[发明专利]换热器位于水箱外船用压水堆二次侧非能动余热排出系统

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆安全设施领域，具体涉及一种换热器位于水箱外船用压水堆二次侧非能动余热排出系统。

背景技术

随着对社会的发展，人们已经不再满足于陆地上的资源开发，开始了海洋资源的开采。但是海上资源的开采、岛屿的开发、人员居住、环境改善都需求源源不断的能源供给。

搭载小型压水堆的船舶作为海洋上的新兴能源载体，能够为海上石油的开采和岛屿开发提供能源供给。除了海上定点供能，它还能用于大功率船舶供能以及海水淡化供水，对海洋资源的开发意义重大。随着它逐渐投入应用，人们也越来越重视其性能指标中的安全性。

陆上核电站采用能动余热排出系统，其相对于海洋环境来说，要求相对稳定的环境，拥有较高性能的主管道，其排出余热或事故余热的能源来自于陆上其他功能设施，该能源的用量限制少，种类多。

海洋环境相对陆地环境较恶劣、且海中排热系统孤立无援，使得备用能源限制多，种类少，因此一旦发生全船失电(包含应急能源耗尽、失效等等)事故后，其主泵停运，反应堆压力容器冷却剂流速下降，堆芯产生的热量在反应堆压力容器冷却剂系统内大量堆积，导致压水堆温度升高。当温度达到压水堆承受温度极限值，就会发生事故。因此亟须开发一种适用于海洋环境的船用压水堆的余热排出系统。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种换热器位于水箱外船用压水堆二次侧非能动余热排出系统，通过设置换热器和水箱非能动排出压水堆中的余热，提高搭载小型反应堆船舶的安全性能且结构简单，便于修理及维护。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种换热器位于水箱外船用压水堆二次侧非能动余热排出系统，其特征在于，其包括：

反应堆压力容器；

安全壳，所述反应堆压力容器设于所述安全壳内；

至少一个排热子系统，其包括：

-设于安全壳内的蒸汽发生器，其包括换热部分和蒸汽发生部分，且所述蒸汽发生部分内部分腔体充有冷凝水，所述换热部分和所述反应堆压力容器通过主冷却剂管路形成换热循环，所述主冷却剂管路内填充有主冷却剂，所述换热部分位于反应堆压力容器上方；

-设于安全壳外且在船内的冷凝器，其包括蒸汽入口、冷凝水出口，所述蒸汽入口通过蒸汽管路与所述蒸汽发生部分未填充冷凝水的区域相联通，所述冷凝水出口通过凝水管路与所述蒸汽发生部分相联通，所述冷凝器位于蒸汽发生部分上方；同时，

-设于船内并且设于安全壳外的水箱，其同冷凝器通过冷却水回路循环换热来降低冷凝器的温度。

在上述技术方案的基础上，所述换热部分包括第一部分和第二部分，所述主冷却剂管路包括分别和所述第一部分和第二部分相连接的主冷却剂热管段和主冷却剂冷管段。

在上述技术方案的基础上，所述冷却水回路包含热管路和冷管路，所述热管路、冷管路一端与冷凝器连接，另一端同水箱连接。

在上述技术方案的基础上，所述水箱内设有挡板，所述挡板将所述水箱分为第一部分和第二部分，且所述第一部分和第二部分在所述挡板的上下端均连通，且所述热管路在水箱的入水口朝向所述挡板。

在上述技术方案的基础上，所述水箱上方开口并在开口处设有除湿装置。

在上述技术方案的基础上，所述凝水管路末端设有止回阀。

在上述技术方案的基础上，所述蒸汽管路和凝水管路均设有隔离阀。

在上述技术方案的基础上，所述隔离阀可通过远程信息进行开启和关闭。

在上述技术方案的基础上，所述热管路和冷管路均设有隔离阀。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明一种换热器位于水箱外船用压水堆二次侧非能动余热排出系统避免在一次侧设置备用排热系统，不需要在主管道上开孔，避免了管道应力的增加，从而减少了主冷却剂泄露风险，同时缓解了安全壳内空间紧张问题；

(2)本发明一种换热器位于水箱外船用压水堆二次侧非能动余热排出系统通过设备位差和介质密度差使得本系统内的介质非能动的循环，反应堆内积压的余热得以跟随介质排出。

(3)本发明一种换热器位于水箱外船用压水堆二次侧非能动余热排出系统中的冷凝器结构型式为立式单管程换热器，壳侧无挡流板，结构简单，换热管内外阻力较小。

(4)本发明一种换热器位于水箱外船用压水堆二次侧非能动余热排出系统中设置水箱后，该系统运行不受吃水深度的影响，能用于大部分水面舰船。