[发明专利]大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统

说明书

技术领域

本发明涉及压水堆大型压水堆核电站专设安全系统领域，具体地涉及一种大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统。

背景技术

2011年3月11日，日本福岛发生了震惊全世界的核事故，导致核事故的主要原因之一就是在这种地震与海啸的超设计基准事故下，福岛所拥有的GE公司生产的MarkI机组无法实现有效的堆芯余热排出，最后导致堆芯熔化，产生大量氢气，间接使安全壳超压，同时由于强行贯入海水进行冷却，导致大量放射性物质外泄。福岛事件后，核电安全机构与工业界对核电厂的长期非能动冷却能力有了更强的需求。日本原子能协会从12个方面总结了事故教训，思考了对策并提出了建议。这些教训和建议对提高世界范围内大型压水堆核电站(包括非能动大型压水堆核电站)的安全性都有着非常重要的意义。在其中的第四条丧失全部冷却剂教训中，明确的提出了考虑非能动的自然循环冷却方式，在任何场合下都可排出堆芯余热。这些宝贵的教训和建议对于提升现有的核电技术有着重要的指导意义。根据福岛的教训和建议，一个在设计上固有安全，具有非能动余热长期导出能力的大型压水堆核电站更能覆盖福岛类超设计基准事故。

当反应堆反生事故后，只要能保证三点就可以实现反应堆的安全，第一：反应性控制；第二：包容放射性；第三：余热的排出。对于大型压水堆来说，前两点都可以实现，但是第三点目前世界上还没有任何一种大型压水堆核电站可以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现堆芯余热的长期完全非能动余热排出的大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统。

实现本发明目的的技术方案：一种大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统，其中钢制安全壳设置在屏蔽厂房内，在屏蔽厂房的顶部空气流道上设置烟囱，烟囱向上延伸出屏蔽厂房顶部；在屏蔽厂房的顶部外、烟囱的周围设置安全壳冷却水箱，若干根安全壳冷却水管设置在安全壳冷却水箱内；在屏蔽厂房内、安全壳的顶部上方且烟囱的下方设置冷却水分配盘；上述若干根安全壳冷却水管的进水口与安全壳冷却水箱底部连接，其出水口向下延伸至屏蔽厂房内的冷却水分配盘；其特征在于：

在安全壳的竖直段内壁上布置有网状沟槽；

和/或——在安全壳的竖直段和/或穹顶的内壁和/或外壁上固定有若干排肋片；

和/或——在安全壳的竖直段和/或穹顶的内壁上固定有若干排换热风扇。

如上所述的一种大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统，其所述的若干排换热风扇可以固定在安全壳内壁设置的若干排肋片上。

如上所述的一种大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统，其所述的网状沟槽由若干道竖直降水沟槽和若干道倾斜集水沟槽连接形成；竖直降水沟槽的宽度在10～100mm，倾斜集水沟槽的宽度在10～100mm，倾斜角度在20°～80°；竖直降水沟槽的深度为1mm～10mm，倾斜集水沟槽的深度为1mm～10m；所述的肋片材料与钢制安全壳相同，焊接在安全壳的内和/或外壁上；肋片沿安全壳的径向长度10cm～200cm，肋片的厚度为0.1～1cm

如上所述的一种大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统，其所述的钢制安全壳的厚度为4～40cm；所述的相邻道竖直降水沟槽之间的间距10cm～1000cm，相邻道倾斜集水沟槽之间的间距在10cm～1000cm；所述的相邻排肋片之间的间距在10cm～200cm；所述的相邻排换热风扇之间的间距在10cm～200cm。

如上所述的一种大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统，其特征在于：所述的竖直降水沟槽有100～3000道，倾斜集水沟槽有100～70000道；所述的肋片有100～3000排，所述的换热风扇有100～3000排，换热风扇的数量有100～3000个。

如上所述的一种大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统，其所述的换热风扇为低功率直流电风扇；其在事故情况下启动，每个功率为100W～300W；换热风扇与安全壳壁面的距离为10cm～200cm。

如上所述的一种大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统，其在屏蔽厂房的侧壁上部开设贯通的空气入口。

如上所述的一种大型压水堆核电站事故后堆芯完全非能动余热排出系统，其所述的空气入口沿屏蔽厂房的圆周方向开设2～5排，轴线从屏蔽厂房的侧壁向上倾斜50°～80°；每排空气入口的直径为7～20cm，相邻排空气入口的中心间距为12～24cm。