的另一个出口依次连通吸附过滤装置的入口和若干排风百叶窗；所述吸附过滤装置经隔离阀与若干出口排风百叶窗连通。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述的高温气冷堆堆芯余热导出系统，还包括余热导出控制系统；所述余热导出控制系统的输入端与所有在线风量仪表、舱室壁面温度探头和排风气载放射性监测仪表连接，所述余热导出控制系统的输出端与所有入口调节风阀、隔离阀和三通阀连接。
[0016]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种高温气冷堆堆芯余热导出方法，包括利用如上所述的余热导出系统，在事故停堆和主传热系统失效情况下，打开所有入口调节风阀，新风从入口调节风阀进入，经过所有干燥塔干燥后进入反应堆舱室环形热屏蔽与反应堆舱室壁面所形成的封闭空间，而后根据排风气载放射性监测仪表的监测结果是否符合规定的排放标准，经过吸附过滤装置吸附过滤后或不经吸附过滤装置，从若干出口排风百叶窗排向大气，导出堆芯余热的步骤。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，所述的高温气冷堆堆芯余热导出方法，还包括反应堆正常运行工况下，所有入口调节风阀保持在关闭状态，利用反应堆舱室环形热屏蔽与反应堆舱室壁面所形成的封闭空间内静止的空气充当反应堆舱室壁面的绝热层，与屏蔽冷却水系统配合来确保反应堆舱室壁面温度符合规定的排放标准，但不对反应堆压力容器产生冷却效应的步骤。
[0018]本专利技术实施例的高温气冷堆堆芯余热导出方法与上述高温气冷堆堆芯余热导出系统相对于现有技术的优势基本相同，在此不再赘述。
[0019]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0020]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得
明显和容易理解，其中：
[0021]图1是根据本专利技术一个实施例的高温气冷堆堆芯余热导出系统简单结构示意图(也根据本专利技术一个实施例的高温气冷堆堆芯余热导出方法的流程示意图)。
[0022]图2是根据本专利技术一个实施例的高温气冷堆堆芯余热导出系统中反应堆舱室环形热屏蔽的结构示意图。
[0023]图3是根据本专利技术一个实施例的高温气冷堆堆芯余热导出系统的逻辑控制图(其中活性炭床隔离阀也即隔离阀)。
[0024]附图标记：
[0025]1‑
干燥塔；2
‑
反应堆舱室环形热屏蔽；3
‑
入口调节风阀；4
‑
三通阀；5
‑
出口排风百叶窗；6
‑
隔离阀；7
‑
在线风量仪表；8
‑
吸附过滤装置；9
‑
余热导出控制系统；10
‑
舱室壁面温度探头；11
‑
排风气载放射性监测仪表；12
‑
反应堆压力容器；13
‑
反应堆舱室壁面；14
‑
反应堆舱室环形热屏蔽进风口；15
‑
反应堆舱室环形热屏蔽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温气冷堆堆芯余热导出系统，其特征在于，包括：至少两列入口进风列、反应堆舱室环形热屏蔽和吸附过滤装置；所有入口进风列均包括依次连通的入口调节风阀和干燥塔，且每个入口进风列中入口调节风阀与干燥塔的连接管道上均安装有在线风量仪表；所述反应堆舱室环形热屏蔽的入口连通所有入口进风列中干燥塔的出口，所述反应堆舱室环形热屏蔽的出口分两路，一路依次连通吸附过滤装置和若干出口排风百叶窗，另一路直接连通若干出口排风百叶窗；所述反应堆舱室环形热屏蔽的出口处安装有排风气载放射性监测仪表，反应堆舱室上安装有舱室壁面温度探头。2.根据权利要求1所述的高温气冷堆堆芯余热导出系统，其特征在于，所述入口进风列的数量为两列；吸附过滤装置为活性炭床。3.根据权利要求1所述的高温气冷堆堆芯余热导出系统，其特征在于，所述反应堆舱室环形热屏蔽为一个设在反应堆舱室内部且与反应堆舱室内壁形成环形封闭空间的筒状壳体。4.根据权利要求3所述的高温气冷堆堆芯余热导出系统，其特征在于，所述反应堆舱室环形热屏蔽为钢制筒状壳体；所述反应堆舱室环形热屏蔽与反应堆压力容器之间留有间距；所述反应堆舱室环形热屏蔽的入口和出口均延伸至反应堆舱室壁面以外。5.根据权利要求3所述的高温气冷堆堆芯余热导出系统，其特征在于，所述反应堆舱室环形热屏蔽外表面在垂直方向均匀分布有若干用于散热的肋片。6.根据权利要求3所述的高温气冷堆堆芯余热导出系统，其特征在于，所述反应堆舱室环形热屏蔽与反应堆压力容器同轴设置，且反应堆舱室环形热屏蔽顶部位于反应堆堆芯活性区的上方，反应堆舱室环形热屏蔽底部位于反应堆堆芯活性区的下方。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：许杰，杨文明，张振鲁，孙惠敏，肖三平，雷伟俊，毛波，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司华能山东石岛湾核电有限公司，
类型：发明
国别省市：