本發明專利技術涉及反應堆設計技術，具體涉及一種應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置。其結構包括二次側非能動余熱排出系統和非能動安全殼熱量導出系統，二次側非能動余熱排出系統用來導出堆芯余熱和反應堆冷卻劑系統各設備的顯熱，使反應堆維持在安全停堆狀態；非能動安全殼熱量導出系統用來導出堆芯釋放到安全殼內的熱量，維持安全殼的完整性。二次側非能動余熱排出系統和非能動安全殼熱量導出系統共用換熱水箱。本發明專利技術能夠在全廠斷電事故工況下導出堆芯衰變熱及其釋放到安全殼空間內的熱量，顯著降低堆芯融化概率和放射性物質向環境釋放的概率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及反應堆設計技術，具體涉及一種應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置。
技術介紹
全廠斷電定義為電廠內交流電源全部喪失。傳統能動型核電廠由于堆芯冷卻、衰變熱排出和安全殼冷卻均依賴于交流電源，因此全廠斷電的后果比較嚴重。傳統能動型核電廠全廠斷電的緩解措施包括當發生全廠斷電時，經水壓試驗泵發電機組或移動式的柴油發電機啟動，通過給水壓試驗泵供電，將來自換料水箱的含硼水注入主泵軸封，保證軸封 的完整性，保證主冷卻劑泵密封的完整性、確保一回路的硼酸濃度、維持一回路的水裝量以及保證余熱排出，并為運行提供必要信息的重要儀表供電。此時汽動輔助給水泵為蒸汽發生器提供給水，通過大氣排放系統導出堆芯余熱。該種能動型的應對全廠斷電事故的裝置過于復雜，過分依賴汽源和柴油發電機。從上世紀八十年代開始，美國、日本、法國、德國、俄羅斯等國家開展了非能動技術的研究，其中以非能動安全先進核電廠AP1000第三代核電機組為代表。美國AP1000的非能動余熱排出系統采用非能動方式在全廠斷電事故工況下把堆芯衰變熱導出到安全殼內置換料水箱。該系統通過布置在換料水箱(IRWST)內的非能動余熱排出熱交換器，通過反應堆和反應堆余熱排出熱交換器之間的自然循環將堆芯衰變熱傳至換料水箱內的冷卻水。只需開啟該系統熱交換器出口兩個啟動隔離閥的任一個，同時關閉兩個串聯的安全殼凝水回流槽疏水氣動隔離閥的任一個即可使系統投入運行。4個隔離閥均有壓縮氣體(儲能)、蓄電池(儲能)作為動力源。美國AP1000的非能動安全殼冷卻系統采用非能動方式把安全殼內的熱量散發到最終熱阱一大氣。正常運行工況下，空氣從屏蔽構筑物頂部入口進入，流過下降通道后又反向通過上升流道，帶走安全殼容器壁傳遞的熱量，最后從煙 排至環境。接到安全殼高-2壓力信號后，系統的事故后運行自動啟動，只需開啟三個常關隔離閥中的任何一個，不需其他動作即可啟動系統。系統的啟動也可由操縱員在主控室或遠程停堆工作站手動啟動。美國AP1000的非能動系統可以有效應對全廠斷電事故，但僅適用于非能動安全系統核電廠。對于能動型專設安全設施的核電廠，上述系統很難滿足應對全廠斷電事故的要求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的缺陷，提供一種應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，在全廠斷電事故工況下導出堆芯衰變熱及其釋放到安全殼空間內的熱量，顯著降低堆芯融化概率和放射性物質向環境釋放的概率。