[实用新型]核反应堆安全壳冷却系统

说明书

本实用新型公开了一种核反应堆安全壳冷却系统，用于对核反应堆的安全壳进行冷却，包括冷却水池和至少一组换热器；所述冷却水池设置于所述安全壳的上方；所述换热器设置于所述安全壳所围合的容置空间内，每一组所述换热器包括分别与所述冷却水池连通的换热管和绝热管，所述换热管与所述绝热管底部连通，所述换热管用于与所述容置空间内的环境进行热交换，所述绝热管的外壁具有热绝缘特性；本实用新型核反应堆安全壳冷却系统可使得冷却水或冷空气在冷却水池、绝热管、换热管中形成自然循环，将安全壳内的热量不断带出安全壳，从冷却水池散发到外部空间中，本实用新型核反应堆安全壳冷却系统工作时无需借助外部能量，是一种非能动的系统。

技术领域

本实用新型涉及核反应堆冷却技术领域，尤其涉及一种基于非能动的核反应堆安全壳冷却系统。

背景技术

安全壳是核反应堆重要的一道安全屏障，对于事故后防止放射性物质释放到大气中具有重要的作用，同时又可以防止异物撞击保护一回路的安全。当核反应堆出现事故后，安全壳内温度升高，如果不能及时的将安全壳内的温度散发出去将会出现更为严重的后果。为了快速散热，有些核反应堆使用钢制安全壳，对于钢制安全壳的反应堆来说，在钢制安全壳的顶部设置水箱，事故发生后，水箱的水从安全壳顶部向下流，通过液膜蒸发/对流冷却钢制安全壳本身，同时通过空气的自然对流对液膜进行。但是钢制安全壳的成本比较高，现有的核电厂压水反应堆一般采用混凝土安全壳作为反应堆最后一道屏蔽设施，从而防止事故后放射性物质进入周边环境。然而由于混凝土本身的导热性能很差，且混凝土安全壳厚度较厚，因此无法直接依靠混凝土壁的热传导将反应堆事故后的热量有效导出到周围环境。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种核反应堆安全壳冷却系统，以对核反应堆的安全壳进行非能动式降温。

为了实现上述目的，本实用新型公开了一种核反应堆安全壳冷却系统，用于对核反应堆的安全壳进行冷却，包括冷却水池和至少一组换热器；所述冷却水池设置于所述安全壳的上方；所述换热器设置于所述安全壳所围合的容置空间内，每一组所述换热器包括分别与所述冷却水池连通的换热管和绝热管，所述换热管与所述绝热管底部连通，所述换热管用于与所述容置空间内的环境进行热交换，所述绝热管的外壁具有热绝缘特性。

与现有技术相比，本实用新型核反应堆安全壳冷却系统在安全壳内设置换热器，该换热器包括换热管和绝热管，冷却水池内储存有常温的冷却水，由于冷却水池位于安全壳的上方，冷却水池内的冷却水在重力作用下进入换热管和绝热管。核事故初期，安全壳内的容置空间的温度大幅上升，换热管周围的高温空气和蒸汽遇到冷的换热管管壁冷却成水流下，这是一放热过程，放出的热量进入换热管内的冷却水中，换热管内的水被逐渐加热，换热管内的水受热温度升高，密度变小，在重力驱动下沿着换热管上升进入冷却水池中，由于从换热管进入冷却水池中的水温度较高，这部分水会升至冷却水池的顶部，进而将高温的冷却水携带的热量散发到外部空间中。由于绝热管与外部热绝缘，绝热管内的冷却水一直保持着常温，当换热管中的水上升至冷却水池后，由与其连通的绝热管为其补充常温冷却水，然后，冷却水池底部较冷的冷却水进入绝热管，为绝热管补充冷却水，从而冷却水在冷却水池、绝热管、换热管中形成自然循环，将安全壳内的热量不断带出安全壳，从冷却水池散发到外部空间中，而且当冷却水池内的水蒸发干后还可利用空气作为换热媒介，仍以换热管和绝热管作为循环回路不断将安全壳内的热量散发出去；由此可知，本实用新型核反应堆安全壳冷却系统工作时无需借助外部能量，是一种非能动的系统，利用重力和物质的热密度特性循环工作，不受能源用尽的限制；另外，既可以实现事故初期安全壳内大量余热的排出，又可以实现冷却水池内冷却水蒸干条件下利用空气冷却的方式对安全壳进行长期冷却。

较佳地，所述换热管和所述绝热管均呈竖向放置。

较佳地，所述安全壳内设置有多组所述换热器，每一组所述换热器之间互相独立。