[实用新型]基于温差传感的核电站安全注射信号装置

说明书

技术领域

本实用新型属于核电安全和热能利用装置领域，特别涉及一种基于温差传感的核电站安全注射信号装置。

背景技术

21世纪，能源紧缺、环境污染已经成为全世界面临的重大问题。随着人类社会的发展，工业需求能源的数量越来越巨大，进而常规能源的消耗也越来越迅猛，导致今天能源紧缺的局面，而在众多的替代能源中，核能无疑是最有潜力可以大规模使用的工业能源。从 20 世纪 50 年代以来，核电站发出的电量已占世界总发电量的16%。国际经验证明，核电是一种经济、安全、可靠、清洁的新能源。但随着核电的发展，人类对于核电的安全问题也越来越关注，尤其是在日本福岛核电站严重事故发生后，世界对待核电的恐惧进一步加深。核电站严重事故的发生的频率极低，约为10^-5/堆年，三代堆达到了10^-7/堆年。但一旦发生核电站严重事故，很可能会破坏核电站所有的安全屏障，向环境大规模释放放射性物质，产生严重放射性后果，对核电站和社会安全构成极大的威胁。从后果上说，严重事故是核电站可能导致对公众和环境最严重危害的隐患，所以对核电站严重事故事故措施的研究是十分必要和重要的。

因此，为确保严重事故前反应堆紧急停闭、堆芯余热的排出和安全壳的完整性，从而限制事故的发展和减轻事故的后果，除正常的控制保护系统外，核电站内增设了很多专用安全设施，包括：安全注入系统、安全壳喷淋系统、辅助给水系统、安全壳隔离系统等。其中安全注入系统、安全壳喷淋系统、安全壳隔离系统都由RPR系统（反应堆保护系统）发出的压力信号触发启动，辅助给水系统由RRA系统传递的信号（余热排除系统）触发启动。

为了提高触发信号的准确性、保障反应堆的安全性，本发明通过对低品位热源的合理利用，根据温差发电原理，将温差产生的电压信号连接到信号处理模块，然后再由信号处理模块进行处理分析，做出动作，预防严重事故的发生。

温差发电技术的研究最早开始于20世纪40年代。借于其显著的优点，温差发电在航空、军事等领域得到广泛的应用，美国、前苏联先后研发了数千个放射性同位素或核反应堆温差发电器用作空间、海洋装置的电源。随着化石能源的日趋枯竭，美国、日本、欧盟等发达国家更加重视温差发电技术在民用领域的研究，并取得了一定的进展。但直接利用温差发电传感的核电站注射信号系统却并未涉及。

我国在半导体温差发电的研究方面具有一定的实力，许多研究人员都致力于如何利用低品位热源的研究，各自都取得了一些成果，如利用汽车尾气的固体吸附式空调器，又如利用太阳能的热水器-制冷空调复合机，但是利用热电效应直接把低品位的热能转换为核电安全信号的研究在国内却很少提及。国内在温差电的应用方面仍处于起步阶段，因此本实用新型利用温差发电作为核电站保护信号有着非常现实的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中一旦发生核电站严重事故，很可能会破坏核电站所有的安全屏障，向环境大规模释放放射性物质，产生严重放射性后果的不足，提供了一种基于温差传感的核电站安全注射信号装置，其特征在于，半导体发电模块2的热端铝板7.1与反应堆压力容器壁1焊接在一起，半导体发电模块2的冷端铝板7.2与热传导器件3连接，稳压器4的输入端与半导体发电模块2的输出端连接，信号处理模块5分别与专设安全设施6和稳压器4连接，从而构成核电站安全注射信号装置。

所述的这种半导体发电模块2由冷端铝板7.2和热端铝板7.1将绝缘导热层硅脂8、导电体铜9、N-P半导体10通过紧固螺栓11构成为一个整体，所述绝缘导热层硅脂8设置于冷端铝板7.2和热端铝板7.1和导电体铜9之间，除绝缘导热外，还可缓解机械应力；所述导电体铜9介于绝缘导热层硅脂8和N-P半导体10之间，把M个P型半导体和M个N型半导体以P型半导体、N型半导体的顺序串联起来，两端的P型半导体和N型半导体并由导线连接至稳压器4的输入端。

所述反应堆压力容器壁1和热传导器件3承担着热源与冷源的吸放热任务，从而将热量迅速传导至半导体发电模块2的热端铝板7.1上；热传导器件3在安全壳内通过安全壳内部通风系统的自然对流冷却，将半导体发电模块2冷端铝板7.2温度降低在安全壳内部温度以下或保持在安全壳内部温度，保证半导体发电模块2的温差发电正常运行。

所述热传导器件3由热管或超导材料制造。

所述半导体发电模块中的M为50-1000的正整数。