CN201638576U - 一种池式反应堆应急堆芯冷却*** - Google Patents

一种池式反应堆应急堆芯冷却*** Download PDF

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庄毅
黄兴蓉
张金山
李清
韩海芬
李华
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Abstract

本实用新型公开了一种池式反应堆应急堆芯冷却***，包括应急泵、非能动阀门、板式换热器(5)，应急泵入口端与反应堆水池连通，应急泵的出口端与非能动阀门连接，非能动阀门连接反应堆冷却主回路***(4)，应急泵的出口端还连接板式换热器(5)，板式换热器(5)与反应堆水池连通，板式换热器(5)与应急泵之间设置有非能动阀门。本实用新型提供了一种结构简单，节省能源，减少操作人员干预，减少设备启动故障，自动投入运行的池式反应堆应急堆芯冷却***。

Description

一种池式反应堆应急堆芯冷却***
技术领域
本实用新型涉及反应堆堆芯冷却领域，特别涉及一种池式反应堆应急堆芯冷却***。
背景技术
对于核电站压水堆，一般设有专用的余热排出***和提供事故工况下堆芯应急冷却的一整套专设安全设施，并且还设有把余热传输至最终热阱的辅助给水***、设备冷却***和重要服务水***等。而研究堆的停堆冷却通常是通过一些相对较简单装置和设施来实现堆芯的余热排出。
原子能院的101重水研究堆，正常工况和事故工况都是靠重水泵排出堆芯余热，只是在事故工况下使用的是可靠的电源供电。49-2游泳池式轻水反应堆，正常工况下靠主泵继续运转来带出堆芯余热，事故工况下通过主回路流量过低的保护信号启动由蓄电池供电的事故泵，执行余热排出功能。由于101重水堆和49-2游泳池式轻水堆的功率比较低(分别为10MW，2MW)，所以其主泵均没有设置惯性飞轮。
目前，国内外的研究堆执行应急堆芯冷却***都存在以下问题：
(1)***平时一般不启动，事故情况启动，设备平时闲置，存在启动失效的问题。
(2)***一般情况为事故时接入或切换倒可靠电源，平时为常用电源。需要操作员动作，柴油机也存在启动失效问题。
(3)***接入方式不可靠，需要操作人员进行干预。接入时间不能保证，易出错。
(4)部分反应堆事故情况还需要应急供电的二次热阱。***复杂，供电复杂。
发明内容
本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种结构简单，节省能源，减少操作人员干预，减少设备启动故障，自动投入运行的池式反应堆应急堆芯冷却***。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种池式反应堆应急堆芯冷却***，包括应急泵、非能动阀门、板式换热器，应急泵入口端与反应堆水池连通，应急泵的出口端与非能动阀门连接，非能动阀门连接反应堆冷却***，关键在于，应急泵的出口端还连接板式换热器，板式换热器与反应堆水池连通，板式换热器与应急泵之间设置有非能动阀门。
本实用新型还可以：所述的应急泵为两台应急泵并联组成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该***通过采用应急泵与反应堆同时运行，并通过UPS供电的方式，这样从根本上解决了事故工况下应急泵启动失效和操作人员误操作的问题，提高了应急堆芯冷却***的可靠性；同时***采用非能动阀门，应急功能是自动执行的，避免了事故工况下需要操作人员干预和设备动作失效问题。应急***出口旁路汇总后经过1台池水换热器可实现池水冷却功能。
附图说明
图1***的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
一种池式反应堆应急堆芯冷却***，包括应急泵、非能动阀门、板式换热器5，应急泵入口端与反应堆水池连通，应急泵的出口端与非能动阀门连接，非能动阀门连接反应堆冷却主回路***4，应急泵的出口端还连接板式换热器5，板式换热器5与反应堆水池连通，板式换热器5与应急泵之间设置有非能动阀门。所述的应急泵采用两台应急泵1a、1b并联结构组成的两条应急冷却通道。其中本实施例中的两台应急泵1a、1b采用不间断电源(UPS)供电；应急泵1a与板式换热器5之间安装有非能动阀门3a，应急泵1b与板式换热器5之间安装非能动阀门3b；应急泵1a与反应堆冷却主回路***4之间设置非能动阀门2a，应急泵1b与反应堆冷却主回路***4之间设置非能动阀门2b。在丧失厂外电源情况下UPS维持应急泵1a、1b连续运行2小时，在此时间内应急泵1a、1b提供的强迫循环足以排出堆芯余热；
同时为满足自动执行功能的要求***旁路阀门设计为常开状态，正常工况时两台应急泵1a、1b从反应堆水池吸水，由于冷却主回路***4压力高，***总管路上的非能动阀门2a、2b处于关闭状态，应急***旁路通过非能动阀门3a、3b到板式换热器5，并将冷却的池水重新注入反应堆水池中。
当事故工况时，反应堆冷却主回路***4压力降低，冷却主回路***4上的非能动阀门2a、2b自动打开，冷却主回路***4与应急***同时工作，管路中的流量自动匹配实现应急***功能要求。这种设计在各工况之间的切换是完全非能动的，应急功能是自动执行的，这就避免了事故工况下需要操作人员干预和设备动作失效的问题。
本***的具体运行过程如下：
本***采用大容量的反应堆池水作为应急热阱。
当反应堆正常运行时，应急泵1a、1b随堆运行，由于反应堆冷却主回路***4压力远高于应急泵1a、1b出口压力，其非能动阀门2a、2b始终处于关闭状态，应急泵1a、1b不能将反应堆注入冷却主回路***4，而是经过旁路流经板式换热器5使池水得到冷却，执行池水冷却功能。本实施例采用单台应急泵的流量为125m3/h，旁路总管为250m3/h。
当反应堆发生“丧失热阱”事件时，由“冷却剂出口温度过高”信号触发反应堆紧急停堆，主循环泵自动停止运行，此时反应堆冷却主回路***4压力降低，非能动阀门2a、2b自动打开，应急泵1a、1b将反应堆池水输送至反应堆冷却主回路***4，进而保证反应堆内至少有180m3/h冷却流量从上之下流经堆芯并带出堆芯放出的热量。

Claims (3)

1.一种池式反应堆应急堆芯冷却***，包括应急泵、非能动阀门、板式换热器(5)，应急泵入口端与反应堆水池连通，应急泵的出口端与非能动阀门连接，非能动阀门连接反应堆冷却主回路***(4)，其特征在于，应急泵的出口端还连接板式换热器(5)，板式换热器(5)与反应堆水池连通，板式换热器(5)与应急泵之间设置有非能动阀门。
2.根据权利要求1所述的一种池式反应堆应急堆芯冷却***，其特征在于，所述的应急泵为两台应急泵(1a、1b)并联组成。
3.根据权利要求1所述的一种池式反应堆应急堆芯冷却***，其特征在于，所述的应急泵采用不间断电源(UPS)供电。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103174872A (zh) * 2013-03-20 2013-06-26 华北电力大学 一种利用温差驱动的非能动阀门***
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CN111883270A (zh) * 2020-08-26 2020-11-03 中国原子能科学研究院 热量排出***、池式反应堆以及池式反应堆热量排出方法

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