[实用新型]一种能动与非能动相结合的安全壳排热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于反应堆设计技术，具体涉及一种能动与非能动相结合的安全壳排热装置。

背景技术

传统核电站的安全壳排热系统是利用安全壳喷淋系统来排除进入安全壳的热量和放射性物质，以控制安全壳的环境条件。设置安全壳喷淋系统的目的是在适当时候从安全壳上部喷洒冷水，冷却安全壳大气，限制LOCA或MSLB后的安全壳峰值压力。此外，必要时在喷淋液中添加化学药剂，以除去安全壳大气中的悬浮碘和碘蒸汽。能动的安全壳喷淋系统具备冷却能力强，事故后排热效果好的特点，得到广泛应用。但该技术过分依赖交流电源，当发生全厂断电叠加LOCA或MSLB事故后，无法实现安全壳的长期有效排热。

非能动安全壳排热装置的代表为美国AP1000的非能动安全壳冷却系统。非能动安全壳冷却系统采用非能动方式把安全壳内的热量散发到最终热阱－大气，如图1所示。正常运行工况下，空气从屏蔽构筑物顶部入口1进入，流过下降通道后又反向通过上升流道，带走钢安全壳容器壁传递的热量，最后从烟囱排至环境，在安全壳上方设置重力注水箱2。接到安全壳高压力信号后，系统的事故后运行自动启动，只需开启三个常关隔离阀中的任何一个，不需其他动作即可启动系统。系统的启动也可由操纵员在主控室或远程停堆工作站手动启动。

由于单一的安全壳喷淋系统对安全级电源的依赖度过高，因此，利用能动与非能动相结合的方式控制安全壳的环境条件，是提高核电厂安全水平的大势所趋。非能动安全壳排热装置不依赖传统电源，依靠自然循环完成事故后安全功能。在全厂断电或安全壳喷淋系统故障相关的事故时，系统依然能够运行并实现安全壳的完整性，是能动安全壳排热装置的有效补充。

实用新型内容

本实用新型目的在于针对传统核电站的安全壳排热系统的缺陷，提供一种能动与非能动相结合的安全壳排热装置，改进传统能动安全系统核电站对安全级电源的依赖，提高核电站安全壳排热系统的固有安全性。

本实用新型的技术方案如下：一种能动与非能动相结合的安全壳排热装置，包括安全壳喷淋系统和非能动安全壳热量导出系统，所述的安全壳喷淋系统的管线一端连接换料水箱，另一端经喷淋泵和热交换器后连接到安全壳顶部的喷淋集管；所述的非能动安全壳热量导出系统包括设置在安全壳内部的换热器或换热器组，所述的换热器或换热器组通过上升管线和下降管线与设置在安全壳外部的换热水箱相连接，换热水箱的高度高于换热器或换热器组的高度。

进一步，如上所述的能动与非能动相结合的安全壳排热装置，其中，在所述的安全壳喷淋系统喷淋泵的上游管线上连接有化学添加剂箱。

进一步，如上所述的能动与非能动相结合的安全壳排热装置，其中，所述的安全壳喷淋系统的喷淋集管设置在安全壳顶部不同标高处。

进一步，如上所述的能动与非能动相结合的安全壳排热装置，其中，所述的与安全壳喷淋系统的管线相连接的换料水箱设置在安全壳内部堆芯下方地坑位置，所述的喷淋泵、热交换器和化学添加剂箱设置在安全壳外。

进一步，如上所述的能动与非能动相结合的安全壳排热装置，其中，在所述的安全壳外部的换热水箱内设有汽水分离器，所述的非能动安全壳热量导出系统的换热器或换热器组的上升管线与汽水分离器连接。

进一步，如上所述的能动与非能动相结合的安全壳排热装置，其中，在所述的非能动安全壳热量导出系统的上升管线和下降管线上分别设有隔离阀。

进一步，如上所述的能动与非能动相结合的安全壳排热装置，其中，所述的换热水箱为封闭的钢筋混凝土结构，并设有不锈钢衬里。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型所提供的安全壳排热装置通过能动与非能动结合的方式既能应对设计基准事故，同时又能在全厂断电等超设计基准事故、严重事故或能动安全壳排热装置故障或失效的工况下持续排出安全壳内的热量，提高了系统的固有安全性，改进了传统能动安全系统核电站对安全级电源的依赖，提高了核电站的安全性，同时，能够有效保持安全壳的完整性。

附图说明

图1为AP1000的非能动安全壳冷却系统结构示意图；

图2为能动与非能动相结合的安全壳排热装置结构示意图。

具体实施方式

本实用新型所提供的安全壳排热装置将能动的安全壳喷淋系统与非能动安全壳热量导出系统相结合。安全壳喷淋系统的管线一端连接换料水箱，另一端经喷淋泵和热交换器后连接到安全壳顶部的喷淋集管；非能动安全壳热量导出系统包括设置在安全壳内部的换热器或换热器组，所述的换热器或换热器组通过上升管线和下降管线与设置在安全壳外部的换热水箱相连接。