安全壳内置乏燃料池制造技术

本实用新型专利技术属于核电站乏燃料池及其安全保护措施设计技术领域，具体涉及一种安全壳内置乏燃料池。其包括乏燃料池、安全壳内置水箱、安全壳、冷凝水收集器、阀门、管道、再循环口、安全壳冷却系统；乏燃料池和安全壳内置水箱布置于安全壳内，乏燃料池与安全壳内置水箱连接，安全壳内置水箱的顶部设置有冷凝水收集器，冷凝水收集器与安全壳内壁连接，安全壳内置水箱的下端通过管道与反应堆压力容器连接，管道上设置有阀门；再循环口连接于安全壳内置水箱出口管道上；安全壳外部设置有安全壳冷却系统。本实用新型专利技术利用非能动的方式对乏燃料进行冷却，不依赖外电源，以提高事故下乏燃料池的安全性，保证乏燃料的放射性包容和安全冷却。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于核电站乏燃料池及其安全保护措施设计
，具体涉及一种安全壳内置乏燃料池。
技术介绍
乏燃料池，是核电站储存乏燃料的设施，为了放射性的包容，乏燃料池的水位要高于燃料数米。同时乏燃料放出衰变热，因此需要对乏燃料池进行持续冷却，以确保乏燃料池的水位不会由于水的蒸发而下降，导致乏燃料的裸露，保证乏燃料的安全。现有乏燃料池的冷却是通过能动方式，在丧失厂外电的情况下，不能执行冷却功能。福岛事故后乏燃料池缺乏冷却造成乏燃料池沸腾，水位下降，放射性外漏，为乏燃料池的安全敲响了警钟。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种安全壳内置乏燃料池，可以利用非能动的方式对乏燃料进行冷却，不依赖外电源，以提高事故下乏燃料池的安全性，保证乏燃料的放射性包容和安全冷却，从而降低在极端事故下核电厂的放射性外漏，以及对公众可能产生的危害。为达到上述目的，本技术所采取的技术方案为:一种安全壳内置乏燃料池包括乏燃料池、安全壳内置水箱、安全壳、冷凝水收集器、阀门、管道、再循环口、安全壳冷却系统；乏燃料池和安全壳内置水箱布置于安全壳内，乏燃料池与安全壳内置水箱连接，安全壳内置水箱的顶部设置有冷凝水收集器，冷凝水收集器与安全壳内壁连接，安全壳内置水箱的下端通过管道与反应堆压力容器连接，管道上设置有阀门；再循环口连接于安全壳内置水箱出口管道上；安全壳外部设置有安全壳冷却系统。所述安全壳冷却系统包括安全壳冷却水池、导流板、出气口、反应堆厂房、进气口 ；所述安全壳位于反应堆厂房内，反应堆厂房内且安全壳上半部的四周设置有导流板，反应堆厂房上部开有进气口，反应堆厂房顶部开有出气口 ；安全壳冷却水池位于反应堆厂房内，安全壳上半部分浸没于安全壳冷却水池中，安全壳顶部淹没，安全壳冷却水池水位低于地平面。所述乏燃料池在安全壳内的位高与反应堆堆腔相同；所述安全壳内置水箱标高高于乏燃料池，安全壳内置水箱的下端通过管道分别与乏燃料池、反应堆压力容器连接。所述安全壳冷却系统包括导流板、出气口 ；反应堆厂房、进气口、喷淋水箱、喷淋器；所述安全壳位于反应堆厂房内，反应堆厂房顶部设置有喷淋水箱，喷淋水箱的底部设置有喷淋器，喷淋器位于安全壳上方；反应堆厂房内且安全壳四周设置有导流板，反应堆厂房上部开有进气口，反应堆厂房顶部开有出气口。所述安全壳内置水箱内下部集成有乏燃料池。