CN113113163A - 一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆 - Google Patents
一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113113163A CN113113163A CN202110377503.0A CN202110377503A CN113113163A CN 113113163 A CN113113163 A CN 113113163A CN 202110377503 A CN202110377503 A CN 202110377503A CN 113113163 A CN113113163 A CN 113113163A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- containment
- spraying
- spray
- water tank
- pipeline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000005507 spraying Methods 0.000 title claims abstract description 71
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
- G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
- G21C15/24—Promoting flow of the coolant
- G21C15/243—Promoting flow of the coolant for liquids
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
- G21C15/24—Promoting flow of the coolant
- G21C15/253—Promoting flow of the coolant for gases, e.g. blowers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
本发明涉及小型反应堆冷却技术领域，具体地说是一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，包括屏蔽厂房、设在其内的安全壳、喷淋***，喷淋***包括水箱，喷淋***中的水箱采用位于屏蔽厂房外的蓄压水箱，蓄压水箱的侧壁上方设有压缩空气进口、下方设有补水进口；蓄压水箱的侧壁下方还连接喷淋管道的一端，另一端依次贯穿屏蔽厂房、安全壳后固定于安全壳内的上方，喷淋管道的另一端连接喷淋装置的进水口；屏蔽厂房的至少一对称侧的侧壁近下方处分别设有冷却空气入口，屏蔽厂房的顶部设空气出口。本发明有益效果为，通过安全壳内水喷淋和安全壳外空冷相结合的方式实现事故后安全壳内热量的排出，具有非能动特性，提升了机组的安全性和经济性。
Description
技术领域
本发明涉及小型反应堆冷却技术领域，具体地说是一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆。
背景技术
小型反应堆的发展更加关注安全性、先进性和经济性，不断引入新工艺、新材料和新技术，充分论证其工程可行性，以使反应堆运行更加安全经济可靠。小型反应堆采用非能动的安全设计理念，可以确保反应堆的固有安全性。
AP1000三代非能动压水堆核电厂采用非能动安全壳冷却剂***作为事故后热量导出的专设安全设施，该设计在安全壳顶部设置了水箱，采用非能动注水的方式实现安全壳冷却，减小安全壳内外的压差，降低了裂变产物向安全壳外泄漏的驱动力，从而限制了安全壳内放射性裂变产物向环境的释放，保证了安全壳的完整性。
在役二代反应堆采用能动的安全壳喷淋***，通过喷淋泵对安全壳内进行降温和降压，防止安全壳超压，同时通过再循环泵将热量导出。对于小型反应堆，由于堆功率低，所以事故后堆芯的衰变热也小，需要导出的热量和持续时间要求远低于大型反应堆。
若能设计出一种改进的安全壳喷淋***，替代能动的喷淋泵和能动的热量导出设计，可使专设安全设施具有非能动特性，在保证热量导出的前提下，简化设计、建造和安装难度，可以提高安全性和经济性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，设置蓄压水喷淋***和空气自然循环冷却流道，通过安全壳内水喷淋和安全壳外空冷相结合的方式，实现事故后安全壳内热量的排出，具有非能动特性，提升了机组的安全性和经济性。
为实现上述目的，设计一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，包括屏蔽厂房、设在屏蔽厂房内的安全壳、喷淋***，所述喷淋***包括水箱，其特征在于，所述喷淋***中的水箱采用位于屏蔽厂房外的蓄压水箱，所述蓄压水箱的侧壁上方设有压缩空气进口、蓄压水箱的侧壁下方设有补水进口；蓄压水箱的侧壁下方还连接喷淋管道的一端，喷淋管道的另一端依次贯穿屏蔽厂房、安全壳后固定于安全壳内的上方，喷淋管道的另一端连接位于安全壳内上方的喷淋装置的进水口；所述屏蔽厂房的至少一对称侧的侧壁近下方处分别设有冷却空气入口，屏蔽厂房的顶部设空气出口。
进一步的，位于屏蔽厂房外的喷淋管道上沿输送方向依次设有喷淋隔离阀、喷淋减压阀；位于屏蔽厂房与安全壳之间的喷淋管道上设有喷淋壳外止回阀；位于安全壳内的喷淋管道上设有喷淋壳内止回阀。
进一步的，所述喷淋装置包括喷淋环、均布在喷淋环上的若干喷头。
进一步的，所述喷淋环沿纵向设有至少1个。
进一步的，当设有两个以上喷淋环时，喷淋环之间的直径相同或不相同。
进一步的，所述蓄压水箱的顶部设有卸压管道，所述卸压管道上设有安全阀。
进一步的，所述蓄压水箱上还设有液位计。
本发明有益效果为，改造简单、改造成本低廉，通过安全壳内水喷淋和安全壳外空冷相结合的方式实现事故后安全壳内热量的排出，具有非能动特性，提升了机组的安全性和经济性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步地说明。
实施例1
