[发明专利]核电厂应急余热排出和补水系统

权利要求书

1.一种核电厂应急余热排出和补水系统，其特征在于：包括三列互相独立的冷却系列、一个超大型模块化的冷却水箱、一套控制和报警系统以及辅助监测仪表；超大型模块化的冷却水箱的装水量至少能够满足排出事故后72小时内一回路的热量，冷却水箱与应急给水系统和乏燃料水池连接以在需要时为应急给水系统和乏燃料水池补水；每一冷却系列对应一个蒸汽发生器，三列冷却系列共用超大型模块化冷却水箱作为其冷凝器的最终热阱，在应急给水系统不可用的情况下实现蒸汽发生器二次侧的非能动余热排出；超大型模块化的冷却水箱的底部设有下沉隔间，三列冷却系列的冷凝器分别位于不同的下沉隔间中。

2.根据权利要求1所述的核电厂应急余热排出和补水系统，其特征在于：当应急给水系统可用时，由应急给水系统排热；当应急给水系统水量不足时，由所述冷却水箱给应急给水系统补水，以保障72小时持续排热；在“全厂断电、后备柴油机失效、应急给水系统失效”情况下，全厂丧失全部能动堆芯余热排出能力时，通过三列冷却系列以非能动的方式直接给蒸汽发生器二次侧排热，保证系统建立连续稳定的自然循环，排出事故后72小时内一回路热量，防止堆芯恶化。

3.根据权利要求1所述的核电厂应急余热排出和补水系统，其特征在于：所述三列冷却系列配置完全相同，在至少两列冷却系列可用时即能够完成蒸汽发生器二次侧余热导出功能，具备足够的冗余性；每列冷却系列与蒸汽发生器连接的入口和出口执行隔离功能的阀门均为两道，具备足够的冗余性；三列冷却系列分别布置在反应堆两侧的安全厂房中，每一冷却系列均包括依次串联的蒸汽管线、冷凝器和冷凝回流管线，冷凝器浸泡在冷却水箱中，用于将蒸汽发生器二次侧的热量导出至冷却水箱的水中，水箱中水被加热沸腾蒸发，热量最终传递至大气环境最终热阱。

4.根据权利要求3所述的核电厂应急余热排出和补水系统，其特征在于：

所述冷却系列的蒸汽管线与蒸汽发生器的蒸汽出口管道连接，蒸汽管线上装有两道蒸汽入口阀门作为冗余，其中第一道蒸汽入口阀门为直接焊接在蒸汽出口管道管嘴上的蒸汽入口隔离阀，该管嘴位于主蒸汽系统安全阀和主蒸汽隔离阀之间，蒸汽入口隔离阀为电动闸阀，第二道蒸汽入口阀门为靠近蒸汽入口隔离阀布置的入口调节截止阀，入口调节截止阀为电动调节截止阀；

所述冷却系列的冷凝器为不锈钢的C型结构，安装于超大型模块化冷却水箱底部，并且被水浸没；

所述冷却系列的冷凝回流管线的出口与应急给水系统的应急给水管线连接，接入点位于应急给水管线的逆止阀与蒸汽发生器之间；冷凝回流管线上设有位于安全壳外的冷凝回流隔离阀和位于安全壳内的冷凝回流止回阀，冷凝回流止回阀能够在系统投运工况长期阶段的低流量状态下维持开启。

5.根据权利要求3所述的核电厂应急余热排出和补水系统，其特征在于：所述冷凝器作为冷芯布置在冷却系统中的高位，冷凝器的出口管嘴与蒸汽发生器的给水入口管嘴的高度差不小于5m，以满足系统自然循环能力的要求；按流体方向，冷却系列的蒸汽管线保持上行趋势，整个循环回路的最高点在冷凝器入口前的蒸汽管道上，中间避免出现阶段性低点；冷凝回流管线按照先下行后上行的方式，最低点低于冷凝回流管线进入蒸汽发生器的管嘴位置，使整个冷凝回流管线底部形成U型结构，确保冷凝回流管线中形成水柱，以利于系统稳定运行。

6.根据权利要求1所述的核电厂应急余热排出和补水系统，其特征在于：所述冷却水箱设置在核电厂安全壳外侧上方，用于存水以实现热量导出，排向大气；冷却水箱为环形结构，被多个隔墙分成多个水箱单元，相邻水箱单元之间通过上下联通口联通形成串联结构；三列冷却系列的三个冷凝器分别安装在三个不同的水箱单元中，所述下沉隔间设于冷凝器所在的水箱单元底部，冷凝器位于下沉隔间中，确保被水浸没；超大型模块化的冷却水箱为混凝土钢衬里结构，内壁设有内衬钢覆面，以防止渗漏和维持水质。