[发明专利]一种核反应堆冷却系统

说明书

本发明公开了一种核反应堆冷却系统，包括设置于安全壳上方的冷却水箱、通过第一连通管与冷却水箱相连的喷淋头，所述喷淋头位于安全壳的外侧，所述喷淋头用于向安全壳的外壁喷淋冷却水，还包括设置于安全壳内的气体罐，所述气体罐通过第二连通管与冷却水箱的上部相连，所述冷却水箱为封闭容器。该反应堆冷却系统具有更高的对安全壳进行冷却的可靠性。

技术领域

本发明涉及核反应堆设备技术领域，特别是涉及一种核反应堆冷却系统。

背景技术

核反应堆，是一种启动、控制并维持核裂变或核聚变链式反应的装置。在反应堆之中，核反应的速率可以得到精确的控制，其能量能够以较慢的速度向外释放，供人们利用。核反应堆有多种用途，最重要的用途是产生热能，用以代替其他燃料，产生蒸汽发电或驱动航空母舰等设施运转。核反应堆作为一种重要的能量来源，其在运行过程中可能出现的问题也不容小视。安全壳喷淋系统就是针对一回路水发生事故时，用于降低安全壳内压力和温度的保护系统。

现有技术中，非能动安全壳喷淋系统作为一种可在断电情况下运行的保护系统，为核反应堆的安全提供了重要保证。进一步优化非能动安全壳喷淋系统的结构设计，以进一步提高非能动情况下对安全壳冷却的可靠性，是本领域技术人员研究的重要方向。

发明内容

针对进一步优化非能动安全壳喷淋系统的结构设计，以进一步提高非能动情况下对安全壳冷却的可靠性，是本领域技术人员研究的重要方向的问题，本发明提供了一种核反应堆冷却系统，该反应堆冷却系统具有更高的对安全壳进行冷却的可靠性。

本发明提供的一种核反应堆冷却系统通过以下技术要点来解决问题：一种核反应堆冷却系统，包括设置于安全壳上方的冷却水箱、通过第一连通管与冷却水箱相连的喷淋头，所述喷淋头位于安全壳的外侧，所述喷淋头用于向安全壳的外壁喷淋冷却水，还包括设置于安全壳内的气体罐，所述气体罐通过第二连通管与冷却水箱的上部相连，所述冷却水箱为封闭容器。

具体的，以上冷却水箱用于盛装作为安全壳冷却剂的冷却水，将冷却水箱设置于安全壳的上方，冷却水可在重力的作用下经第一连通管流至喷淋头，再由喷淋头喷出实现对安全壳的冷却。本方案中，通过设置位于安全壳内的气体罐，以上气体罐用于盛装气体，在安全壳内一回路水发生泄漏时，安全壳内部温度升高，此时，气体罐内的气体发生膨胀，这样，可使得冷却水箱内的内压增大，以上内压增大作用于冷却水，可使得由喷淋头喷出的冷却水流量增大，即安全壳内温度升高速度越快，可使得喷淋头喷出冷却水流量越大，这样，达到强化本系统对安全壳冷却效果的目的，即本系统具有更高的冷却可靠性。

更进一步的技术方案为：

作为一种可尽可能使得冷却水与安全壳的外壁充分接触，以利于提高对安全壳的冷却效果，同时便于收集参与热交换后的冷却水的方案，还包括呈钟罩状的屏蔽罩，所述屏蔽罩用于将安全壳套设在其内部，且屏蔽罩的内壁与安全壳的外壁之间具有间隙，所述冷却水箱设置在屏蔽罩的顶部，所述喷淋头位于所述间隙内。以上间隙作为冷流体的流动通道，作为本领域技术人员，以上冷流体包括液态的冷却水和气态的蒸汽。

所述屏蔽罩的顶部还设置有排气孔。以上排气孔可使得所述间隙与外界相通，这样，可避免安全壳外侧的冷流体温度升高得过高，影响冷流体与安全壳的传热效果。

作为一种支承稳定性强的实现方案，所述冷却水箱呈环状，冷却水箱的轴线与屏蔽罩的轴线共线。

为便于及时排出间隙内温度过高的冷流体，以使得本系统对安全壳具有高效的冷却效果，所述屏蔽罩的底部还设置有冷却水出口。

由于喷淋头中包括的连通管及喷嘴均数量较多，作为一种对安全壳冷各向却均匀，同时结构稳定性强的实现方案，所述喷淋头对称布置于安全壳的上方。