[发明专利]一种新型非能动安全壳能量控制系统

说明书

本发明公开了一种新型非能动安全壳能量控制系统，包括：开式循环换热装置；高位冷却水箱，高位冷却水箱和开式循环换热装置连接形成开式循环回路，在开式循环回路上设有阀门；安全壳内换热装置；低位冷却水箱；安全壳外换热装置，安全壳内换热装置与安全壳外换热装置连接形成闭式循环回路，在闭式循环回路上设有阀门。实施本发明的新型非能动安全壳能量控制系统，能够在安全壳内高能管路破口事故下快速响应，有效地导出安全壳内的热量，使安全壳内的升高的压力和温度得到抑制；非能动结构设计合理，可极大避免系统失效，提高核电厂的安全性和经济性。

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种新型非能动安全壳能量控制系统。

背景技术

现有已经应用的钢制安全壳能量控制系统及AP1000核电厂的非能动安全壳冷却系统存在如下技术问题：

1、钢制安全壳能量控制系统采用外部淹没的方式导出安全壳内热量，在重力的作用下，安全壳外高位水箱内的水注入到安全壳外淹没水池淹没整个钢制安全壳。对于安全壳容积较大的核电厂，采用该技术时需要设置较大容积的水箱，以及在钢制安全壳外能容纳所有冷却水的水池，经济性较差，对空间要求较高。

2、AP1000核电厂的钢制安全壳需要非常大的自由容积，安全壳的结构尺寸要求非常大，增加了建造成本；此外，AP1000核电厂的冷却能力依赖于钢制安全壳外部喷淋，而外部钢制壁面的水膜对其换热能力至关重要，水膜能否有效形成一定规模在业内一直倍受质疑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新型非能动安全壳能量控制系统，能够在安全壳内高能管路破口事故下快速响应，有效地导出安全壳内的热量，使安全壳内的升高的压力和温度得到抑制；非能动结构设计合理，可极大避免系统失效，提高核电厂的安全性和经济性。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种新型非能动安全壳能量控制系统，包括：设置在安全壳内，用以吸收安全壳内高能管道破裂情况下释放热量的开式循环换热装置；设置在安全壳外的高位冷却水箱，高位冷却水箱和开式循环换热装置连接形成开式循环回路，在开式循环回路上设有多个用以开启或关闭开式循环回路的阀门；设置在安全壳内，用以吸收安全壳内高能管道破裂情况下释放热量的安全壳内换热装置；设置在安全壳外的低位冷却水箱；设置在低位冷却水箱中的安全壳外换热装置，安全壳内换热装置与安全壳外换热装置连接形成闭式循环回路，在闭式循环回路上设有多个用以开启或关闭闭式循环回路的阀门，其中：还包括：在安全壳内围绕压力容器呈环形布置的抑压水池，抑压水池具有水空间和气空间；抑压水池通过排气通道与安全壳内的大气连通；当安全壳内压力上升到安全壳高压力整定值时，开启开式循环回路和闭式循环回路上的阀门，通过开式循环回路和闭式循环回路将热量传导至安全壳外的冷却水箱中。

其中，在安全壳内高能管道破裂时，安全壳内蒸汽和空气的混合物由于压差进入抑压水池冷却，以抑制安全壳内压力升高。

其中，开式循环回路包括分别将高位冷却水箱和开式循环换热装置相连的第一入口管路和第一出口管路；开式循环回路上的阀门包括设置在第一入口管路上的安全壳内部的一个阀门和安全壳外部的一个阀门，以及设置在第一出口管路上的安全壳内部的一个阀门和安全壳外部的一个阀门。

其中，设置在第一入口管路上的安全壳内部的一个阀门和安全壳外部的一个阀门处于常开状态；设置在第一出口管路上的安全壳内部的一个阀门和安全壳外部的一个阀门处于常闭状态。

其中，闭式循环回路包括分别将安全壳内换热装置与安全壳外换热装置相连的第二入口管路和第二出口管路；闭式循环回路上的阀门包括设置在第二入口管路上的安全壳内部的一个阀门和安全壳外部的一个阀门，以及设置在第二出口管路上的安全壳内部的一个阀门和安全壳外部的一个阀门。

其中，设置在第二入口管路上的安全壳内部的一个阀门和安全壳外部的一个阀门处于常开状态；设置在第二出口管路上的安全壳内部的一个阀门和安全壳外部的一个阀门处于常闭状态。