[发明专利]能动结合非能动的乏燃料水池喷淋冷却系统及其控制方法

说明书

本发明属于核反应堆安全技术领域，具体涉及一种能动结合非能动的乏燃料水池喷淋冷却系统及其控制方法。现有技术中对反应堆中的乏燃料池多采用能动的补水系统和换热器，一旦出现动力问题，就失去了安全保障，导致更严重的核事故发生。本发明所提供的能动结合非能动的乏燃料水池喷淋冷却系统，包括取水管路，设置在所述取水管路上的喷淋头和阀门，与所述取水管路相连的消防装置，还包括设置在高处并与所述取水管路相连的高位水箱，与所述阀门、消防装置相连的水位报警装置。该系统可以采用能动和非能动两种方式对乏燃料池进行补水降温，极大的提高了乏燃料池的安全性。

技术领域

本发明属于核反应堆安全技术领域，具体涉及一种能动结合非能动的乏燃料水池喷淋冷却系统及其控制方法。

背景技术

乏燃料又称辐照核燃料，是经受过辐射照射、使用过的核燃料，通常是由核电站的核反应堆产生。乏燃料是具有高度放射性的，水在屏蔽辐射和散热方面性能很不错(对于那些由乏燃料释放出来的辐射来说，每7厘米深的水就能把辐射量减半)，因而乏燃料被储存在乏燃料水池的底部，直到其中的放射性物质活跃程度降低到一定程度后才会从乏燃料池中转移出来做后续的处理。

日本福岛核电站事故后，多个机组的乏燃料水池在相当长的一段时间内暂时失去冷却的能力，并导致乏燃料水池水温异常升高，因此乏燃料水池的安全性引起了国内外核电业界的广泛关注。而目前，乏燃料水池的冷却主要通过能动的补水系统和换热器。

核电站发生事故后，可能引起丧失厂外电能等并发事故，导致乏燃料水池丧失冷却，或发生泄漏，能动的补水系统、换热器和水位监测系统很可能不能使用。如果在事故后长时间内不能得到冷却或补充，会引起水池水温上升，水分不断蒸发，水位持续下降，甚至降至乏燃料组件以下，导致乏燃料组件裸露、过热和损坏，存在放射性物质释放的风险。

发明内容

针对目前乏燃料水池冷却及补水技术的缺陷，有必要设计一种非能动和能动相结合的冷却系统，在事故等特殊情况下(如缺少或失去外部电力供给的状况)，可以在较长时间内为乏燃料水池等设备提供持续、可靠的冷却降温和补水，避免乏燃料组件因为冷却水的减少所造成的核事故。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种能动结合非能动的乏燃料水池喷淋冷却系统，包括取水管路，设置在所述取水管路上的喷淋头和阀门，与所述取水管路相连的消防装置，还包括设置在高处并与所述取水管路相连的高位水箱，与所述阀门、消防装置相连的水位报警装置。

进一步，所述取水管路包括与所述高位水箱相连的第一取水管路，与所述消防装置相连的第二取水管路。

进一步，所述阀门包括设置在所述第一取水管路上的第一阀门，设置在所述第二取水管路上的第二阀门。

进一步，所述水位报警装置包括定子、浮子、报警信号发生器和蓄电池。

进一步，所述定子、浮子可随水位的升降互相接触或隔离。

更进一步，随着所述定子、浮子的互相接触或隔离，所述报警信号发生器能够进行报警或解除报警，通过报警信号发生器产生的信号控制所述阀门和消防装置的开启或关闭。

为达到以上目的，本发明还公开了一种用于以上所述的能动结合非能动的乏燃料水池喷淋冷却系统的控制方法，包括以下步骤：

水位报警装置发出报警，开启第二阀门和消防装置；

判断喷淋头是否出水，如果已经出水，保持现有状态；如果未出水，开启第一阀门；

水位报警装置解除报警，关闭已开启的阀门，关闭消防装置。

本发明的效果在于：

1.具备能动和非能动两种冷却补水方式，电力正常和不正常情况下均可以提供冷却和补水操作；

2.充分利用现有设备和条件，节省成本；