[发明专利]用于核电厂乏燃料冷却的非能动冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及核电站的安全系统，更具体地说，涉及一种用于核电厂乏燃料冷却的非能动冷却系统。

背景技术

随着技术的成熟核电站的安全性的不断提高，核电站的建设逐渐的成为国家发展的重要能源保障。

为了提高核电站的安全性，在事故工况下，需要对核电站的乏燃料水池进行有效的冷却，因此需要有效、可靠的冷却系统，以供在事故工况下对乏燃料水池进行冷却，将热量带出，以保证核电站的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种有效保证乏燃料水池的安全性的非能动冷却系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于核电厂乏燃料冷却的非能动冷却系统，包括冰式冷凝子系统，所述冰式冷凝子系统包括设置在燃料厂房内的至少一乏燃料水池、在所述燃料厂房的乏燃料水池上方设置的冷源、设置在所述冷源下方的蒸汽收集板系统、以及连通所述蒸汽收集板系统和所述乏燃料水池并将冷凝的液态水导回所述乏燃料水池的冷凝水导管；所述蒸汽收集板系统设有将所述乏燃料水池产生的蒸汽导出至所述冷源的蒸汽通道。

在本发明的非能动冷却系统中，所述冷源为设置在所述乏燃料水池所在的乏燃料厂房外围的冰块，或者，为通过制冷和保温装置为所述乏燃料厂房提供的持续冷源。

在本发明的非能动冷却系统中，所述蒸汽收集板系统包括一块或多块呈漏斗状的蒸汽收集板，所述冷凝水导管设置在所述蒸汽收集板的漏斗状底部。

在本发明的非能动冷却系统中，所述冷凝水导管和所述蒸汽通道共用，或者，所述冷凝水导管和所述蒸汽通道分开设置，并且所述蒸汽通道设置在所述蒸汽收集板与所述乏燃料水池相对的侧壁。

在本发明的非能动冷却系统中，所述非能动冷却系统还包括应急冷却水系统；所述应急冷却水系统包括设置在燃料厂房外部上方空间的应急冷却水收集装置、连通所述应急冷却水收集装置和所述乏燃料水池的导流管系统、以及控制所述导流管系统通断的阀门系统。

在本发明的非能动冷却系统中，所述应急冷却水收集装置包括一块或多块呈漏斗状的冷却水收集板；所述导流管系统包括设置在所述冷却水收集板的漏斗状底部的一个或多根导流管。

在本发明的非能动冷却系统中，所述阀门系统包括设置在所述导流管上的阀门、以及控制所述阀门开闭的控制装置。

在本发明的非能动冷却系统中，所述非能动冷却系统还包括重力注水系统；所述重力注水系统包括设置高于所述乏燃料水池的换料水箱、连通所述换料水箱和所述乏燃料水池的重力注水导流管道系统、以及控制所述重力注水导流管道系统通断的重力注水控制装置。

在本发明的非能动冷却系统中，所述乏燃料水池包括分开的第一乏燃料水池和第二乏燃料水池；

所述非能动冷却系统还包括平衡管线系统；所述平衡管线系统包括连通所述第一乏燃料水池和第二乏燃料水池的平衡管线、以及控制所述平衡管线通断的平衡管线控制装置。

在本发明的非能动冷却系统中，所述第一乏燃料水池与所述蒸汽收集板系统相对；所述第二乏燃料水池与所述换料水箱连通。

实施本发明具有以下有益效果：从乏燃料水池蒸发的水蒸气上升，部分蒸汽在蒸汽收集板系统上冷凝，部分蒸汽则通过蒸汽收集板系统的蒸汽通道到达上方的冷源位置，由冷源进行冷却，使得水蒸气凝结成液态水，并由蒸汽收集板系统收集，在重力作用下通过冷凝水导管回流至乏燃料水池中，这样可以长期维持乏燃料水池的水位，保障了燃料系统的安全性。

另外，还可以在燃料厂房顶部设置应急冷却水系统，当需要人为干预时，使用直升飞机、消防车等投放外部水源，通过导流管系统将水源注入到乏燃料水池中，来对乏燃料水池进行进一步的冷却。

另外，还可以通过换料水箱提供冷却水，在需要时，打开重力注水导流管道系统，使得换料水箱的水能够注入到乏燃料水池；进一步的，可以通过平衡管线系统来平衡各个乏燃料水池之间的冷却水量，实现水源共享。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明非能动冷却系统的第一实施例的示意图；

图2是本发明非能动冷却系统的第二实施例的示意图；

图3是本发明非能动冷却系统的第三实施例的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的非能动冷却系统的第一实施例，包括冰式冷凝子系统，可用于核电厂乏燃料冷却。该冰式冷凝子系统包括至少一乏燃料水池11、冷源12、蒸汽收集板系统、冷凝水导管14等。