本發(fā)明專利技術(shù)屬于反應(yīng)堆設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置。其結(jié)構(gòu)包括輔助給水系統(tǒng)和二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，輔助給水系統(tǒng)包括兩個(gè)冗余的供水系列，每個(gè)供水系列的一端連接輔助給水箱，另一端與蒸汽發(fā)生器的主給水管道相連接；二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)包括若干個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列，每個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列包括一臺(tái)置于事故冷卻水箱內(nèi)的非能動(dòng)余熱排出冷卻器，其上游蒸汽管線連接蒸汽發(fā)生器的主蒸汽管道，其下游凝水管線與蒸汽發(fā)生器的主給水管道連接，在非能動(dòng)余熱排出冷卻器的上游蒸汽管線和下游凝水管線之間還設(shè)有非能動(dòng)補(bǔ)水箱。本發(fā)明專利技術(shù)能夠保證在事故情況下堆芯熱量的長(zhǎng)期導(dǎo)出，緩解嚴(yán)重事故后果。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于反應(yīng)堆設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及ー種能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置。
技術(shù)介紹
反應(yīng)堆停堆后，由于堆芯的剰余裂變以及裂變產(chǎn)物衰變產(chǎn)生的熱量在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍需要排出，否則會(huì)導(dǎo)致冷卻劑沸騰甚至堆芯熔化的嚴(yán)重事故。在傳統(tǒng)壓水堆核電廠設(shè)計(jì)中，通常采用能動(dòng)的方式給蒸汽發(fā)生器補(bǔ)水。即能動(dòng)型二次側(cè)余熱排出系統(tǒng)，能動(dòng)二次側(cè)余熱排出系統(tǒng)是在電源供給有保障的情況下，通過(guò)輔助給水泵驅(qū)動(dòng)蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)，將堆芯余熱導(dǎo)出，并送至最終熱阱。能動(dòng)二次側(cè)余熱排出系統(tǒng)換熱效率高，但在發(fā)生全廠斷電時(shí)，正常電源和可靠電源供電同時(shí)喪失，系統(tǒng)就喪失排出堆芯余熱的 功能。所以能動(dòng)二次側(cè)余熱排出系統(tǒng)受電源可靠性影響較大，安全性差。傳統(tǒng)能動(dòng)型二次側(cè)余熱排出系統(tǒng)采用汽動(dòng)泵與電動(dòng)泵相結(jié)合的方案，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，汽動(dòng)泵逐漸顯現(xiàn)出它的缺點(diǎn)和不足。單從設(shè)備材料價(jià)格分析，汽動(dòng)給水泵投資費(fèi)用就高出電動(dòng)給水泵投資費(fèi)用7%，如果再考慮汽動(dòng)給水泵及其相關(guān)系統(tǒng)占地面積大約是電動(dòng)給水泵的2倍，占用空間高度至少是電動(dòng)泵的3倍，汽動(dòng)給水泵投資費(fèi)用比電動(dòng)給水泵投資費(fèi)用高出I倍以上；另外電動(dòng)給水泵的維修費(fèi)用僅為汽動(dòng)給水泵的25%。非能動(dòng)技術(shù)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，其特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單且可靠性高，使反應(yīng)堆的固有安全性大大提高，通常應(yīng)用于第三代核電站。典型代表堆型是AP1000、APR-1400。我國(guó)引進(jìn)的第三代核電站AP1000設(shè)置了非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過(guò)冷卻一回路冷卻剤，將堆芯的熱量導(dǎo)出，如圖I所示，圖中，I為蒸汽發(fā)生器，2為反應(yīng)堆壓カ容器，3為安全殼內(nèi)置換料水箱，4為非能動(dòng)余熱排出熱交換器，5為穩(wěn)壓器。在非LOCA事件時(shí)，非能動(dòng)余熱排出熱交換器4將應(yīng)急排出堆芯余熱。該熱交換器由一組連接在管板上的C型管束和布置在上部(入ロ)和底部(出ロ的)封頭組成。熱交換器的入ロ管線與反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)熱管段相連接，出口管線與蒸汽發(fā)生器I的下封頭冷腔室相連接，它們與反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)熱管段和冷管段組成了一個(gè)非能動(dòng)余熱排出的自然循環(huán)回路。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了提高核電站的安全水平，提供一種能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的ニ次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，保證在事故情況下堆芯熱量的長(zhǎng)期導(dǎo)出，緩解嚴(yán)重事故后果。