[实用新型]一种基于安全设计的小型核岛结构

说明书

本实用新型公开了一种基于安全设计的小型核岛结构，包括外层安全壳、设置于所述外层安全壳内的多个小型核反应堆，所述外层安全壳的壳顶内侧设有多个非能动氢气复合器，任一小型核反应堆外设有钢制安全壳，且所述钢制安全壳内还设有能够用于降低堆芯温度的喷淋系统。本实用新型通过设计上述双层安全壳的结构，一方面保证小型核反应堆的安全，防撞击以及防止氢爆事故的发生，另一方面提高整体小型核岛的经济性，降低造价，有效地解决了小型核反应堆安全和经济两者相互冲突的问题。

技术领域

本实用新型涉及小型核电站领域，具体地，涉及一种基于安全设计的小型核岛结构。

背景技术

小型核反应堆指单堆电功率小于30万千瓦，采用模块化设计、模块化制造、模块式运输，现场快速装配、采用革新技术的新一代反应堆。小型堆具有高安全性、多用途(供电、供热、供汽、海水淡化、浮动核电站、核动力商船等)、成本效益、灵活性等多方优势。美国等国家给予小型堆非常高的评价，如“核能工业的转折点”、“开创核能多用途新时代”等。小型堆可作为稳定可靠的分布式清洁能源，对大气治理、节能减排、环境保护、能源安全提供又一个可靠的选择。

从核电市场需求看，发达国家和中等发达国家的电力供应已趋饱和，未来的核能需求将主要以发展中国家和能源短缺的国家和地区为主，这些国家和地区受地理位置、地质、气象、水源、经济能力和电网容量的限制，不适宜建造大型核电机组。从核电发展角度来看，大型核电厂址日益稀缺，而小型堆厂址适应性强，可以有众多的厂址可供选择。

但福岛事故后，社会对核安全越来越关心，其中在严重事故中的氢爆事故首当其冲，为了彻底消除反应堆氢爆风险，技术人员想到了很多应对策略，其中采用氢气复合器是最常见和最成熟的技术。对大型核电站来说，反应堆采用分散性布置，对安全壳的空间需求本身就很大，采用大尺寸的安全壳理所应当。但是对单堆功率小于100MW的小型一体化堆来说，其尺寸只有大堆压力容器的1/5，所占空间仅仅只有1/30，显然采用类似大堆的安全壳，其浪费空间非常大，其次，安全壳按照目前国际第三代核电安全要求，需要承担更大的外部影响和作用，如0.3g地震、大飞机撞击以及顶部设置有大型蓄水池的作用等等，其造价与其尺寸大小成指数上升。这对小堆工程来说，增加了造价和制造工期，提高了单个小型堆的发电成本，降低了模块式小堆的经济性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安全且经济的小型核岛结构。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：

一种基于安全设计的小型核岛结构，包括外层安全壳、设置于所述外层安全壳内的多个小型核反应堆，所述外层安全壳的壳顶内侧设有多个非能动氢气复合器，任一小型核反应堆外设有钢制安全壳，且所述钢制安全壳内还设有能够用于降低堆芯温度的喷淋系统。通过设计上述双层安全壳的结构，一方面保证小型核反应堆的安全，防撞击以及防止氢爆事故的发生，另一方面提高整体小型核岛的经济性，降低造价，有效地解决了小型核反应堆安全和经济两者相互冲突的问题。

如无特别指出，本实用新型中的“多个”均是指两个或两个以上。

进一步地，所述小型核岛结构还包括一乏燃料储存装置，所述乏燃料储存装置分别与所述多个小型核反应堆相连通。使核岛结构内的多个核反应堆共用一个乏燃料储存装置，进一步提高小型核反应堆的经济性。

进一步地，所述小型核岛结构还包括一换料系统，所述换料系统固定在核岛底部，所述换料系统包括换料通道，所述换料通道的底部连接有换料装置，所述换料通道的顶部设置有吊装装置。

优选地，使核岛结构内的多个核反应堆共用一个换料系统，进一步提高小型核反应堆的经济性。

所述换料系统的工作过程：所述吊装装置主要包括顶部的环吊和专用换料吊装工具，在顶部的环吊和专用换料吊装工具配合下，通过专用换料通道(换料通道)将乏燃料导出反应堆到乏燃料池进行储存。