本技术所取得的有益效果为:本技术所述安全壳内置乏燃料池，可以在事故工况下，利用反应堆的相关安全系统保证乏燃料池的安全，而不设立独立的乏燃料池安全系统，具有系统简化、安全可 靠的特点，保证了事故后乏燃料池在较长时间内无人为干预的情况下的安全以及放射性包 容:( I)乏燃料池放置于安全壳内，事故下，利用安全壳包容乏燃料池的放射性，杜绝 了由于事故下乏燃料池冷却的间断而产生的放射性泄漏现象；(2)事故下，利用安全壳内置水箱为乏燃料池补水，防止乏燃料裸露；(3)事故下，利用安全壳冷却系统将乏燃料池蒸发的水冷凝，并将冷凝水重新注回 到乏燃料池内，为乏燃料池提供长期冷却。附图说明图1为本技术所述安全壳内置乏燃料池结构图；图2为本技术所述安全壳内置乏燃料池具体实施例1结构图；图3为本技术所述安全壳内置乏燃料池具体实施例2结构图；图中:1、乏燃料池；2、安全壳内置水箱；3、安全壳；4、冷凝水收集器；5、阀门；6、 管道；7、再循环口 ；8、安全壳冷却系统；9、反应堆压力容器；10、安全壳冷却水池；11、导流 板；12、出气口 ；13、反应堆厂房；14、进气口 ；15、喷淋水箱；16、喷淋器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。如图1所示，本技术所述安全壳内置乏燃料池该乏燃料池包括乏燃料池1、安 全壳内置水箱2、安全壳3、冷凝水收集器4、阀门5、管道6、再循环口 7、安全壳冷却系统8 ；如图2所示，为本技术所述安全壳内置乏燃料池具体实施例1，本实施例中， 安全壳3、安全壳冷却水池10位于反应堆厂房13内，乏燃料池I布置于安全壳3内，乏燃 料池I在安全壳3内的位高与反应堆堆腔基本相同,安全壳内置水箱2布置于安全壳3内， 且其标高高于乏燃料池1，安全壳内置水箱2的顶部设置有冷凝水收集器4，冷凝水收集器 4与安全壳3内壁连接，安全壳内置水箱2的下端通过管道6分别与乏燃料池1、反应堆压 力容器9连接，管道6上设置有阀门5，安全壳内置水箱2在事故下通过阀门5和管道6为 反应堆压力容器9及乏燃料池I提供补水；再循环口 7连接于安全壳内置水箱2出口管道 6上，用于在长期循环时为反应堆压力容器9及乏燃料池I补水。安全壳3上半部分浸没 于安全壳冷却水池10中，安全壳3顶部淹没。安全壳冷却水池10水位低于地平面。在安 全壳冷却水池10的水蒸发到一定水位之后，安全壳外部冷却由水冷过渡到风冷。安全壳3 外部设置有安全壳冷却系统8，安全壳冷却系统8包括安全壳冷却水池10、导流板11、出气 口 12、反应堆厂房13、进气口 14 ;反应堆厂房13内且安全壳3上半部的四周设置有导流板 11，以形成冷却安全壳3的空气流道，提高空冷效率。反应堆厂房13上部开有进气口 14，夕卜 部空气从进气口 14进入厂房反应堆厂房13，绕过导流板11，进入导流板内部流道，为安全 壳3表面提供空气冷却，被加热的空气从反应堆厂房13顶部的出气口 12流出反应堆厂房 13。在反应堆发生事故后，确保乏燃料池安全的过程如下:(I)在发生非全厂断电的其它事故时，乏燃料池I的正常冷却系统正常工作，确保乏燃料池的安全；(2)在发生全厂断电的事故时，反应堆停堆。同时，乏燃料池I的正常冷却系统丧失；由于乏燃料池I释放衰变热，乏燃料池I水温度逐渐上升并开始蒸发，乏燃料池I水位下降；当乏燃料池I水位下降到一定水平时，触发连接安全壳内置水箱2和乏燃料池I的阀门5开启，安全壳内置水箱2为乏燃料池I进行补水；(3)在发生小破口丧失冷却剂事故并且全厂断电时(包络全厂断电事故)，反应堆压力容器9内的冷却剂喷放至安全壳3内，反应堆停堆，反应堆压力容器9的卸压措施开启，反应堆压力容器9压力逐渐下降至与安全壳3压力平衡，安全壳内置水箱2的水开始注入压力容器，为堆芯补水，保持堆芯淹没；与此同时，乏燃料池I的正常冷却系统丧失，乏燃料池I水位下降，达到一定水位时触发阀门5开启，安全壳内置水箱2为乏燃料池补水，保持乏燃料的淹没。