[发明专利]堆芯冷却系统以及方法

说明书

本发明公开了一种堆芯冷却系统以及方法，系统包括双层安全壳、反应堆存水坑、压力容器以及蒸汽发生器，双层安全壳包括安全壳内、外墙，内、外墙之间形成至少一个存储冷却剂的冷却水腔室，核电厂发生全厂断电事故时，稳压器专用释放阀和注水阀被打开，注水管道向压力容器注入冷却剂，释放管道将从堆芯进入热管段中的蒸汽、汽水混合物或者冷却剂排放到反应堆存水坑内，当反应堆存水坑的水位上升至第一高度时，注水阀被关闭并且回流注入阀被打开，反应堆存水坑内的部分冷却剂通过回流注入管道回流进入压力容器与堆芯，反应堆存水坑的水位降低到第二高度时，注水阀被打开并且回流注入阀被关闭，如此压力容器内外可以实现同时冷却效果，且节约冷却剂。

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种堆芯冷却系统以及方法。

背景技术

核电站冷却时，依赖反应堆压力容器、蒸汽发生器以及汽轮机。1回路连接反应容器与蒸汽发生器，2回路连接蒸汽发生器和汽轮机。核电厂正常供电时的冷却过程如下：1回路的冷却水流过反应堆压力容器与堆芯时，吸收核反应的热量，温度升高；流过蒸汽发生器时，将热量传给2回路的水，同时温度降低，流回反应堆压力容器与堆芯重新吸热；2回路的水流经蒸汽发生器时，吸收了1回路冷却水的热量而变成水蒸汽，然后进入汽轮机，推动汽轮机旋转，汽轮机通过一根轴带动发电机转子旋转发电；水蒸汽在汽轮机内做功后，又变成液态水，流回蒸汽发生器重新吸热。但是，当全厂断电时，整个冷却过程无法正常运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种堆芯冷却系统以及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种堆芯冷却系统，包括双层安全壳、反应堆存水坑、内部设置堆芯的压力容器以及蒸汽发生器，所述双层安全壳包括安全壳内墙和安全壳外墙，所述安全壳内墙和安全壳外墙之间形成至少一个存储冷却剂的冷却水腔室，所述反应堆存水坑位于所述安全壳内墙内，所述压力容器设置于所述反应堆存水坑中，所述压力容器通过设置了注水阀的注水管道与所述冷却水腔室连接，所述压力容器与蒸汽发生器之间的热管段连接有一释放管道，所述释放管道上设置有稳压器和稳压器专用释放阀；

在核电厂发生全厂断电事故时，所述稳压器专用释放阀和注水阀被打开，注水管道以非能动的方式向压力容器与堆芯注入冷却剂，所述释放管道将从堆芯进入热管段中的蒸汽、汽水混合物或者冷却剂排放到所述反应堆存水坑内。

优选的，所述压力容器与蒸汽发生器之间的冷管段连接有一设置了回流注入阀的回流注入管道；

当所述反应堆存水坑的水位上升至第一高度时，注水阀被关闭并且回流注入阀被打开，所述反应堆存水坑内的部分冷却剂通过所述回流注入管道以非能动的方式回流进入压力容器与堆芯，当所述反应堆存水坑的水位降低到第二高度时，注水阀被打开并且回流注入阀被关闭，其中，所述第一高度大于所述第二高度。

优选的，所述第一高度为所述反应堆存水坑的顶部位置所对应的高度，所述第二高度为所述热管段或者冷管段所在的高度。

优选的，所述安全壳内墙和安全壳外墙之间形成多个所述冷却水腔室，相邻两个所述冷却水腔室之间的隔断上设置有腔室连接管道，所述腔室连接管道上设置有腔室隔离阀；

当某个冷却水腔室的注水管道发生断裂或者损坏时，与所述某个冷却水腔室连接的注水阀被关闭，且该某个冷却水腔室的隔断上的腔室连接管道的腔室隔离阀被打开。

优选的，所述冷却水腔室的底部高于所述冷管段以及所述热管段。

优选的，每一所述冷却水腔室通过两根所述注水管道连接所述压力容器底部的一个相应的注入点。

优选的，每一根所述注水管道上设置有一个预防压力容器内的冷却剂流出的逆止阀。