[发明专利]集成安全主热交换器的核反应堆

说明书

本发明涉及核反应堆(10)，其包括集成至少一个用于在反应堆的正常运行期间冷却所述核反应堆的初级液体的电力主热交换器(200)的容器(100)和至少一个用于在反应堆的初级液体正常冷却出现故障时冷却核反应堆初级液体的被动式安全主热交换器(120)，所述核反应堆(10)的特征在于，所述容器(100)包括布置在其厚度内的凹槽(110)，并且所述被动式安全主热交换器(120)至少部分地集成在所述凹槽(110)中。

技术领域

本发明涉及集成安全主热交换器，其也称为备用主热交换器的核反应堆领域，用于在事故发生时冷却反应堆和从堆芯排出剩余电力。

本发明具体应用于但不限于集成核反应堆和SMR(小型模块化反应堆)。

背景技术

在集成反应堆中，并且特别是在SMR中，电力热交换器，也称为蒸汽发生器，以及安全热交换器安置于反应堆的容器中。在这种类型的反应堆中，反应堆容器内的主热交换器数量的增加产生了容器的安置和尺寸设定的问题。

第一个方案在于提供与电力热交换器并联的安全主热交换器的集成。在该配置下，可以大大减少可用于在运行期间冷却核反应堆的电力主热交换器的空间。能够保持核反应堆冷却效率的一种方案在于增加反应堆容器的体积以集成所有不同的热交换器(电力热交换器和安全热交换器)，从而导致反应堆的尺寸过大。

另一个现有方案在于安置安全热交换器低于或高于“阶级”，该阶级专用于热交换器在反应堆容器中的最佳布置。然而，在该配置下，安全主热交换器相对于堆芯的安置不能优化初级液体的自然循环，并因此导致在最佳冷却“工作台”之外安置的这些安全热交换器的效率问题。在该配置下，因此需要使容器内的安全交换器尺寸过大或增加其数量以保证在发生事故时反应堆所需的冷却。

但是，前面描述的解决方案都不是完全令人满意的。

发明内容

在该情况下，本发明旨在提出一种核反应堆，其包括安全主热交换器，所述安全主热交换器可以在不增加容器的体积的情况下，容易集成在集成核反应堆的容器的结构中，并且通过提出优化安全主热交换器的安置的结构以确保其效率。

为此，本发明的主题是包括容器的核反应堆，该容器集成至少一个用于在反应堆的正常运行期间冷却核反应堆的初级液体的电力主热交换器和至少一个用于在反应堆初级液体正常冷却出现故障时，冷却核反应堆初级液体的被动式安全主热交换器，所述核反应堆的特征在于，容器包括在其厚度内布置的凹槽，并且所述被动式安全主热交换器至少部分地集成在所述凹槽中。

本发明有利地通过在容器的厚度内产生凹槽，更具体地在容器壁的额外厚度内产生凹槽，来使用核反应堆的容器的“传统”结构，容器壁的额外厚度，其从尺寸的观点来看是无用的并且受反应堆的总体结构和制造限制的影响，例如在上部内部导孔高度处的容器壁的厚度。换句话说，凹槽布置在现有容器的额外厚度内，并且从核安全角度来看是无用的。因此，本发明不同于在着眼于集成这种主侧安全被动式冷却系统的设计阶段会具有最初提供的额外厚度，并且将导致容器的体积增加和制造成本的显著增加的容器结构。

根据本发明的核反应堆还可以具有下面分别列出的一个或多个特征，或者其所有技术上可能的组合：

-所述凹槽布置在额外厚度水平的容器厚度内，而没有尺寸偏好或不满足核安全要求。

-布置在容器厚度内的所述凹槽安置于与所述至少一个电力主热交换器的位置相对应的高度处；

-所述被动式安全主热交换器包括多个分离器，所述分离器形成用于在两个相邻分离器之间的次级冷却流体循环的网络的交换通道；

-所述多个分离器具有适于控制由分离器形成的交换通道中的流动的形状；

-尽管具有背景影响，但所述多个分离器具有适于保持板的彼此之间或相对于凹槽底部的间隔的形状；