(4)由于堆芯和乏燃料的衰变热，堆芯和乏燃料池I内的水被加热为蒸汽，其中一部分上升至安全壳3顶部，在安全壳3内壁冷凝，冷凝水沿着安全壳内壁流下并由冷凝水收集器4收集，流至安全壳内置水箱2中；另一部分在安全壳3内其它位置冷凝的水由于重力落至安全壳3内地面，并通过再循环口 7连接至安全壳内置水箱2出口管道6，这样，所有的冷凝水最后都可以通过安全壳出口管道6再次注入堆芯和乏燃料池1，为堆芯和乏燃料池I提供长期的冷却。热量通过安全壳3传至安全壳冷却水池10，安全壳冷却水池10水温升高并开始蒸发，将热量传递至最终热阱，安全壳冷却水池10水位下降，在水快蒸发完时，冷却模式开始过渡到风冷。反应堆厂房13内设置有导流板11，以形成冷却安全壳3的空气流道，提高空冷效率。空气由反应堆厂房13的进气口 14进入，绕过导流板11进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全壳内置乏燃料池，其特征在于：该乏燃料池包括乏燃料池（1）、安全壳内置水箱（2）、安全壳（3）、冷凝水收集器（4）、阀门（5）、管道（6）、再循环口（7）、安全壳冷却系统（8）；乏燃料池（1）和安全壳内置水箱（2）布置于安全壳（3）内，乏燃料池（1）与安全壳内置水箱（2）连接，安全壳内置水箱（2）的顶部设置有冷凝水收集器（4），冷凝水收集器（4）与安全壳（3）内壁连接，安全壳内置水箱（2）的下端通过管道（6）与反应堆压力容器（9）连接，管道（6）上设置有阀门（5）；再循环口（7）连接于安全壳内置水箱（2）出口管道（6）上；安全壳（3）外部设置有安全壳冷却系统（8）。

【技术特征摘要】
1.一种安全壳内置乏燃料池，其特征在于:该乏燃料池包括乏燃料池(I)、安全壳内置 水箱(2)、安全壳(3)、冷凝水收集器(4)、阀门(5)、管道(6)、再循环口(7)、安全壳冷却系 统(8)；乏燃料池(I)和安全壳内置水箱(2)布置于安全壳(3)内，乏燃料池(I)与安全壳内置 水箱(2)连接，安全壳内置水箱(2)的顶部设置有冷凝水收集器(4)，冷凝水收集器(4)与安 全壳(3)内壁连接，安全壳内置水箱(2)的下端通过管道(6)与反应堆压力容器(9)连接， 管道(6)上设置有阀门(5);再循环口(7)连接于安全壳内置水箱(2)出口管道(6)上；安 全壳(3)外部设置有安全壳冷却系统(8)。2.根据权利要求1所述的安全壳内置乏燃料池，其特征在于:所述安全壳冷却系统(8) 包括安全壳冷却水池(10)、导流板(11)、出气口(12)、反应堆厂房(13)、进气口(14);所述 安全壳(3)位于反应堆厂房(13)内，反应堆厂房(13)内且安全壳(3)上半部的四周设置 有导流板(11)，反应堆厂房(13)上部开有进气口(14)，反应堆厂房(13)顶部开有出气口(12);安全壳冷却水池(10)位于反应堆厂房...

【专利技术属性】
技术研发人员：司胜义，廖亮，林千，申屠军，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院，
类型：实用新型
国别省市：