[发明专利]直流蒸汽发生器二次侧开式非能动余热排出系统

说明书

技术领域

本发明属于反应堆安全技术领域，具体涉及一种直流蒸汽发生器二次侧开式非能动余热排出系统。

背景技术

余热排出系统是应对核反应堆设计基准事故及严重事故的专设安全设施，现有的核动力堆安全系统大都采用能动余热排出系统和非能动的余热排出系统，系统大都为闭式循环系统，运行特性较为复杂，可靠性低。对采用直流蒸汽发生器的模块式反应堆而言，由于功率小，丧失了规模经济性，如何设计既简单又可靠的安全系统，是全球核能界的共同难题。同时直流蒸汽发生器二次侧水装量小，在低功率区运行管间脉动及流动不稳定性明显，从直流蒸汽发生器二次侧应急排余热可靠性较难解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流蒸汽发生器二次侧开式非能动余热排出系统，用最简单的系统来可靠排出反应堆余热，可实现设计基准事故后7天不需要操纵员干预。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种直流蒸汽发生器二次侧开式非能动余热排出系统，该系统设计有冗余的2个系列，每列包括辅助给水箱、喷洒器、给水滤网；安全壳的筒体段及上封头浸没于屏蔽水池中，反应堆布置于安全壳内最低标高位置；辅助给水箱通过给水管路与内置于反应堆压力容器的直流蒸汽发生器的给水口连接，在给水管路上且屏蔽水池中设置有给水滤网，内置蒸汽发生器的蒸汽出口通过蒸汽管 路与设置于屏蔽水池中的喷洒器连接。

所述的辅助给水箱水装量为200m³，屏蔽水池水装量为3000m³。

系统在运行初期依靠辅助给水箱内压缩氮气驱动经给水管路向直流蒸汽发生器二次侧给水，给水被加热后产生蒸汽或水汽混合物经蒸汽管路到达喷洒器扩散后进入屏蔽水池与池水混合得以冷凝，从而带出反应堆余热及显热；在运行后期，辅助给水箱给水耗尽后，系统转入自然循环模式，屏蔽水池里的池水依靠温差、位差提供的驱动力经给水管路进入直流蒸汽发生器二次侧，给水被加热后产生蒸汽或水汽混合物经蒸汽管路到达喷洒器扩散后进入屏蔽水池与池水混合得以冷凝，继续带走反应堆余热及显热；屏蔽水池池水被导出的反应堆余热及显热加热后蒸发，将热量转移到最终热阱大气；屏蔽水池经补水后可维持反应堆长期余热排出。

本发明所取得的有益效果为：

本发明采用初期非能动直接注入给水和后期自然循环方式给水两阶段运行模式，向蒸汽发生器二次侧持续给水，将反应堆余热转移至屏蔽水池，比传统的二次侧闭式非能动余热排出系统少一个循环回路，带出余热效率更高，更可靠。(1)本发明根据直流蒸汽发生器二次侧水流一次性通过的直流特性，利用压缩氮气提供高驱动压头较好解决直流蒸汽发生器低功率区运行管间脉动及流动不稳定性难题；(2)本发明充分利用屏蔽水池大水装量，可在余热排出的后期，利用自然循环方式，持续不断向直流蒸汽发生器二次侧提供给水；(3)本发明除应用于直流蒸汽发生器二次侧排出反应堆余热，也可用于自然循环饱和式蒸汽发生器二次侧排出反应堆余热。本发明适用于热功率为200～1000MW的一体化模块式反应堆。

附图说明

图1为本发明直流蒸汽发生器二次侧开式非能动余热排出系统结构图；

图中：1、屏蔽水池；2、辅助给水箱；3、喷洒器；4、给水滤网；5、直流蒸汽发生器；6、反应堆；7、钢安全壳；8、给水管路；9、蒸汽管路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明所述直流蒸汽发生器二次侧开式非能动余热排出系统设计有冗余的2个系列，每列包括辅助给水箱2、喷洒器3、给水滤网4，通过直流蒸汽发生器5二次侧排除反应堆6余热到屏蔽水池1。

安全壳7的筒体段及上封头浸没于屏蔽水池1中，反应堆6布置于安全壳7内最低标高位置；辅助给水箱2通过给水管路8与内置于反应堆压力容器的直流蒸汽发生器5的给水口连接，在给水管路8上且屏蔽水池1中设置有给水滤网4，内置蒸汽发生器5的蒸汽出口通过蒸汽管路9与设置于屏蔽水池1中的喷洒器3连接。

辅助给水箱2水装量约为200m³，屏蔽水池1水装量约为3000m³，通过蒸汽发生器二次侧排除反应堆余热到屏蔽水池1，可实现断电类设计基准事故后7天不需要操纵员干预。喷洒器3负责将蒸汽发生器二次侧产生的蒸汽或汽水混合物扩散开来以便与屏蔽水池1的池水充分混合后得以冷凝。给水滤网4主要用于拦截屏蔽水池1中可能存在的异物进入蒸汽发生器堵塞传热管。