[发明专利]用于排除压水核反应堆的残余能量的系统

说明书

技术领域

本发明涉及压水核反应堆的领域并且更具体地说涉及在该反应堆关闭后将残余能量从其堆芯的移除。

背景技术

通常来说当通过将高等级的负反应引入堆芯中来关闭反应堆时，在几秒钟量级的时间间隔的末端，后者中的裂变的数量非常快速地变得可忽略。在另一个方面，在正常操作期间过程中在堆芯中发展的裂变产物的放射性继续释放大量的能量，这在其关闭时可以表现反应堆的操作能量的6-7％。

在关闭以后的几个小时的末尾，仍存在反应堆的操作能量1-2％的残余能量，随后的减少相对地缓慢：必须移除此残余能量。因此有必要具有在任何情形中移除此剩余能量的装置，否则将有堆芯熔化的风险。为实现此，堆芯残余能量移除设备的使用已知用于与在通常关闭过程中使用的装置相对的特定的事故情况。

在事故的情形中将残余能量从核反应堆的堆芯移除通常地通过使用主动装置的备用系统来实现，在其背后的原理涉及例如通过布置在二级上的蒸汽移除来冷却初级流体，并通过主动装置(泵)将水再供给到蒸汽发生器。

利用泵式主动装置的此安全冷却系统需要外部能量的供给，尤其以便使得泵运行。由于反应堆处于关闭中，因此其不再产生电并且因此有必要要求备用电源(例如，柴油发电机)以使泵能够操作。因此容易理解的是这些主动源的天性减小了冷却功能的可靠性。

在电供给的总损失的背景下，还已知用于移除残余能量的完全被动设备。

因此文献US6795518描述了集成压水反应堆的特征(即，其中蒸汽发生器位于反应堆初级容器中)包括利用来自反应堆初级容器蒸汽发生器的二级侧的蒸汽的用于移除残余能量的被动设备。来自蒸汽发生器的蒸汽通过容纳在惯性容量中的水冷凝在冷凝器的管子上；来自惯性容量的水如在GV蒸汽发生器与外部冷凝器之间自然地循环的蒸汽所作出的自然地循环。通过在没有任何外部能量供给的情况下打开的阀被动地触发此系统。

然而此结构产生一些问题。

根据文献US6795518的用于移除残余能量的被动系统利用来自用于供给涡轮机的蒸汽发生器的蒸汽。因此在蒸汽发生器中的二级水破坏的情形中此系统将不会操作。

此外，应该指出隔离阀的使用允许安全壳冷凝器隔离以便防止核辐射散布到安全壳的外部的风险。可以回顾的是安全壳容纳核蒸汽系统的主要设备，保护其免受外部事故(地震、投射物、洪水等)并且在燃料包壳与反应堆初级壳体以后形成防止放射性产物释放到环境中的第三障碍物。如果在连接安全壳与冷凝器的链路中发生破坏，应该激活隔离阀的闭合以防止二级水溅出安全壳(尤其进入惯性容量中)。此闭合导致残余能量移除系统的实际上非操作。类似地，在没有任何电供给的情形中，通过预设闭合隔离阀(以便确保安全壳隔离)：一旦阀闭合，残余能量移除系统便不能再操作。

此外，使用的蒸汽发生器是在反应堆的能量操作期间使用的事实意味着其经历老化与磨损。

还已知集成压水反应堆的SCOR-式的模型(“简单的紧凑反应堆”)，其包括结合在反应堆初级安全壳中的单个蒸汽发生器。这些反应堆还包括被动残余能量移除设备，所述被动残余能量移除设备包括包含在反应堆初级安全壳中的多个热交换器。在残余能量移除的情形中，初级水通过与冷却水在其中循环的残余能量移除热交换器接触而被冷却。此二级水自身使其热量与来自惯性容量的水接触的安全壳外部的冷凝器交换热量。

此结构也产生一些问题。

如通过文献US6795518，在电供给损失的情形下SCOR反应堆涉及闭合隔离阀的使用(即，其防止了流体循环)。

此外，通过使用显示小于蒸汽发生器的移除效率的热交换器实现了残余能量的移除。

最后，SCOR反应堆设计为使得在反应堆的正常能量操作过程中不能测试残余能量移除系统：此结构实际上是，使得在反应堆的能量操作过过程中初级水不进入热交换器。

发明内容

在此上下文中，本发明的目的是提供将残余能量从压水核反应堆的堆芯移除的被动系统，以及结合所述系统的反应堆，包括在供给涡轮机的蒸汽发生器中的二级水的破坏的情形中，所述系统在安全壳与冷凝器之间不包括隔离阀并且能够在反应堆的能量操作过程中测试。

为此目的本发明提出了用于移除包括安全壳的压水核反应堆的残余压力的系统，该安全壳结合了具有所述反应堆的堆芯的反应堆初级安全壳，所述系统包括：

-储水器；