[发明专利]一种多功率尺度的全自然循环反应堆及其使用方法

说明书

本发明提出了一种多功率尺度的全自然循环反应堆，反应堆的主回路换热器为大盘管，设置于反应堆的堆芯上方，并围绕堆芯吊篮布置；在所述堆芯吊篮的不同高度的周向等间距安装负荷需求隔离阀；冷却剂经过所述堆芯加热后通过所述堆芯吊篮围成的上升段，经由开启的所述负荷需求隔离阀流入主回路换热器侧，通过横掠传热管管束加热管内流体，以产生热交换，给水经加热后经由蒸汽/热水管道流出。通过非能动的自然循环实现热量移出，取消主泵，最大程度降低失去流动类的初因事件；同时取消主泵相关的支持系统，提升经济性；一体化反应堆消除了大破口发生的可能性；具有多功率等级热负荷输出能力。

技术领域

本发明涉及一体化反应堆领域，特别是多功率尺度的全自然循环反应堆领域。

背景技术

现阶段，为满足不同应用场景的需求，小型反应堆研发已受到国内外的重点关注，而小型反应堆可以单独或作为一个较大联合体的模块建造，容量可随需求的增长而增加。

对于小型堆，一体化设计显示出其独特的优势：主冷却剂系统主要设备均位于压力容器内，包括蒸汽发生器、控制棒驱动机构、稳压器等，一体化的设计取消了主管道，消除了大破口事故发生的可能性。

福岛事故发生后，非能动技术以其安全性、可靠性、经济性受到越来越多的关注，该技术不依靠外部输入(力、功率或者信号、人工操作)，它们的效果取决于自然物理规律(例如重力、自然对流、热传导等)、固有特性(如材料属性等)，或者系统内的能量(如化学反应、衰变热等)。非能动系统的应用，使系统处于失效安全状态，提高了系统的安全性，使堆芯熔化的概率降低1至2个数量级。

此外，基于地区供热、发电甚至于热电联供的需求，将反应堆设计为可灵活方便的实现不同蒸汽品质输出或者热电联供显得尤为必要。

本发明即利用全自然循环、一体化反应堆设计理念，设计自然循环一体化小型反应堆，利用不同冷热源位差的设计，实现不同功率等级的负荷需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现多功率等级负荷需求的全自然循环一体化堆型，在保证足够安全的条件下，拓展反应堆用途。

一种多功率尺度的全自然循环反应堆，其特征在于：反应堆采用一体化设计方案，主回路换热器为大盘管，设置于反应堆的堆芯上方，并围绕堆芯吊篮布置；在所述堆芯吊篮的不同高度的周向等间距安装负荷需求隔离阀，以实现不同冷热源位差的设计需求；冷却剂经过所述堆芯加热后通过所述堆芯吊篮围成的上升段，经由开启的所述负荷需求隔离阀流入主回路换热器侧，通过横掠传热管管束加热管内流体，以产生热交换，给水经加热后经由蒸汽/热水管道流出。

优选的，所述给水管道和所述蒸汽/热水管道上均设置隔离阀。

一种多功率尺度的全自然循环反应堆的使用方法：根据热负荷需求，通过从低到高开关所述负荷需求隔离阀以调节输出功率。

本发明提出一种多功率尺度全自然循环一体化反应堆，通过非能动的自然循环实现热量移出，取消主泵，最大程度降低失去流动类的初因事件；同时取消主泵相关的支持系统，提升经济性；一体化反应堆消除了大破口发生的可能性；采用大盘管换热器及在堆芯吊篮不同高度的周向等间距安装隔离阀的设计形式以实现不同冷热源位差的设计需求，具有多功率等级热负荷输出能力。

附图说明

图1为一种多功率尺度全自然循环一体化反应堆示意图。

1—反应堆压力容器；2—蒸汽/热水隔离阀；3—蒸汽/热水管道；4—主回路换热器传热管；5—堆芯吊篮；6—给水隔离阀；7—给水管道；8—反应堆堆芯；9—第4级负荷需求隔离阀；10—第3级负荷需求隔离阀；11—第2级负荷需求隔离阀；12—第1级负荷需求隔离阀。

具体实施方式

实施例