[发明专利]堆芯永不裸露的研究堆

说明书

技术领域

本发明属于核反应堆技术领域，具体涉及一种堆芯永不裸露的研究堆。

背景技术

对于新建的高功率研究堆，要充分地考虑固有安全性。对于已建的研究堆从现有安全标准要求看，都有不够完善的地方。以HFETR(高通量工程试验堆)为例，堆芯水流方向自上向下，主管道布置在堆芯上平面以下。在发生主管道破裂失水事故时，有可能造成反应堆压力容器上部进气失水，主循环系统和余热导出系统都无法工作，以至于无法导出堆芯余热。因此，只能采用向堆芯注水，从破口处流出热水的办法排出堆芯余热。如果破口处靠近注水管，则注入水一进入主管道就马上流出，无法进入堆芯带出堆芯余热，所以，必须有几个注水口，根据破口位置人为改变注水口，以克服上述缺陷。但是，破口的位置如何判断也是存在一定难度的，而且这种方式的注水水量也比较大，因此，实现起来是非常困难的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述研究堆所存在的缺陷，提供一种堆芯永不裸露的研究堆，以提高高功率研究堆的固有安全性。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种堆芯永不裸露的研究堆，采用池壳式堆结构，反应堆压力壳置于堆水池内的下方；用于设置主回路系统设备的主回路间布置在堆水池的水面以上，主回路间的底部通过管道与堆水池水面以下相通；在主回路系统与堆水池之间设有除气加压系统，除气加压系统包括排水背压阀和除气加压泵，排水背压阀设置在一条主回路堆入口管与堆水池之间，将主回路的一部分水减压排至堆水池，在池水中除气；除气加压泵设置在堆水池与另一条主回路堆入口管路之间，由堆水池抽水加压返回主回路。

如上所述的堆芯永不裸露的研究堆：

所述的主回路系统设备包括主换热器，以及相互并联的主循环泵和余热导出泵，设置在堆芯下方的主回路堆出口管与主换热器连接，主换热器再通过主循环泵和余热导出泵的并联管路与设置在堆芯上方的主回路堆入口管连接；

主回路堆入口管和主回路堆出口管分别通过连通阀与堆水池连通；

主回路系统为双环路结构，在堆水池的上方设有两个主回路间，每个主回路间内分别设有一套主回路系统设备，两套主回路系统设备分别通过主回路堆入口管和主回路堆出口管与堆芯连通。

本发明的有益效果如下：

(1)由于反应堆主回路系统布置在水池水面高度以上，主回路间底部有一管道与堆水池水面以下相通，在主管道失水事故时泄漏水可回到堆水池；

(2)在除气加压系统工作时将主回路的一部分水通过背压阀减压排至堆水池，在堆水池上部除气，再由堆水池抽水加压返回主回路；

(3)主回路1/4DT破口失水事故时，主回路压力下降，背压阀自动关闭，利用离心泵特点，扬程下降流量大幅度增加，该流量可以完全维持主回路充满水；

(4)在堆芯出口管通过阀门与堆水池相通，在除气加压泵停止工作时，堆芯出口与池水连通阀能够维持破口主管道水位与池水高度相当；

(5)由于主回路系统为双环路运行，即使一条环路失水，另一条环路仍会充满水，充满水环路余热导出泵仍可运行，不会影响余热导出。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1.堆芯  2.主回路堆出口管  3.主换热器  4.主循环泵5.余热导出泵  6.主回路堆入口管  7.除气加压泵  8.排水背压阀9.连通阀(主回路堆入口与池水)  10.连通阀(主回路堆出口与池水)11.主回路间与池水连通管  12.主回路稳压器  13.主回路间14.堆水池

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明所提供的堆芯永不裸露的研究堆采用池壳式堆结构，装有堆芯1的压力壳设置在堆水池14内下方，主回路系统设置在堆水池水面高度以上，堆芯水流方向自上向下。主回路为双环路，在堆水池14的上方设有两个主回路间13，每个主回路间13内分别设有一套主回路系统设备，两套主回路系统设备分别通过主回路堆入口管6和主回路堆出口管2与堆芯1连通，从主回路堆出口管2引出的水经主换热器3将热量传给二次水，再经主循环泵4加压，经主回路堆入口管6入堆。余热导出泵5与主循环泵4并联。

两个主回路间13的底部分别通过管道11与堆水池14水面以下相通，在主管道失水事故时泄漏水可回到堆水池14。