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下一種能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，包括輔助給水系統(tǒng)和二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，其中，所述的輔助給水系統(tǒng)包括兩個(gè)冗余的供水系列，每個(gè)供水系列的一端連接輔助給水箱，另一端與蒸汽發(fā)生器的主給水管道相連接；所述的二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)包括若干個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列，每個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列與一個(gè)反應(yīng)堆環(huán)路的蒸汽發(fā)生器相對(duì)應(yīng)，包括一臺(tái)非能動(dòng)余熱排出冷卻器，非能動(dòng)余熱排出冷卻器的上游蒸汽管線連接蒸汽發(fā)生器的主蒸汽管道，其下游凝水管線與蒸汽發(fā)生器的主給水管道連接，非能動(dòng)余熱排出冷卻器置于事故冷卻水箱內(nèi)，在非能動(dòng)余熱排出冷卻器的上游蒸汽管線和下游凝水管線之間還設(shè)有非能動(dòng)補(bǔ)水箱。進(jìn)ー步，如上所述的能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，其中，所述的輔助給水系統(tǒng)的兩個(gè)供水系列中，ー個(gè)供水系列包括兩臺(tái)并聯(lián)的50%容量的電動(dòng)泵，另ー個(gè)供水系列包括兩臺(tái)并聯(lián)的50%容量的汽動(dòng)泵；兩臺(tái)電動(dòng)泵由應(yīng)急電源供電，兩臺(tái)汽動(dòng)泵由蒸汽發(fā)生器主蒸汽隔離閥上游的主蒸汽管線供汽；兩臺(tái)電動(dòng)泵和兩臺(tái)汽動(dòng)泵的排出管合并成一條母管后，分別與各蒸汽發(fā)生器的主給水管道連接。更進(jìn)一歩，如上所述的能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，其中，所述的輔助給水系統(tǒng)的每臺(tái)電動(dòng)泵和汽動(dòng)泵的排出管上分別設(shè)有止回閥。進(jìn)ー步，如上所述的能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，其中，所述的輔助給水系統(tǒng)的兩個(gè)供水系列中，每個(gè)供水系列包括兩臺(tái)并聯(lián)的50%容量的電動(dòng)泵，四臺(tái)電動(dòng)泵由應(yīng)急電源供電；四臺(tái)電動(dòng)泵的排出管合并成一條母管后，分別與各蒸汽發(fā)生器的主給水管道連接；每臺(tái)電動(dòng)泵的排出管上分別設(shè)有止回閥。 進(jìn)ー步，如上所述的能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，其中，在所述的非能動(dòng)余熱排出冷卻器與蒸汽發(fā)生器的主蒸汽管道連接的蒸汽管線上設(shè)有ー個(gè)隔離閥，與蒸汽發(fā)生器的主給水管道連接的凝水管線上設(shè)有兩個(gè)并聯(lián)的隔離閥，兩個(gè)并聯(lián)的隔離閥下游設(shè)置ー個(gè)止回閥。進(jìn)ー步，如上所述的能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，其中，在所述的非能動(dòng)補(bǔ)水箱與非能動(dòng)余熱排出冷卻器的上游蒸汽管線相連接的管線上設(shè)有ー個(gè)隔離閥，與非能動(dòng)余熱排出冷卻器的下游凝水管線相連接的管線上設(shè)有兩個(gè)并聯(lián)的隔離閥，兩個(gè)并聯(lián)的隔離閥下游設(shè)置ー個(gè)止回閥。本專利技術(shù)的有益效果如下(I)采用能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)余熱導(dǎo)出方案排出堆芯的熱量，提高了反應(yīng)堆的安全性；(2)系統(tǒng)保證在事故エ況下能動(dòng)高效的排出堆芯余熱，以及在事故情況下長(zhǎng)期非能動(dòng)的排出堆芯余熱，改進(jìn)傳統(tǒng)能動(dòng)型核電廠對(duì)安全級(jí)電源的依賴，提高電廠的安全性；(3)由于采用非能動(dòng)系統(tǒng)，可以滿足系統(tǒng)設(shè)置多祥性的要求，從而可以采用電動(dòng)泵代替汽動(dòng)泵，不僅在投資費(fèi)用和維修費(fèi)用上節(jié)省大量資金，另外也減少的占地面積，為布置提供了更有利的條件；(4)大大降低了人因失誤的可能性；(5)可以顯著降低堆芯損壞概率及大量放射性向環(huán)境釋放概率。附圖說(shuō)明圖I為現(xiàn)有技術(shù)中AP1000的非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)所提供的能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，在核電站發(fā)生事故的情況下，當(dāng)主給水設(shè)施不能使用時(shí)，通過(guò)能動(dòng)的方式，依靠輔助給水系統(tǒng)，將堆芯內(nèi)的熱量導(dǎo)出。在發(fā)生全廠斷電事故且輔助給水系統(tǒng)汽動(dòng)泵喪失的情況下，非能動(dòng)二次側(cè)余熱排出系統(tǒng)自動(dòng)投入運(yùn)行，并建立穩(wěn)定的兩相自然循環(huán)流動(dòng)，同時(shí)一回路冷卻劑也形成穩(wěn)定的自然循環(huán)流動(dòng)，最終通過(guò)ー回路和ニ回路的自然循環(huán)流動(dòng)將堆芯熱量傳遞到作為最終熱阱的事故冷卻水箱。能動(dòng)系統(tǒng)是在電源有保障的情況下，通過(guò)輔助給水泵強(qiáng)迫將堆芯余熱導(dǎo)出，非能動(dòng)設(shè)計(jì)是利用ニ回路和冷卻回路冷熱エ質(zhì)的密度差，以及冷熱エ質(zhì)豎直位差，來(lái)建立自然循環(huán)。采用能動(dòng)與非能動(dòng)結(jié)合的方案能夠應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故和嚴(yán)重事故下主給水喪失，維持堆芯熱量的長(zhǎng)期導(dǎo)出。