CN205211425U - 核电站乏燃料水池冷却*** - Google Patents

核电站乏燃料水池冷却*** Download PDF

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王耀东
许洁
曾建丽
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China Nuclear Power Engineering Co Ltd
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China General Nuclear Power Corp
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Abstract

本实用新型公开了一种核电站乏燃料水池冷却***，其包括三个相互独立的冷却回路，每个冷却回路上均设置有冷却泵和热交换器；三个冷却回路的冷却泵均由应急柴油机后备供电；所述三个冷却回路中的第一冷却回路和第二冷却回路的冷却泵还由SBO柴油机后备供电。与现有技术相比，本实用新型核电站乏燃料水池冷却***对PTR***冷却回路的电源和冷源进行了加强，使其在各种工况下都能对乏燃料水池进行循环冷却，无需通过补水蒸发手段带走乏燃料水池的余热，避免了放射性外泄，并保证了乏燃料厂房的可达和安全。

Description

核电站乏燃料水池冷却***
技术领域
本实用新型属于核电站乏燃料水池冷却领域，更具体地说，本实用新型涉及一种核电站乏燃料水池冷却***。
背景技术
在核电站的***设计中，PTR***(ReactorPoolsandFuelPoolsCoolingandTreatmentSystem，反应堆水池和燃料水池冷却和处理***)可以在正常运行和设计基准事故工况下为乏燃料水池提供循环冷却，但是在发生SBO(StationBlackOut，全厂断电)和TLOCC(TotalLossofCoolingChain，完全丧失冷链)的超设计基准事故工况下，乏燃料水池将失去正常冷却，以致池水被乏燃料组件的余热加热至沸腾。如果没有有效的冷却手段，乏燃料水池的水位将因池水的蒸发损失而不断降低，乏燃料组件一旦裸露，将导致乏燃料组件包壳破损，引发放射性向环境不可控的大量释放。简单的补水虽然能维持乏燃料组件的淹没，但却只是一种缓解手段，池水蒸发所产生的大量蒸汽将弥漫在水池房间以及相邻房间，导致相应的长发高温、高湿，人员不可达，难以开展事故处理等相关操作。而且，长期高温、高湿的环境对乏燃料厂房的混凝土结构以及乏燃料组件包壳也是极大地考验。
请参阅图1，一种已知的乏燃料水池冷却***设置有三个相同容量的冷却回路10、11、12，三个冷却回路10、11、12共用取回水母管13。每个冷却回路10、11、12上设置一台泵和一台热交换器，每个冷却回路10、11、12的设计容量为换料大修工况下乏燃料水池最大热负荷的50％。其中，第一冷却回路10的泵100由A列母线供电，第二冷却回路11的泵110由B列母线供电，第三冷却回路12的泵120由公共母线供电。另外，第一、二冷却回路10、11的泵100、110由应急柴油发电机(EDG，EmergencyDieselGenerator)后备供电。三台热交换器14都由RRI***(ComponentCoolingWaterSystem，设备冷却水***)提供冷却水。显然，当发生超设计基准事故工况时，上述冷却***的三个冷却回路10、11、12都会失去，导致乏燃料水池失去全部循环冷却，只能通过补水蒸发的手段带走余热，从而产生前述的严重后果。另外，三个冷却回路10、11、12共用取回水母管13，一旦取回水母管13发生破口，也会导致三个冷却回路10、11、12均不可用，冷却***的循环冷却功能丧失。
请参阅图2，另一种已知的乏燃料水池冷却***设置有三个独立的冷却回路20、21、22。第一、二冷却回路20、21上均设置两台互为备用的泵200、210和一台热交换器202、212，第三冷却回路22上设置一台泵220和一台热交换器222。第一、二冷却回路20、21的设计容量为换料大修工况下乏燃料水池最大热负荷的50％，其上设置的泵200、210分别由第2、4列供电分区供电，同时由应急柴油发电机提供后备供电，热交换器202、222则由RRI***提供冷却水。第三冷却回路22设计成在SBO工况下能将乏燃料水池的温度维持在95℃或更低，其泵220由第1列供电分区供电，同时由应急柴油机和SBO柴油机提供后备供电，热交换器222则由EVU***(ContainmentCoolingVentilationSystem，安全壳热量排出***)提供后备冷却，可满足在SBO工况下运行的功能要求。但是，由于只有第三冷却回路22能应对SBO和TLOCC等超设计基准事故，在事故处理的长期阶段，若该冷却回路因长期运行丧失，则乏燃料水池依旧可能失去循环冷却。此外，在发生完全丧失交流电的事故工况下，三个冷却回路都会失去，使得乏燃料水池失去全部循环冷却，只能通过补水蒸发的手段带走余热，从而产生前述的严重后果。
有鉴于此，确有必要一种提供能够解决上述问题的核电站乏燃料水池冷却***。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种纵深防御的核电站乏燃料水池冷却***，以满足在各种事故工况下乏燃料水池循环冷却的要求。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种核电站乏燃料水池冷却***，其包括三个相互独立的冷却回路，每个冷却回路上均设置有冷却泵和热交换器；三个冷却回路的冷却泵均由应急柴油机后备供电；所述三个冷却回路中的第一冷却回路和第二冷却回路的冷却泵还由SBO柴油机后备供电。
作为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的一种改进，所述三个冷却回路的冷却泵分别由三列不同的母线正常供电。
作为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的一种改进，所述第一冷却回路和第二冷却回路中的至少一个冷却回路的冷却泵还由移动柴油发电机后备供电。
作为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的一种改进，所述三个冷却回路中的第三冷却回路的冷却泵仅由应急柴油机后备供电。