参见图1，本发明一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，包括屏蔽厂房15、设在屏蔽厂房内的安全壳13、喷淋***，所述喷淋***包括水箱，其特征在于，所述喷淋***中的水箱采用位于屏蔽厂房15外的蓄压水箱3，所述蓄压水箱3的顶部设有卸压管道4，所述卸压管道4上设有安全阀5；蓄压水箱3的侧壁上方设有压缩空气进口1、蓄压水箱3的侧壁下方设有补水进口2，蓄压水箱3上还设有液位计，方便观察蓄压水箱3内的液位高度，保证蓄压水箱3上方空间预留足够容纳压缩空气的空间，蓄压水箱3的侧壁下方还连接喷淋管道6的一端，喷淋管道6的另一端依次贯穿屏蔽厂房15、安全壳13后固定于安全壳13内的上方，喷淋管道6的另一端连接位于安全壳13内上方的喷淋装置的进水口；所述屏蔽厂房15的至少一对称侧的侧壁近下方处分别设有冷却空气入口14，屏蔽厂房15的顶部设空气出口16。
且位于屏蔽厂房15外的喷淋管道6上沿输送方向依次设有喷淋隔离阀7、喷淋减压阀8；位于屏蔽厂房15与安全壳13之间的喷淋管道6上设有喷淋壳外止回阀9；位于安全壳13内的喷淋管道6上设有喷淋壳内止回阀10。
该喷淋装置包括喷淋环11、均布在喷淋环上的若干喷头12。且喷淋环11沿纵向设有至少1个。当设有两个以上喷淋环11时，喷淋环11之间的直径相同或不相同。
在机组正常运行期间，喷淋隔离阀7关闭，通过压缩空气进口1通入的压缩空气和补水进口2输入的补水维持蓄压水箱3的压力和液位。若蓄压水箱3压力超压，则通过卸压管道4和安全阀5提供超压保护。
在事故初期，安全壳13的压力和温度升高时，启动喷淋***，喷淋隔离阀7打开，蓄压水箱3中的加压水通过喷淋管道6、喷淋隔离阀7、喷淋减压阀8、喷淋壳外止回阀9、喷淋壳内止回阀10和喷淋环11，经喷头12雾化后均匀的将水洒落到安全壳13内的蒸汽空间，雾化液滴与安全壳13内的蒸汽直接接触冷凝迅速降温降压，建立较强的冷却能力，抑制安全壳13内的压力升高，实现对安全壳13的冷却降压。
随着安全壳13内排热需求的降低，蓄压水箱3中的加压水逐渐用完，喷淋壳外止回阀9和喷淋壳内止回阀10防止安全壳13内的放射性物质泄漏到壳外。当转入空气冷却阶段后，冷却空气经冷却空气入口14进入屏蔽厂房15和安全壳13之间的空间所形成的流道，不断向上流动，冷却安全壳13的外表面，并经过屏蔽厂房15顶部的空气出口16排入大气，实现将安全壳13中的热量排入大气。
上述过程为了提供小型反应堆的安全壳喷淋***，设置了蓄压水喷淋***和空气自然循环冷却流道。蓄压储水箱3储存喷淋***所需的冷却水，由高压压缩空气提供动力，通过喷淋管道6向安全壳13内喷淋环11和喷头12供水，均匀的将水洒落到安全壳13内的蒸汽空间，实现对安全壳13的冷却降压。当事故初期安全壳13内压力或温度升高较快时，启动喷淋***，通过喷头的雾化液滴与安全壳内蒸汽的直接接触冷凝迅速降温降压，建立较强的冷却能力，抑制安全壳内的压力升高。随着安全壳内排热需求的降低，转入空气对流冷却阶段，通过空气冷却安全壳外表面逐渐排出热量，并降低安全壳的压力。该设计通过安全壳内水喷淋和安全壳外空冷相结合的方式实现事故后安全壳内热量的排出，具有非能动特性，提升了机组的安全性和经济性。
Claims (7)
1.一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，包括屏蔽厂房(15)、设在屏蔽厂房内的安全壳(13)、喷淋***，所述喷淋***包括水箱，其特征在于，所述喷淋***中的水箱采用位于屏蔽厂房(15)外的蓄压水箱(3)，所述蓄压水箱(3)的侧壁上方设有压缩空气进口(1)、蓄压水箱(3)的侧壁下方设有补水进口(2)；蓄压水箱(3)的侧壁下方还连接喷淋管道(6)的一端，喷淋管道(6)的另一端依次贯穿屏蔽厂房(15)、安全壳(13)后固定于安全壳(13)内的上方，喷淋管道(6)的另一端连接位于安全壳(13)内上方的喷淋装置的进水口；所述屏蔽厂房(15)的至少一对称侧的侧壁近下方处分别设有冷却空气入口(14)，屏蔽厂房(15)的顶部设空气出口(16)。
2.如权利要求1所述的一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，其特征在于，位于屏蔽厂房(15)外的喷淋管道(6)上沿输送方向依次设有喷淋隔离阀(7)、喷淋减压阀(8)；位于屏蔽厂房(15)与安全壳(13)之间的喷淋管道(6)上设有喷淋壳外止回阀(9)；位于安全壳(13)内的喷淋管道(6)上设有喷淋壳内止回阀(10)。
3.如权利要求1所述的一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，其特征在于，所述喷淋装置包括喷淋环(11)、均布在喷淋环上的若干喷头(12)。
4.如权利要求3所述的一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，其特征在于，所述喷淋环(11)沿纵向设有至少1个。
5.如权利要求4所述的一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，其特征在于，当设有两个以上喷淋环(11)时，喷淋环(11)之间的直径相同或不相同。
6.如权利要求1所述的一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，其特征在于，所述蓄压水箱(3)的顶部设有卸压管道(4)，所述卸压管道(4)上设有安全阀(5)。
7.如权利要求1所述的一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆，其特征在于，所述蓄压水箱(3)上还设有液位计。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110377503.0A CN113113163A (zh) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | 一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110377503.0A CN113113163A (zh) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | 一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113113163A true CN113113163A (zh) | 2021-07-13 |
Family
