[发明专利]一种保持冷却水动态循环的非能动安全壳冷却系统

说明书

本发明属于核电厂安全壳冷却系统设计，具体涉及一种保持冷却水动态循环的非能动安全壳冷却系统。其结构包括设置在屏蔽厂房内的钢制安全壳，在屏蔽厂房上部设有置顶水箱，设置于钢制安全壳上方的安全壳喷淋管线与置顶水箱连接，所述的安全壳喷淋管线与广义非能动流量控制单元和喷头相连构成喷淋路径，所述广义非能动流量控制单元保持常开，使置顶水箱内水源经由所述喷淋路径的喷淋过程持续进行，喷淋水在钢制安全壳外表面形成液膜，汇集后经由回水管线输送回置顶水箱。本发明能够使安全壳冷却系统的换热能力更强，使其启动及运行具有更高的可靠性。

技术领域

本发明属于核电厂安全壳冷却系统设计，具体涉及一种保持冷却水动态循环的非能动安全壳冷却系统。

背景技术

AP1000是美国西屋公司研发的第三代核电系统，其非能动安全壳冷却系统(PCS)用于事故情况下安全壳的降压和反应堆余热导出，是核电厂的核心安全系统之一。AP1000-PCS具有非能动特性，它利用冷却水的重力下泄喷淋及安全壳附近流场的热压通风效应实现热量导出，具有较高的可靠性。但这个喷淋过程的启动并不是非能动的，受多种条件制约，电动/气动截止阀需要外部电源/动力源供电/供气，其控制指令由PMS下达。这意味着，一个高可靠性的非能动冷却过程，可能因为启动失效无法开始。

第三代核电系统多具有非能动安全壳热量导出系统(PCCS),如：AP600&1000-PCS、ABWRII-PCCS、AHWR-PCCS、ESBWR-PCCS、SWR1000-PCCS、WWER640-PCCS及WWER1000-PCCS等。这些系统或者采用专门的静态水源，或者采用应急接入水源，本发明技术方案采用了在系统备用期间对安全壳维持喷淋的运行方式，这在同类系统设计中尚无先例。上述各非能动安全壳热量导出系统所涉及的专利包括：1991年美国西屋公司申请的PASSIVECONTAINMENT COOLING SYSTEM(US5049353)；1962年题为SAFETY EQUIPMENT FOR NUCLEARPOWER-REACTOR PLANTS(US31684454)的美国专利；1994年GE公司申请的PASSIVECONTAINMENT COOLING SYSTEM(US5282230)；1994年GE公司申请的PRESSURE SUPPRESSIONCONTAINMENT SYSTEM(US5295168)；1996年GE公司申请的WATER INVENTORY MANAGEMENT INCONDENSER POOL OF BOLING WATER REACTOR(US5499278)；2000年GE公司申请的MODIFIEDPASSIVE CONTAINMENT COOLING SYSTEM FOR NUCLEAR REACTOR(US6069930)等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保持冷却水动态循环的非能动安全壳冷却系统，以期使系统的换热能力更强，使其启动及运行具有更高的可靠性。

本发明的技术方案如下：一种保持冷却水动态循环的非能动安全壳冷却系统，包括设置在屏蔽厂房内的钢制安全壳，在屏蔽厂房上部设有置顶水箱，设置于钢制安全壳上方的安全壳喷淋管线与置顶水箱连接，其中，所述的安全壳喷淋管线与广义非能动流体控制单元和喷头相连构成喷淋路径，所述广义非能动流体控制单元保持常开，使置顶水箱内水源经由所述喷淋路径的喷淋过程持续进行，喷淋水在钢制安全壳外表面形成液膜，汇集后经由回水管线输送回置顶水箱。

进一步，如上所述的保持冷却水动态循环的非能动安全壳冷却系统，其中，喷淋水经钢制安全壳外表面流过并最终流至屏蔽厂房底部，经由排水管线排至中间水池，一台或多台循环泵并联形成的泵组将中间水池中的水经由回水管线输送回置顶水箱。

更进一步，所述回水管线还与置顶水箱补水管线相连接；所述中间水池还设有中间水池补水管线。

进一步，如上所述的保持冷却水动态循环的非能动安全壳冷却系统，其中，中间水池中的水体总量为置顶水箱中水体总量的0.5-3.0倍。