作为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的一种改进，所述三个冷却回路均仅设置一台冷却泵。
作为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的一种改进，所述三个冷却回路的热交换器均由RRI***提供冷却水。
作为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的一种改进，所述第一冷却回路和第二冷却回路的热交换器还各自由ECS***提供后备冷却。
作为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的一种改进，所述三个冷却回路均仅设置有一台热交换器，三台热交换器分别由RRI***的三列提供冷却水。
作为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的一种改进，所述三个冷却回路的设计容量相同。
作为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的一种改进，所述三个冷却回路中任一个的设计容量均为换料大修工况下乏燃料水池最大热负荷的50％。
与现有技术相比，本实用新型核电站乏燃料水池冷却***对PTR***冷却回路的电源和冷源进行了加强，使其在各种工况下都能对乏燃料水池进行循环冷却，无需通过补水蒸发手段带走乏燃料水池的余热，避免了放射性外泄，并保证了乏燃料厂房的可达和安全。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型核电站乏燃料水池冷却***及其有益效果进行详细说明。
图1为一种已知核电站乏燃料水池冷却***的结构示意图。
图2为另一种已知核电站乏燃料水池冷却***的结构示意图。
图3为本实用新型核电站乏燃料水池冷却***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。
请参阅图3，本实用新型核电站乏燃料水池冷却***包括三个设计容量相同、相互独立的冷却回路40、50、60。每个冷却回路40、50、60上均设置一台冷却泵和一台热交换器，每个冷却回路40、50、60的设计容量均为换料大修工况下乏燃料水池最大热负荷的50％。
在冷却泵的供电方面，第一冷却回路40上设置的冷却泵42由A列母线正常供电，第二冷却回路50上设置的冷却泵52由B列母线正常供电，第三冷却回路60上设置的冷却泵62由C列母线正常供电。再者，第一、二冷却回路40、50的冷却泵42、52分别由应急柴油机和SBO柴油机后备供电，第三冷却回路60的冷却泵62仅由应急柴油机后备供电。另外，第一、二冷却回路40、50中的至少一个冷却回路的冷却泵42、52还由移动柴油发电机后备供电，可应对完全丧失交流电源事故。
在热交换器的冷却方面，三个冷却回路40、50、60的三台热交换器44、54、64分别由RRI***三列提供冷却水，第一、二冷却回路40、50的热交换器44、54还各自由ECS***(ExtraCoolingSystem，额外冷却***)提供后备冷却。
综上所述，为了满足在发生超设计基准事故工况下乏燃料水池的冷却要求，本实用新型核电站乏燃料水池冷却***对PTR***冷却回路的电源和冷源进行了加强，使其在各种工况下都能对乏燃料水池进行循环冷却，无需通过补水蒸发手段带走乏燃料水池的余热，避免了放射性外泄，并保证了乏燃料厂房的可达和安全。
与现有技术相比，本实用新型核电站乏燃料水池冷却***至少具有以下优点：1)为冷却回路40、50配置不同事故工况下可用的电源和冷源，满足乏燃料水池循环冷却的要求；2)配置两个能够应对超设计基准事故工况的冷却回路40、50，以满足长期运行互为备用的要求。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种核电站乏燃料水池冷却***，包括三个相互独立的冷却回路，每个冷却回路上均设置有冷却泵和热交换器；三个冷却回路的冷却泵均由应急柴油机后备供电；其特征在于：所述三个冷却回路中的第一冷却回路和第二冷却回路的冷却泵还由SBO柴油机后备供电。
2.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池冷却***，其特征在于：所述三个冷却回路的冷却泵分别由三列不同的母线正常供电。
3.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池冷却***，其特征在于：所述第一冷却回路和第二冷却回路中的至少一个冷却回路的冷却泵还由移动柴油发电机后备供电。
4.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池冷却***，其特征在于：所述三个冷却回路中的第三冷却回路的冷却泵仅由应急柴油机后备供电。
5.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池冷却***，其特征在于：所述三个冷却回路均仅设置一台冷却泵。
6.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池冷却***，其特征在于：所述三个冷却回路的热交换器均由RRI***提供冷却水。
7.根据权利要求6所述的核电站乏燃料水池冷却***，其特征在于：所述第一冷却回路和第二冷却回路的热交换器还各自由ECS***提供后备冷却。
8.根据权利要求6所述的核电站乏燃料水池冷却***，其特征在于：所述三个冷却回路均仅设置有一台热交换器，三台热交换器分别由RRI***的三列提供冷却水。
9.根据权利要求1所述的核电站乏燃料水池冷却***，其特征在于：所述三个冷却回路的设计容量相同。
10.根据权利要求9所述的核电站乏燃料水池冷却***，其特征在于：所述三个冷却回路中任一个的设计容量均为换料大修工况下乏燃料水池最大热负荷的50％。
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CN107767973A (zh) * 2016-08-19 2018-03-06 中广核工程有限公司 核电厂乏燃料水池补充冷却装置

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