本專利技術的技術方案如下一種應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，包括二次側非能動余熱排出系統和非能動安全殼熱量導出系統，其中，所述的二次側非能動余熱排出系統包括與蒸汽發生器的主蒸汽管道相連接的兩路蒸汽管線，第一路蒸汽管線與應急余熱排出冷卻器連接，第二路蒸汽管線與應急補水箱連接，所述的應急余熱排出冷卻器設置在安全殼外部的換熱水箱內，應急余熱排出冷卻器的出口管道與應急補水箱出口的注入管線合為一條凝水管道，與下方的蒸汽發生器的主給水管道相連接；所述的非能動安全殼熱量導出系統包括設置在安全殼內部的換熱器或換熱器組，所述的換熱器或換熱器組通過上升管線和下降管線與設置在安全殼外部的換熱水箱相連接；二次側非能動余熱排出系統和非能動安全殼熱量導出系統共用同一個換熱水箱，換熱水箱的高度高于換熱器或換熱器組的高度。進ー步，如上所述的應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，其中，在所述的與蒸汽發生器的主蒸汽管道相連接的兩路蒸汽管線的上均設置常開電動隔離閥，在應急余熱排出冷卻器的出ロ管道上設置常閉氣動隔離閥。進ー步，如上所述的應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，其中，在所述的應急補水箱出口的注入管線上設有常閉氣動隔離閥。 更進一歩，如上所述的應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，其中，所述的應急補水箱設置在安全殼的外部。進ー步，如上所述的應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，其中，在安全殼外部的換熱水箱內設有汽水分離器，所述的非能動安全殼熱量導出系統的換熱器或換熱器組的上升管線與汽水分離器連接。進ー步，如上所述的應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，其中，在所述的非能動安全殼熱量導出系統的上升管線和下降管線上分別設有隔離閥。進ー步，如上所述的應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，其中，所述的換熱水箱為封閉的鋼筋混凝土結構，并設有不銹鋼村里。本專利技術的有益效果如下本專利技術將二次側非能動余熱排出系統(PRS)和非能動安全殼熱量導出系統(PCS)相結合來應對核電站全廠斷電事故，可以有效地應對以全廠斷電為始發事件疊加ー回路或ニ回路不完整的事故序列，PRS系統用來導出堆芯余熱和反應堆冷卻劑系統各設備的顯熱，使反應堆維持在安全停堆狀態；PCS系統用來導出堆芯釋放到安全殼內的熱量，維持安全殼的完整性。因此，PRS系統與PCS系統相結合的方式應對全廠斷電事故比單獨設置PRS系統或PCS系統更有優勢，同時，也是應對核電站全廠斷電事故的最佳組合方案，PRS系統與PCS系統可以共用同一個換熱水箱，簡化了系統設備，換熱水箱的水量可以確保無需操作員操作而實現72小時的系統非能動運行。附圖說明圖I為本專利技術的系統結構示意圖。圖中，I.蒸汽發生器2.主蒸汽管道3.主給水管道4.第一路蒸汽管線5.第二路蒸汽管線6.應急補水箱7.補水箱出口的注入管線8.應急余熱排出冷卻器9.換熱水箱10.凝水管道11.電動隔離閥12.氣動隔離閥13.氣動隔離閥14.換熱器或換熱器組15.上升管線16.下降管線17.汽水分離器18.隔離閥19.隔離閥20.電動隔離閥具體實施方式本專利技術所提供的應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，在發生全廠斷電事故后，二次側非能動余熱排出系統(PRS)用來導出堆芯余熱和反應堆冷卻劑系統各設備的顯熱，使反應堆維持在安全停堆狀態；非能動安全殼熱量導出系統(PCS)用來導出堆芯釋放到安全殼內的熱量，維持安全殼的完整性。二次側非能動余熱排出系統(PRS)和非能動安全殼熱量導出系統(PCS)共用換熱水箱。傳統的核電廠執行安全功能的系統均由能動設備、部件完成，因此事故后安全功能的實現依賴安全級電源。