[发明专利]紧急冷却罐的冷却系统以及具有该系统的核电厂

权利要求书

1.一种紧急冷却罐的冷却系统，包括：

被配置成在其中存储冷却水的紧急冷却罐，所述冷却水在核反应器中发生事故时接受从核反应器或容器传递的热量；

热交换设备，其被安装成暴露于紧急冷却罐的外部以在空气中运作，并被配置成借助紧急冷却罐内的冷却水蒸发所形成的流体和空气之间的热交换向外部放热从而使得即便在不重新填注冷却水的情况下也使紧急冷却罐的操作继续；以及

安装在紧急冷却罐的上部以使其位置高于冷却水的水位的开和闭单元，用于放出所述冷却水的蒸发所产生的所述流体，

其中，

所述开和闭单元由所述流体的流动而被动地开启以便在所述事故的早期阶段在压力高于预设压力时向外部放出所述流体的一部分，在所述事故的早期阶段中被传递到所述紧急冷却罐的热负载超过所述紧急冷却罐和所述热交换设备的冷却能力，所述流体的流动是由所述紧急冷却罐和外部气体之间的压力差而形成的，

所述开和闭单元被动地关闭以便在所述事故的后期阶段在压力低于预设压力时防止所述流体放出以及维持所述紧急冷却罐的所述冷却水的量，在所述事故的后期阶段中被传递到所述紧急冷却罐的热负载低于所述紧急冷却罐和所述热交换设备的冷却能力，以及

所述热交换设备的所述冷却能力被设计为其能够在所述事故的所述早期阶段处理的热负载低于传递到所述紧急冷却罐的热负载。

2.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述热交换设备包括：

导管，其安装在紧急冷却罐的上部并向上延伸以为所述紧急冷却罐内的流体提供向上流动路径；以及

热交换部，其被配置成执行与空气的热交换以冷却或冷凝通过所述导管而引入的流体，所述热交换部连接至所述紧急冷却罐以收集已丧失热量并由于密度差而向下流动的流体。

3.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述热交换部至少部分地形成为弯管和直管的组合形状、或者螺旋形，以确保与空气充分的热交换面积。

4.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述热交换设备包括：

第一热交换器，其安装在紧急冷却罐内以接受从所述紧急冷却罐内的流体传递的热量；以及

第二热交换器，其通过连接管线连接至所述第一热交换器以形成循环流体在其中流动的封闭环路，所述第二热交换器被安装在所述紧急冷却罐的外侧以将从所述第一热交换器传递至循环流体的热量排放到空气。

5.如权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述第一和第二热交换器中的每一个包括：

管道，其被配置成执行与所述紧急冷却罐内的流体或空气的热交换，并形成为束形状以充分地确保热交换面积；以及

头部，其配置成在每个管道的入口将循环流体分配到所述管道并在所述管道的出口使所分配的流体汇合。

6.如权利要求5所述的冷却系统，其特征在于，所述管道至少部分地形成为弯管和直管的组合形状、或者螺旋形，以确保与空气充分的热交换面积。

7.如权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述第一热交换器被安装在比所述紧急冷却罐的水位更高的位置，以与所述紧急冷却罐内的蒸气或空气进行热交换。

8.如权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述第一热交换器在紧急冷却罐的冷却水中具有至少部分沉降，以与紧急冷却罐内的蒸气、空气、或冷却水进行热交换。

9.如权利要求4或8所述的冷却系统，其特征在于，所述第一热交换器具有沿循环流体的流动方向倾斜的至少一部分，以使循环流体的自然循环因密度变化而上升。

10.如权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述第二热交换器向下延伸以连接至所述第一热交换器，以使在将热量传递至空气之后冷凝的循环流体循环至所述第一热交换器。