[实用新型]乏燃料水池非能动补水及热量导出装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种核电厂的安全系统，尤其涉及一种乏燃料水池非能动补水及热量导出装置。

背景技术

核电的使用是人类在能源利用史上的一个重大突破，利用原子核的裂变反应，核燃料能够产生其他所有传统化石能源所无法比拟的高能量输出，并且，这些高能量输出往往只需要耗费少量的核燃料。这种低投入高产出的特性，使得人类日益重视对核能的利用，并不断加大在核能领域的研究开发，时至今日，核能已经成为世界上许多国家的重要能源组成部分。

然而，核电在具有极高利用价值的同时，其所可能带来的危害也令人们谈核色变。在使用核电的过程中，如果保护不当而致使出现核泄漏等重大事故，将会对核电厂周边的环境乃至全人类带来及其严重的核污染灾害，因此，如何在对核能的开发利用过程中保证其安全性，是一个极其重要的研究课题。

乏燃料是指在反应堆内进行一定时间的裂变反应之后，达到了设计燃耗而被卸载出反应堆的核燃料。由于被卸载后的乏燃料仍会在相当长的时间内继续产生衰变热，因此现有的压水堆核电厂通常会将乏燃料组件储存在乏燃料水池内并利用乏燃料水池的冷却系统对乏燃料进行冷却，将其产生的热量排出至最终热阱（大气、江河、大海等），被冷却后的乏燃料可以进行溶解等后处理，以提取尚有利用价值的核素。然而，现有技术中的乏燃料水池冷却系统一般依靠能动设备运转，而能动设备则需要依赖于核电厂的主电源或应急电源启动，当核电厂出现事故而导致全面断电时，能动设备得不到电源供应而无法启动冷却系统，乏燃料产生的热量就会得不到释放，从而导致乏燃料水池内的温度持续升高，冷却剂沸腾并蒸发，在乏燃料厂房内充斥高温气体，对事故处理造成阻碍，同时，冷却剂的蒸发（或其他原因失水）导致液位下降，乏燃料组件因裸露出冷却剂之外而失去冷却，甚至发生破损，增加了放射性物质释放的危险。

因此，急需一种非能动的乏燃料水池补水及热量导出装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种非能动的乏燃料水池补水及热量导出装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种乏燃料水池非能动补水及热量导出装置。该装置包括冷却水池、回路热管系统及喷淋系统，所述冷却水池设置在所述乏燃料水池的上方，所述回路热管系统呈封闭的回路结构且一端设置在所述乏燃料水池内，另一端设置在所述冷却水池内，所述回路热管系统内具有冷凝介质，所述喷淋系统设置于所述乏燃料水池及冷却水池之间并与所述冷却水池连通，所述喷淋系统包括向所述乏燃料水池内补充冷却剂的喷水口及连通或隔断所述冷却水池与喷水口的喷淋启动阀门。

与现有技术相比，由于本实用新型在所述乏燃料水池及冷却水池之间设置了所述回路热管系统，利用所述回路热管系统内冷凝剂的循环往复及形态变化来将所述乏燃料水池内乏燃料产生的热量传导到所述冷却水池内，该过程中冷凝剂的循环藉由其自身形态的改变而实现，无需依赖外界电力，实现了非能动的热量导出；所述回路热管系统的特殊毛细结构则令热传导的效率较高。由于所述回路热管系统是封闭的回路结构，因此在热量传导的过程中不会导致乏燃料厂房与外界连通。同时，通过设置与所述冷却水池连通的所述喷淋系统，可以在所述乏燃料水池内液位较低而乏燃料组件裸露时将所述冷却水池内的冷却剂喷洒到所述乏燃料水池内，对乏燃料组件进行有效冷却，防止乏燃料组件的破损，提高了乏燃料水池的安全性。

较佳地，所述回路热管系统包括蒸发器、冷凝器、上升通道及下降通道，所述蒸发器设置于所述乏燃料水池内，所述冷凝器设置于所述冷却水池内，所述蒸发器的输出端通过所述上升通道与所述冷凝器的输入端连通，所述冷凝器的输出端通过所述下降通道与所述蒸发器的输入端连通。冷凝剂在蒸发器中吸收乏燃料水池内的热量并被汽化，气态冷凝剂沿所述上升通道进入所述冷凝器内并将热量传递给所述冷却水池内的冷却剂，冷凝剂被重新液化后通过所述下降通道再次流入所述蒸发器器内，开始下一循环的热量传导。

具体地，所述回路热管系统还包括连通或隔断所述蒸发器与冷凝器的启动阀门。所述启动阀门的作用是连通或隔断所述回路热管系统的热量传输回路，以启动或停止所述乏燃料水池与冷却水池之间的热量传导。

更具体地，所述启动阀门设置于所述下降通道。将所述启动阀门设置在所述下降通道，可以将液态冷凝剂隔绝在所述蒸发器之外而安全地停止回路热管系统的导热循环，避让将热量传递到乏燃料厂房的内部空间或高温气态冷凝剂堆积造成的安全隐患。