[发明专利]一种应对全厂断电事故的非能动排热装置

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆设计技术，具体涉及一种应对全厂断电事故的非能动排热装置。

背景技术

全厂断电定义为电厂内交流电源全部丧失。传统能动型核电厂由于堆芯冷却、衰变热排出和安全壳冷却均依赖于交流电源，因此全厂断电的后果比较严重。传统能动型核电厂全厂断电的缓解措施包括：当发生全厂断电时，经水压试验泵发电机组或移动式的柴油发电机启动，通过给水压试验泵供电，将来自换料水箱的含硼水注入主泵轴封，保证轴封的完整性，保证主冷却剂泵密封的完整性、确保一回路的硼酸浓度、维持一回路的水装量以及保证余热排出，并为运行提供必要信息的重要仪表供电。此时汽动辅助给水泵为蒸汽发生器提供给水，通过大气排放系统导出堆芯余热。该种能动型的应对全厂断电事故的装置过于复杂，过分依赖汽源和柴油发电机。

从上世纪八十年代开始，美国、日本、法国、德国、俄罗斯等国家开展了非能动技术的研究，其中以非能动安全先进核电厂AP1000第三代核电机组为代表。

美国AP1000的非能动余热排出系统采用非能动方式在全厂断电事故工况下把堆芯衰变热导出到安全壳内置换料水箱。该系统通过布置在换料水箱（IRWST）内的非能动余热排出热交换器，通过反应堆和反应堆余热排出热交换器之间的自然循环将堆芯衰变热传至换料水箱内的冷却水。只需开启该系统热交换器出口两个启动隔离阀的任一个，同时关闭两个串联的安全壳凝水回流槽疏水气动隔离阀的任一个即可使系统投入运行。4个隔离阀均有压缩气体（储能）、蓄电池（储能）作为动力源。

美国AP1000的非能动安全壳冷却系统采用非能动方式把安全壳内的热量散发到最终热阱－大气。正常运行工况下，空气从屏蔽构筑物顶部入口进入，流过下降通道后又反向通过上升流道，带走安全壳容器壁传递的热量，最后从烟囱排至环境。接到安全壳高-2压力信号后，系统的事故后运行自动启动，只需开启三个常关隔离阀中的任何一个，不需其他动作即可启动系统。系统的启动也可由操纵员在主控室或远程停堆工作站手动启动。

美国AP1000的非能动系统可以有效应对全厂断电事故，但仅适用于非能动安全系统核电厂。对于能动型专设安全设施的核电厂，上述系统很难满足应对全厂断电事故的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种应对全厂断电事故的非能动排热装置，在全厂断电事故工况下导出堆芯衰变热及其释放到安全壳空间内的热量，显著降低堆芯融化概率和放射性物质向环境释放的概率。

本发明的技术方案如下：一种应对全厂断电事故的非能动排热装置，包括二次侧非能动余热排出系统和非能动安全壳热量导出系统，其中，所述的二次侧非能动余热排出系统包括与蒸汽发生器的主蒸汽管道相连接的两路蒸汽管线，第一路蒸汽管线与应急余热排出冷却器连接，第二路蒸汽管线与应急补水箱连接，所述的应急余热排出冷却器设置在安全壳外部的换热水箱内，应急余热排出冷却器的出口管道与应急补水箱出口的注入管线合为一条凝水管道，与下方的蒸汽发生器的主给水管道相连接；所述的非能动安全壳热量导出系统包括设置在安全壳内部的换热器或换热器组，所述的换热器或换热器组通过上升管线和下降管线与设置在安全壳外部的换热水箱相连接；二次侧非能动余热排出系统和非能动安全壳热量导出系统共用同一个换热水箱，换热水箱的高度高于换热器或换热器组的高度。

进一步，如上所述的应对全厂断电事故的非能动排热装置，其中，在所述的与蒸汽发生器的主蒸汽管道相连接的两路蒸汽管线的上均设置常开电动隔离阀，在应急余热排出冷却器的出口管道上设置常闭气动隔离阀。

进一步，如上所述的应对全厂断电事故的非能动排热装置，其中，在所述的应急补水箱出口的注入管线上设有常闭气动隔离阀。

更进一步，如上所述的应对全厂断电事故的非能动排热装置，其中，所述的应急补水箱设置在安全壳的外部。

进一步，如上所述的应对全厂断电事故的非能动排热装置，其中，在安全壳外部的换热水箱内设有汽水分离器，所述的非能动安全壳热量导出系统的换热器或换热器组的上升管线与汽水分离器连接。

进一步，如上所述的应对全厂断电事故的非能动排热装置，其中，在所述的非能动安全壳热量导出系统的上升管线和下降管线上分别设有隔离阀。

进一步，如上所述的应对全厂断电事故的非能动排热装置，其中，所述的换热水箱为封闭的钢筋混凝土结构，并设有不锈钢衬里。