一旦廠內外電源喪失，安全功能將無法實現。應對全廠斷電的非能動排熱裝置可以在全廠斷電的超設計基準事故工況下排出堆芯余熱和釋放到安全殼內的熱量。當發生全廠斷電時，經水壓試驗泵發電機組或移動式的柴油發電機啟動，通過給水壓試驗泵供電，將來自換料水箱的含硼水注入主泵軸封，保證軸封的完整性，保證主冷卻劑泵密封的完整性、確保一回路的硼酸濃度、維持一回路的水裝量以及保證余熱排出，并為運行提供必要信息的重要儀表供電。此時汽動輔助給水泵為蒸汽發生器提供給水，通過大氣排放系統導出堆芯余熱；如果汽動輔助給水泵失效，在一回路和二回路完整的情況下，可以 采用二次側非能動余熱排出系統(PRS)，導出堆芯余熱及反應堆冷卻劑系統各設備的顯熱，在規定時間內將反應堆維持在安全狀態。因此PRS系統可以有效應對全廠斷電事故，但PRS系統不能應對以全廠斷電為始發事件疊加一回路或二回路不完整的事故序列，因此需要設置非能動安全殼熱量導出系統(PCS)應對這種事故序列。如果一回路或二回路不完整，熱量釋放到安全殼空間內，可以采用PCS系統，將安全殼壓力和溫度降低至可接受的水平，以保持安全殼的完整性。所以PRS系統與PCS系統相結合的方式應對全廠斷電事故比單獨設置PRS系統或PC本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，包括二次側非能動余熱排出系統和非能動安全殼熱量導出系統，所述的二次側非能動余熱排出系統包括與蒸汽發生器（1）的主蒸汽管道（2）相連接的兩路蒸汽管線，第一路蒸汽管線（4）與應急余熱排出冷卻器（8）連接，第二路蒸汽管線（5）與應急補水箱（6）連接，其特征在于：所述的應急余熱排出冷卻器（8）設置在安全殼外部的換熱水箱（9）內，應急余熱排出冷卻器（8）的出口管道與應急補水箱出口的注入管線（7）合為一條凝水管道（10），與下方的蒸汽發生器（1）的主給水管道（3）相連接；所述的非能動安全殼熱量導出系統包括設置在安全殼內部的換熱器或換熱器組（14），所述的換熱器或換熱器組（14）通過上升管線（15）和下降管線（16）與設置在安全殼外部的換熱水箱（9）相連接；二次側非能動余熱排出系統和非能動安全殼熱量導出系統共用同一個換熱水箱（9），換熱水箱（9）的高度高于換熱器或換熱器組（14）的高度。
【技術特征摘要】
2012.08.20 CN 201220413286.2及其同等技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動 和變型在內。權利要求1.一種應對全廠斷電事故的非能動排熱裝置，包括二次側非能動余熱排出系統和非能動安全殼熱量導出系統，所述的二次側非能動余熱排出系統包括與蒸汽發生器(I)的主蒸汽管道(2)相連接的兩路蒸汽管線，第一路蒸汽管線(4)與應急余熱排出冷卻器(8)連接，第二路蒸汽管線(5)與應急補水箱(6)連接，其特征在于所述的應急余熱排出冷卻器(8)設置在安全殼外部的換熱水箱(9)內，應急余熱排出冷卻器(8)的出口管道與應急補水箱出口的注入管線(7)合為一條凝水管道(10)，與下方的蒸汽發生器(I)的主給水管道(3)相連接；所述的非能動安全殼熱量導出系統包括設置在安全殼內部的換熱器或換熱器組(14)，所述的換熱器或換熱器組(14)通過上升管線(15)和下降管線(16)與設置在安全殼外部的換熱水箱(9)相連接；二次側非能動余熱排出系統和非能動安全殼熱量導出系統共用同一個換熱水箱(9)，換熱水箱(9)的高度高于換熱器或換熱器組(14)的高度...
【專利技術屬性】
技術研發人員：于勇，趙俠，宋代勇，袁霞，李軍，趙光輝，王志剛，李偉，趙斌，
申請(專利權)人：中國核電工程有限公司，
類型：發明
國別省市：
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