[发明专利]浅池式核能低温供热堆装置及其运行方法

说明书

本发明公开一种浅池式核能低温供热堆装置及其运行方法，涉及核能低温供热堆技术领域，以解决现有泳池式低温供热堆安全性和经济性不理想尚有待提高的技术问题。浅池式核能低温供热堆装置包括：设置在浅水池内的池内主循环水泵和池内主换热器；池内主循环水泵置于一回路的首端，且其入口与浅水池相通、出口与堆芯的入口相联；堆芯的出口与池内主换热器下端的一回路水入口相联结。采用全浸式池内主循环水泵及池内主换热器，能够自然消除反应堆载热剂大量流失的可能；将池内主循环水泵布置于反应堆一回路的首端，依靠池内主循环水泵的增压作用能够提高堆芯及一回路内的压力、堆芯出口温度、浅池低温供热堆的热工安全裕度及堆芯和主换热器的传热能力。

技术领域

本发明涉及核能低温供热堆技术领域，特别涉及一种浅池式核能低温供热堆装置及其运行方法。

背景技术

随着我国城市化和人民生活水平的不断提高，城市集中供热在快速发展，北方采暖地区发展到了17个省市、自治区，采暖人口已超过7亿。目前全国城市集中供热的大部分仍然依靠热电联产和区域锅炉房，使用的燃料以直接燃烧的煤碳为主，每年供暖消耗的煤炭已超过5亿吨，燃烧产物在居民集中地区直接低空排放，是造成供暖期间经常出现跨省联日雾霾天气的主要原因之一。在各种清洁能源中，我国全国发电总装机容量只有16.5亿千瓦，除个别大城市外无法普遍实现煤改电，能够拨给供暖用的天然气数量也有限，工业余热利用已得到了部分发展，余下的多数是分散或距离居民区较远的热源，光伏电和风能的使用范围不断扩大，但由于其明显的间歇性很难保障城市供暖的基载负荷，因此城市规划集中供热热源缺口日益增大，寻找清洁替代能源已成燃眉之急。

我国对低温供热堆的研究开发工作已进行了将近40年，虽然供热堆比核电站动力反应堆规模小，热工参数也更低得多，但至今尚未建成专用的低温堆核供热站，究其原因堆型选择和供热堆设计指导思想是其中的主要问题之一。在不久前由中国核学会组织的低温供热堆专题会议上共提出了6种堆型，大体上可分为壳式低温供热堆、池壳结合低温供热堆和池式供热堆三类。由于城市集中供热的最终目的只在于保持办公楼及居民室内18￣25℃适合人类活动的温度，所以供热堆的设计，应充分利用低温需求的特点，最大限度地合理降低反应堆的温度和压力，以此先于核电站压水堆实现确定性的核安全，只有这样才能保证核能供热的推广应用。由于低温供热堆是直接建在临近城市或居民区之内的核能供热装置，因此其必须只依靠自然因素的作用来完成其全部安全冷却功能，实际上排除严重事故风险，对周围居民和企业不再需要制定任何事故紧急撤离计划，保证核供热的绝对安全，并且在运行过程中不排放任何污染环境的有毒有害物质。在设计、设备制造和运行管理的全过程中，只采用工业已经广泛实践验证的成熟技术，不宜采用任何带有实验研究性质的新奇技术特征。同时充分利用低温需求的特点，最大限度地降低供热堆的热工参数，直至将反应堆一回路转化为常压装置，并简化核供热站的系统设备，以此来保证实现其安全性、可靠性和经济性要求。