ID=76714709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110377503.0A Withdrawn CN113113163A (zh) | 2021-04-08 | 2021-04-08 | 一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113113163A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113856937A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-12-31 | 中国核电工程有限公司 | 一种压力控制装置及安全壳非能动自动喷淋控制装置 |
| CN113856936A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-12-31 | 中国核电工程有限公司 | 一种安全壳非能动自动喷淋控制装置 |
| CN114582529A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-06-03 | 中国核动力研究设计院 | 基于大盘管蒸汽发生器的微型全自然循环压水反应堆*** |
| CN115240880A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-10-25 | 哈尔滨工程大学 | 一种可实现持续排热的非能动余热排出***及方法 |
-
2021
- 2021-04-08 CN CN202110377503.0A patent/CN113113163A/zh not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113856937A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-12-31 | 中国核电工程有限公司 | 一种压力控制装置及安全壳非能动自动喷淋控制装置 |
| CN113856936A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-12-31 | 中国核电工程有限公司 | 一种安全壳非能动自动喷淋控制装置 |
| CN114582529A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-06-03 | 中国核动力研究设计院 | 基于大盘管蒸汽发生器的微型全自然循环压水反应堆*** |
| CN115240880A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-10-25 | 哈尔滨工程大学 | 一种可实现持续排热的非能动余热排出***及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113113163A (zh) | 一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆 | |
| CN103383865B (zh) | 用于核反应堆的被动应急给水*** | |
| US20180350472A1 (en) | Passive safe cooling system | |
| CN105957564B (zh) | 一种抑压及安全注射*** | |
| CN203931515U (zh) | 基于177堆芯的能动加非能动核蒸汽供应***及其核电站 | |
| US11894151B2 (en) | Integrated reactor system having passive removal of residual heat | |
| KR100419194B1 (ko) | 원자로보호용기와 압축탱크를 이용한 비상노심냉각 방법과장치 | |
| CN103632737A (zh) | 一种核电站蒸汽发生器二次侧非能动余热排出*** | |
| CN1024229C (zh) | 压水反应堆中的堆芯衰变热导出*** | |
| CN111081399B (zh) | 核电厂应急堆芯冷却*** | |
| KR100813939B1 (ko) | 안전보호용기를 구비한 일체형원자로의 피동형비상노심냉각설비 | |
| CN103985422A (zh) | 基于177堆芯的能动加非能动核蒸汽供应***及其核电站 | |
| CN110097982B (zh) | 一种核电厂安全注入及余热排出*** | |
| CN104272399A (zh) | 一种给核反应堆加燃料的方法 | |
| CN110189839B (zh) | 一种将压水堆冷段破口转换为热段破口的转换装置及压水堆 | |
| CN203366752U (zh) | 非能动压水堆降压*** | |
| CN106531243B (zh) | 一种模块化小型压水堆事故下余热排出***及厂房 | |
| CN214897642U (zh) | 一种设有安全壳喷淋***的小型反应堆 | |
| CN215450911U (zh) | 一种小型反应堆的增强型非能动安全壳空冷*** | |
| CN113593733A (zh) | 一种非能动钢制安全壳热量导出*** | |
| CN103295657A (zh) | 核反应堆余热排出*** | |
| JP2011252837A (ja) | 原子炉格納容器除熱装置及び除熱方法 | |
| CN214897641U (zh) | 一种小型反应堆的安全壳冷却*** | |
| CN214624452U (zh) | 一种基于双层管道技术的新型反应堆 | |
| CN113972016B (zh) | 核电厂安全壳外失水事故应对方法、装置、设备及介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 29 Hong Cao Road, Xuhui District, Shanghai Applicant after: Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co.,Ltd. Address before: No. 29 Hong Cao Road, Xuhui District, Shanghai Applicant before: SHANGHAI NUCLEAR ENGINEERING RESEARCH & DESIGN INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210713 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |