一种与主回路直接连接的非能动余热排出系统技术方案

本实用新型专利技术属于核反应堆专设安全系统，一种与主回路直接连接的非能动余热排出系统，它包括反应堆，反应堆通过管线与系统入口阀连接，系统入口阀还与非能动余热排出冷却器连接，非能动余热排出冷却器的另一端与并联的气动控制阀连接，气动控制阀与反应堆冷却剂泵连接，反应堆冷却剂泵通过管线连接到反应堆上。本实用新型专利技术的优点是，通过在反应堆主回路直接设置非能动余热排出系统导出堆芯衰变热，提高反应堆的固有安全性。本系统的投入无需人为干预，无需外加电源和其他外力驱动，即可自行维持堆芯长时间处于安全状态。本系统的阀门、非能动余热排出冷却器阻力小，具有较高的自然循环能力。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于核反应堆专设安全系统，具体涉及非能动余热排出系统，它用于反应堆核动力装置非正常停堆时正常余热导出功能不可用情况下排出反应堆余热，保障堆芯安全。
技术介绍
我国对核设施的安全非常重视，新设计和正在建造的压水堆核动力装置必须考虑全厂断电情况下，堆芯衰变热的导出。在全厂断电事故工况下，反应堆紧急停堆后，由于丧失电源，正常余热排出系统由于余热排出泵失电停运，堆芯衰变热无法导出，会造成反应堆超温超压，因此通过在主回路直接设置非能动余热排出系统导出堆芯衰变热，提高反应堆的固有安全性。本系统的投入无需人为干预，无需外加电源和其他外力驱动，即可自行维持堆芯长时间处于安全状态。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种与反应堆主回路直接连接的非能动余热排出系统，本专利技术是这样实现的，一种与主回路直接连接的非能动余热排出系统，它包括反应堆，反应堆通过管线与系统入口阀连接，系统入口阀还与非能动余热排出冷却器连接，非能动余热排出冷却器的另一端与并联的气动控制阀连接，气动控制阀与反应堆冷却剂泵连接，反应堆冷却剂泵通过管线连接到反应堆上。所述的非能动余热排出冷却器浸没于冷却水箱中。所述的非能动余热排出冷却器是一种L形管换热器，由若干L形传热管连接于进出口封头上。本专利技术的优点是，通过在反应堆主回路直接设置非能动余热排出系统导出堆芯衰变热，提高反应堆的固有安全性。本系统的投入无需人为干预，无需外加电源和其他外力驱动，即可自行维持堆芯长时间处于安全状态。本系统的阀门、非能动余热排出冷却器阻力小，具有较高的自然循环能力。附图说明图1为本专利技术所提供的一种与主回路直接连接的非能动余热排出系统示意图。图中，I反应堆冷却剂泵，2系统入口阀，3非能动余热排出冷却器，4冷却水箱，5气动控制阀，6反应堆。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细描述:如图1所示，一种与主回路直接连接的非能动余热排出系统，它包括反应堆6，反应堆6通过管线与系统入口阀2连接，系统入口阀2还与非能动余热排出冷却器3入口连接，非能动余热排出冷却器3浸没于冷却水箱4中，非能动余热排出冷却器3的出口与并联的气动控制阀5连接，气动控制阀5与反应堆冷却剂泵I连接，反应堆冷却剂泵I通过管线连接到反应堆I上。反应堆一回路系统正常运行情况下，本系统处于备用状态，非能动余热排出系统入口管线的水温高于出口管线处的水温，非能动余热排出冷却器内均充满反应堆冷却剂并处于和反应堆冷却剂系统相同的压力状态。系统入口阀2是电动闸阀，处于开启状态；出口的气动隔离阀5处于关闭状态，从而在电厂运行期间建立并保持热驱动压头。非能动余热排出冷却器3是一种L形管换热器，由许多L形传热管连接于进出口封头上，整个换热器浸没于安全壳内置冷却水箱4中。事故工况下，保护系统触发紧急停堆，相关安全信号触发本系统气动隔离阀5自动开启，非能动余热排出系统投入运行，形成两个自然循环回路；第一个回路为反应堆压力容器和非能动余热排出冷却器管程的反应堆冷却剂自然循环，第二个回路为安全壳内置冷却水箱内部冷却水自然循环及通过内置冷却水箱的水温升高、蒸发、被安全壳冷却剂系统冷凝流回水箱的循环过程。本系统通过合理的管路配置，确保反应堆冷却剂通过非能动余热排出冷却器将热量导出，将反应堆余热传递给冷却水箱，并经安全壳冷却系统传递给安全壳外的冷却水，从而使反应堆处于安全停堆状态，保证反应堆的安全。本专利技术采用非能动方式实现，即无可运动部件无需借助外力，不采用泵驱动，在丧失电源情况下仍然可用。非能动余热排出系统投入运行后，反应堆冷却剂经堆芯加热后，上升流到非能动余热排出冷却器，在冷却器内冷却，将热量传给冷却水箱中的冷却水，然后依靠重力作用返回反应堆压力容器，从而完成一次循环；冷却水箱水蒸发后，经专设的冷却系统冷凝，返回冷却水箱。本专利技术技术方案是将系统直接接在主回路接口上；接在热段的系统入口管线上设置常开的电动闸阀；出口管线上设置并联安装的常关气动控制阀，为失效开启模式，在失去电源、空气压力丧失或控制信号触发下开启。气动控制阀，采用球阀形式，在阀门驱动机构有可靠电源保障情况下，可通过调节阀门开度以控制降温速率。本系统的关键传热部件——非能动余热排出冷却器，是由特定数量的倒L形传热管组成的管式换热器，传热管直接浸没于提供热阱功能的冷却水中；传热管进出口连接在管板上，并由上下两个封头提供流量分配和收集。为达到足够的自然循环能力，冷却器中心线安装标高和堆芯活性段中心线有足够位差。非能动余热排出系统投入运行后，反应堆冷却剂经堆芯加热后，上升流到非能动余热排出冷却器，在冷却器内冷却，将热量传给冷却水箱中的冷却水，然后依靠重力作用返回反应堆压力容器，从而完成一次循环；冷却水箱水蒸发后，经专设的冷却系统冷凝，通过回收装置，返回冷却水箱。冷却水箱中需要储存足够的水量，以持续导出热量，并在冷却水箱失去冷却热阱时可以为非能动余热排出冷却器提供足够长时间的冷却。整个系统包括设备、阀门和管道在满足系统设计要求的前提下，尽可能小地降低流动阻力，以便提高自然循环能力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与主回路直接连接的非能动余热排出系统，其特征在于：它包括反应堆（6），反应堆（6）通过管线与系统入口阀（2）连接，系统入口阀（2）还与非能动余热排出冷却器（3）连接，非能动余热排出冷却器（3）的另一端与并联的气动控制阀（5）连接，气动控制阀（5）与反应堆冷却剂泵（1）连接，反应堆冷却剂泵（1）通过管线连接到反应堆（1）上。

【技术特征摘要】
1.一种与主回路直接连接的非能动余热排出系统，其特征在于:它包括反应堆(6)，反应堆(6)通过管线与系统入口阀(2)连接，系统入口阀(2)还与非能动余热排出冷却器(3)连接，非能动余热排出冷却器(3)的另一端与并联的气动控制阀(5)连接，气动控制阀(5)与反应堆冷却剂泵(I)连接，反应堆冷却剂泵(I)通过管线连接到...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪宇，陈志辉，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：实用新型
国别省市：