[发明专利]带有非能动流量控制装置的二次侧余热排出系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种核电站的二次侧余热排出系统，尤其涉及一种具有流量控制功能的二次侧余热排出系统。

背景技术

随着煤炭、石油等不可再生能源日渐枯竭，对替代能源的需求越来越紧迫。风能、水能及太阳能等可再生能源环保低碳，但开发成本大、回报率低，远不能达到人类的需求。

核能储备丰富，对环境影响较小，是比较理想的替代能源。早在1951年美国就开始利用核能进行发电，迄今已有60多年的发展历史。目前我国大陆已投运核电机组12座，装机容量共约1016万KW。

核电机组正常工作时，低碳经济、绿色环保。但当核设施内发生意外状况而导致放射性物质外泄时，后果不堪设想。从1986年前苏联切尔诺贝利核事故到2011年日本福岛核电站事故，均造成了不可估量的损失和全世界的恐慌，时至今日仍让人谈之色变。如何能够发展安全的核能技术，提高核电机组的安全性，是核电领域一重要的课题。

以现有核电站中使用较多的的压水堆为例，其工作原理为：核燃料在反应堆内发生裂变而产生大量热能，把高压状态下的一次侧水升温至300℃左右；一次侧水经一次侧回路将热量传递到蒸汽发生器中的二次侧水中，二次侧水受热气化成蒸汽，蒸汽推动汽轮机带动发电机旋转发电后进入冷凝器冷凝成液态的二次侧冷凝水，再次进入蒸汽发生器中。申请号为201120001424.1的中国实用新型专利公开了一种用于核电站的应急给水系统。如图1所示：该应急给水系统包括设置在核电站安全壳外的敞口冷却水箱21和设置在冷却水箱内的冷凝器22，冷凝器22的管侧入口与主蒸汽管线17连接，冷凝器22的管侧出口与主给水管线18连接，当发生意外事故时，开启出口管道上的常闭的隔离阀24，启动应急给水系统以加速排出二次侧水的热量从而导出一次侧回路堆芯热量。

申请号为201120001424.1的中国实用新型专利公开的应急给水系统提高了系统的安全性，当仍存在不足：主蒸汽管线17内的蒸汽进入冷凝器22骤冷凝结，会引起系统流动不稳定和压力震荡，一方面，导致系统难以快速达到稳定状态并进而有效、持续地导出一次侧水的热量，堆芯温度过高而发生危险；另一方面，剧烈的压力震荡产生的应力对系统管道和设备存在破坏影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有流量控制功能的二次侧余热排出系统，通过调节冷凝水的回流速率，提高系统的稳定性，从而持续、有效地导出二次侧水的热量。

为了实现上有目的，本发明公开了一种带有非能动流量控制装置的二次侧余热排出系统，连接于蒸汽发生器的主蒸汽管线和冷凝回流管线之间，所述带有非能动流量控制装置的二次侧余热排出系统包括用于盛装冷却水的冷却水箱、设置于所述冷却水箱内且位于所述冷凝回流管线上方的冷凝器；所述冷凝器的管侧入口通过进口管道与所述主蒸汽管线相连通，带有非能动流量控制装置的二次侧余热排出系统还包括流量控制装置、第一支管及第二支管，所述流量控制装置具有第一进口、第二进口及流量控制出口，所述冷凝器具有第一管侧出口及第二管侧出口，所述第一支管分别与所述第一管侧出口及第一进口连通，所述第二支管分别与所述第二管侧出口及第二进口连通，所述流量控制出口通过出口管道与所述冷凝回流管线连通，所述出口管道上设有常闭的隔离阀。

所述非能动流量控制装置的二次侧余热排出系统在冷凝器与冷凝回流管线之间接入非能动流量控制装置，非能动流量控制装置与冷凝器之间通过第一支管和第二支管相连通，由第一支管经第一进口进入非能动流量控制装置的冷凝水流与由第二支管经第二进口进入非能动流量控制装置的冷凝水流在进入非能动流量控制装置后相对流动混合，从而减缓了冷凝水的流速，加快系统达到稳定状态进而有效、持续地导出一次侧水的热量，防止堆芯温度过高，同时减小系统管道内的压力震荡，从而提高系统运行的稳定性;冷凝器位于非能动流量控制装置上方、流量控制装置位于冷凝回流管线上方，各部分高低不同地设置，使得冷凝水无需外部动力、仅依靠冷凝水自身重力即可实现系统运行，安全稳定且可靠性高。

较佳的，所述流量控制装置具有一横截面呈圆形的流量控制腔；流量控制腔呈圆形，以减小两股冷凝水流在其内部相对流动混合的阻力，使得混合后的冷凝水在流量控制腔内部有序流动，增大冷凝水流出流量控制腔的难度。

具体地，所述流量控制出口开设于所述流量控制腔的底部，所述第一进口及第二进口开设于所述流量控制腔的侧壁；流量控制出口开设于流量控制腔的底部，使得流量控制腔内的冷凝水依靠自身重力即可全部流出流量控制装置进入冷凝回流管线，而无需借助外部动力。