能動(dòng)的輔助給水系統(tǒng)包括兩個(gè)冗余的供水系列，每個(gè)供水系列的一端連接輔助給水箱，另一端與蒸汽發(fā)生器的主給水管道相連接。二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)包括若干個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列，每個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列與一個(gè)反應(yīng)堆環(huán)路的蒸汽發(fā)生器相對(duì)應(yīng)，包括一臺(tái)非能動(dòng)余熱排出冷卻器，非能動(dòng)余熱排出冷卻器的上游蒸汽管線連接蒸汽發(fā)生器的主蒸汽管道，其下游凝水管線與蒸汽發(fā)生器的主給水管道連接，非能動(dòng)余熱排出冷卻器置于事故冷卻水箱內(nèi)，在非能動(dòng)余熱排出冷卻器的上游蒸汽管線和下游凝水管線之間還設(shè) 有非能動(dòng)補(bǔ)水箱。采用能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)余熱排出系統(tǒng)來(lái)提高核電廠的安全水平是先進(jìn)核電站設(shè)計(jì)的趨勢(shì)，保證在事故情況下堆芯熱量的長(zhǎng)期導(dǎo)出，保證了堆芯的完整性，緩解嚴(yán)重事故后果。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施例如圖2所示，輔助給水系統(tǒng)有兩個(gè)冗余的供水系列，ー種具體的實(shí)施方式中，可以包括電動(dòng)泵子系統(tǒng)和汽動(dòng)泵子系統(tǒng)，以及與泵吸入管和排出管有關(guān)的閥門等。其中，ー個(gè)供水系列包括兩臺(tái)并聯(lián)的50%容量的電動(dòng)泵7，另ー個(gè)供水系列包括兩臺(tái)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，其特征在于：包括輔助給水系統(tǒng)和二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，所述的輔助給水系統(tǒng)包括兩個(gè)冗余的供水系列，每個(gè)供水系列的一端連接輔助給水箱（6），另一端與蒸汽發(fā)生器的主給水管道（10）相連接；所述的二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)包括若干個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列，每個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列與一個(gè)反應(yīng)堆環(huán)路的蒸汽發(fā)生器相對(duì)應(yīng)，包括一臺(tái)非能動(dòng)余熱排出冷卻器（14），非能動(dòng)余熱排出冷卻器（14）的上游蒸汽管線連接蒸汽發(fā)生器（9）的主蒸汽管道（11），其下游凝水管線與蒸汽發(fā)生器（9）的主給水管道（10）連接，非能動(dòng)余熱排出冷卻器（14）置于事故冷卻水箱（13）內(nèi)，在非能動(dòng)余熱排出冷卻器（14）的上游蒸汽管線和下游凝水管線之間還設(shè)有非能動(dòng)補(bǔ)水箱（12）。
【技術(shù)特征摘要】
及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。權(quán)利要求1.一種能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，其特征在于包括輔助給水系統(tǒng)和二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)，所述的輔助給水系統(tǒng)包括兩個(gè)冗余的供水系列，每個(gè)供水系列的一端連接輔助給水箱(6)，另一端與蒸汽發(fā)生器的主給水管道(10)相連接；所述的二次側(cè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)包括若干個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列，每個(gè)非能動(dòng)余熱排出系列與一個(gè)反應(yīng)堆環(huán)路的蒸汽發(fā)生器相對(duì)應(yīng)，包括一臺(tái)非能動(dòng)余熱排出冷卻器(14)，非能動(dòng)余熱排出冷卻器(14)的上游蒸汽管線連接蒸汽發(fā)生器(9)的主蒸汽管道(11)，其下游凝水管線與蒸汽發(fā)生器(9)的主給水管道(10)連接，非能動(dòng)余熱排出冷卻器(14)置于事故冷卻水箱(13)內(nèi)，在非能動(dòng)余熱排出冷卻器(14)的上游蒸汽管線和下游凝水管線之間還設(shè)有非能動(dòng)補(bǔ)水箱(12)。2.如權(quán)利要求I所述的能動(dòng)與非能動(dòng)相結(jié)合的二次側(cè)堆芯熱量導(dǎo)出裝置，其特征在于所述的輔助給水系統(tǒng)的兩個(gè)供水系列中，一個(gè)供水系列包括兩臺(tái)并聯(lián)的50%容量的電動(dòng)泵(7 )，另一個(gè)供水系列包括兩臺(tái)并聯(lián)的50%容量的汽動(dòng)泵(8 );兩臺(tái)電動(dòng)泵(7 )由應(yīng)急電源供電，兩臺(tái)汽動(dòng)泵(8)由蒸汽發(fā)生器主蒸汽隔離閥上游的主蒸汽管線供汽；兩臺(tái)電動(dòng)泵和兩臺(tái)汽動(dòng)泵的排出管合并成一條母管后，分別與各蒸汽...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李京彥，史海富，袁霞，于勇，李軍，宋代勇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)核電工程有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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