[发明专利]一种基于热电直接转换的核电站事故后供电装置

说明书

技术领域

本发明涉及核电站反应堆安全技术领域，尤其涉及一种用于事故后提供应急电源以及为氢气点火器供电的装置。

背景技术

核电站在发生全厂断电事故时，一般会启动应急保安电源，由柴油发电机提供应急电源，如果遇到超设计基准事故、极端自然事件、多重失效等情况，柴油发电机有失效的可能，当发生事故后，堆芯熔化反应堆堆芯会发生锆水反应产生大量的氢气，产生的氢气危害有两点，第一会增加安全壳内的压力，当压力值超过安全壳的设计极限压力时，会把安全壳撑破，导致核电站丧失最后一道安全屏障，使大量放射性物质外泄，比如日本福岛事故，就是因为发生锆水反应，产生大量氢气，最终导致安全壳内超压撑破安全壳。第二会增加安全壳内的不凝气体，使壳内换热下降，对于第三代的核电AP1000来说，使用了钢制安全壳做为安全屏障和最终热阱，换热通过壳内的凝结换热，安全壳的导热和壳外的对流换热将堆芯余热排出，如果安全壳内氢气太多会导致不凝结气体比例上升，使壳内凝结换热系数明显下降。很多核电站中，设计氢气复合器和氢气点火器来消除氢气，比如AP1000就设计66个氢气点火器，主要依靠氢气点火器来消除氢气，这时一般的核电站还设计有应急的蓄电池直流电源，可以提供数个小时的短暂电力供应，但是由于核电站的事故不一定能够及时缓解，比如福岛事故后，即使事故后几个月内也未能完全解决，比如我国现在现在引进的第三代核电站AP1000，事故后蓄电池直流供电系统(IDS)只能为氢气点火器提供4个小时的安全电源，为其他的安全监测等系统只能提供不到72小时的安全电源。

热电材料是一种利用固体内部载流子运动实现热能和电能直接相互转换的功能材料。人们对热电材料的认识具有悠久的历史。1823年，德国人塞贝克发现了材料两端的温差可以产生电压，也就是通常所说的温差电现象。1834年，法国钟表匠珀耳帖在法国《物理学和化学年鉴》上发表了他在两种不同导体的边界附近(当有电流流过时)所观察到的温差反常的论文。这两个现象表明了热可以致电，而同时电反过来也能转变成热或者用来制冷，这两个现象分别被命名为塞贝克效应和珀耳帖效应。在生活四周有许多耗费能源所生成、却又被废弃的热能，例如：汽车尾气、工厂锅炉排放的气体等等。如果能将这些热能善加利用，即可成为再次使用的能源，而热电材料与技术，就是利用温差来发电的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于热电直接转换的核电站事故后供电装置，其在核电站事故后，不仅可以为氢气点火器持续供电，还可以为安全监测和安全控制系统长时间供电。

实现本发明目的技术方案：一种基于热电直接转换的核电站事故后供电装置，其包括第一热电转换装置和第二热电转换装置；

所述的第一热电转换装置的第一吸热端布置在安全壳内的堆内水箱侧壁；第一吸热端通过若干个穿出安全壳的第一连接部件连接布置在安全壳外的第一散热端；第一散热端内设置第一冷端电极，第一吸热端内设置第一热端电极；第一热端电极通过导线连接第一电控装置的输入端，第一电控装置的输出端通过导线分别连接安全壳内的若干个氢气点火器和安全壳外的核电站应急直流电源母线；所述的第一吸热端、第一连接部件和第一散热端均由同种碱金属材料或碲化铋类材料或碲化铅类材料制成；其中，第一吸热端和第一散热端之间存在温差，通过第一热端电极和第一冷端电极转换成电能，传输至第一电控装置，由第一电控装置调节电压后为若干个氢气点火器和核电站应急直流电源母线供电；

所述的第二热电转换装置的第二吸热端布置在安全壳内的压力容器堆腔的四周，以及压力容器下方的熔融物滞留槽的下部；第二吸热端通过埋设在地下的第二连接部件连接布置在安全壳外的第二散热端；第二散热端内设置第二冷端电极，第二吸热端内设置第二热端电极；第二热端电极通过导线连接第二电控装置的输入端，第二电控装置的输出端通过导线分别连接安全壳内的若干个氢气点火器和安全壳外的核电站应急直流电源母线；所述的第二吸热端、第二连接部件和第二散热端均由同种碱金属或硅化锗合金制成；其中，第二吸热端和第二散热端之间存在温差，通过第二热端电极和第二冷端电极转换成电能，传输至第二电控装置，由第二电控装置调节电压后为若干个氢气点火器和核电站应急直流电源母线供电。

如上所述的一种基于热电直接转换的核电站事故后供电装置，其所述的第一散热端和第二散热端分别布置在两个烟囱的下部内，两个烟囱分别通过支撑架支撑在地面上，空气从烟囱的下部自由地通过烟囱。

如上所述的一种基于热电直接转换的核电站事故后供电装置，其所述的第一散热端和第二散热端外表面上均分布若干散热翅片。