[发明专利]一种先进简化的小堆非能动专设安全系统

说明书

本发明公开了一种先进简化的小堆非能动专设安全系统，包括压力容器第1层壳体、压力容器第2层壳体、主回路管线及非能动余排热交换器、补水箱；所述压力容器第2层壳位于所述压力容器第1层壳体顶部外侧，所述主回路管从所述压力容器第1层壳体的顶部穿出，穿过所述压力容器第2层壳，在所述压力容器第1层壳体和所述压力容器第2层壳之间的所述主回路管上设置有双层壳体间主回路管线隔离，在所述压力容器第2层壳外的所述主回路管线上设置有壳体外主回路管线隔离。本发明采用非能动的安全设计理念，不依赖外部驱动力，极大地降低能动系统失效概率，提升反应堆的安全性。

技术领域

本发明涉及反应堆安全技术领域，特别是一种先进简化的小堆非能动专设安全系统。

背景技术

随着我国工业化进程的发展，对海洋资源的开发和陆地偏远地区资源的开发愈加显得迫切。而海洋开发，尤其是深海资源开发，需要稳定、大容量的电能与热能，由于环境和用途的特殊性，小型堆(电功率小于300MWe)核能系统成为海洋开发最具有优势的热、电能源系统。因为小型堆换料周期为2年或更长，可长时间提供充足可靠的电和热，将小型核电、热供应站装载于输送船或移动平台上为不同海域上资源的开发提供电力和海水淡化的热能，具有非常良好的市场前景。此外，小型堆核能系统还可以为偏远地区供电供暖，为海上破冰船和其他船舶提供动力。

为提高反应堆安全性，应对设计基准事故，专设安全设施配置方案的优劣直接决定了反应堆堆型设计的成败。如何采用最优化的专设安全设施配置方案缓解设计基准事故，在保证安全性的前提下简化系统设计，提升经济性，历来是反应堆堆型研发中需要重点关注的内容。

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。与此同时，创新简化采用顶部双层壳体设计，匹配相应的阀门降低弹棒事故风险，甚至消除弹棒事故，保证反应堆的安全性，并大幅简化系统设计，减小双层压力容器壳体设计带来的不利经济性以及维修的复杂性，提升小型堆对空间的竞争优势。

本发明充分利用海洋或大气的无限运行环境，提出一种先进简化的小堆非能动专设安全系统，有效应对核电厂设计基准事故，保证反应堆安全性，且最大限度的简化设备，提升经济性。

发明内容

本发明的目的是结合一体化小型堆的设计理念，提出一种先进简化的小堆非能动专设安全系统，使其满足反应堆设计基准事故(LOCA与非LOCA事故)缓解需求，保证反应堆安全性，大幅简化设计，取消高中低压安全级安注补水；所述系统包括压力容器第1层壳体(13)、压力容器第2层壳体(5)、主回路管线(2)及其内外隔离阀(3)(4)和非能动余排热交换器(10)；

所述压力容器第2层壳体(5)位于所述压力容器第1层壳体(13)顶部外侧，所述主回路管线(2)从所述压力容器第1层壳体(13)的顶部穿出，穿过所述压力容器第2层壳体(5)，在所述压力容器第1层壳体(13)和所述压力容器第2层壳体(5)之间的所述主回路管线(2)上设置有双层壳体间主回路管线隔离阀(4)，在所述压力容器第2层壳体(5)外的所述主回路管线上设置有壳体外主回路管线隔离阀(3)；所述主回路换热器(9)通过非能动余热排出热交换器入口管线(8)和非能动余热排出热交换器出口管线(11)连接所述非能动余热排出热交换器(10)，所述非能动余热排出热交换器出口管线(11)上设置有非能动余热排出热交换器出口隔离阀(12)；所述补水箱(15)与非能动余热排出热交换器入口管线(8)和非能动余热排出热交换器出口管线(11)相连，所述补水箱(15)下部设有补水箱出口隔离阀(16)。

所述压力容器第2层壳体(5)内包括稳压器(6)，所述稳压器(6)通过波动管连接在所述压力容器第1层壳体(13)的顶部。

在本发明的一个较佳实施例中，所述非能动余热排出热交换器(10)设置于所述堆舱(1)内部，与所述堆舱(1)内壁面相连。