[发明专利]一种核电厂能动与非能动相结合的安全系统及其方法

说明书

本发明涉及属于核电技术领域，具体公开一种压水堆核电厂能动与非能动结合的整体安全系统及其方法，包括由能动安注系统和非能动安注系统组成的安注系统，由能动堆腔注水系统和非能动堆腔注水系统组成的堆腔注水系统，由能动安全壳喷淋系统和非能动安全壳排热系统组成的安全壳排热系统，由辅助给水系统、汽轮机旁路排放系统、二次侧非能动余热排出系统组成的蒸汽发生器二次侧排热系统。本发明以非能动安全系统作为能动安全系统的补充，充分利用非能动技术，综合考虑核电厂的纵深防御层次与需求，强化了纵深防御，更好地应对核电厂可能出现的预计运行事件、设计基准工况、设计扩展工况(包括严重事故)下的能量移除，大幅提高了核电厂的安全性。

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种压水堆核电厂能动与非能动结合的整体安全系统及其方法。

背景技术

一般来说，核反应堆的安全设计理念有两种，一种为能动式系统，此类系统具有可控性，技术成熟度高、带热能力稳定的优点，能在核电站偏离正常时高效可靠地纠正偏离，缺点在于对于电力供应的要求比较高；另一种为非能动式系统，此类系统完全依赖于自然规律，如重力，自然对流等现象，此类系统设计简化，降低了对电力供应的依赖，缺点在于人员可干预性差，且运行状态存在诸多影响因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压水堆核电厂能动与非能动相结合的整体安全系统及其方法，该系统及其方法提供了压水堆核电厂可能发生的预计运行事件、设计基准工况、设计扩展工况(包括严重事故)下的能量移除方式，有效的保障压水堆核电厂事故工况下的能量排出，保障核电厂的安全性。

实现本发明目的的技术方案：一种核电厂能动与非能动相结合的安全系统，该系统包括与压力容器的冷段一侧连通的堆芯冷却系统，与压力容器底部注水通道连通的堆腔注水系统，位于压力容器的冷段一侧的安全壳排热系统，以及位于蒸汽发生器二次侧的蒸汽发生器二次侧排热系统；堆芯冷却系统、堆腔注水系统、安全壳排热系统以及蒸汽发生器二次侧排热系统的一侧位于安全壳内，另一侧位于安全壳外。

所述的堆芯冷却系统为安注系统，安注系统包括能动安注系统和非能动安注系统，能动安注系统的出口、非能动安注系统的出口分别与压力容器的冷段连通。

所述的堆腔注水系统包括能动堆腔注水系统和非能动堆腔注水系统，能动堆腔注水系统的出口、非能动堆腔注水系统的出口分别与压力容器底部的压力容器底部注水通道连通，能动堆腔注水系统的一侧位于安全壳内，另一侧位于安全壳外；非能动堆腔注水系统位于安全壳内，且其位置高于压力容器顶部。

所述的安全壳排热系统包括能动的安全壳喷淋系统和非能动安全壳排热系统；非能动安全壳排热系统位于安全壳上部侧壁上，其一侧位于安全壳外，另一侧位于安全壳内，且其位置高于压力容器顶部；能动的安全壳喷淋系统一侧位于安全壳外，另一侧位于安全壳内的顶部。

所述的蒸汽发生器二次侧排热系统包括辅助给水系统、汽轮机旁路排放系统、二次侧非能动余热排出系统；辅助给水系统和汽轮机旁路排放系统位于安全壳外，辅助给水系统与蒸汽发生器的给水口连通，汽轮机旁路排放系统、蒸汽发生器安全阀与蒸汽发生器的蒸汽出口连通；二次侧非能动余热排出系统一侧位于安全壳内，另一侧位于安全壳上部侧壁外，二次侧非能动余热排出系统的入口与蒸汽发生器的蒸汽出口连通，二次侧非能动余热排出系统的出口与蒸汽发生器的给水口连通。

所述的堆芯冷却系统的能动安注系统、堆腔注水系统的能动堆腔注水系统、安全壳排热系统的能动安全壳喷淋系统入口共用一个水箱。

所述的蒸汽发生器二次侧排热系统的二次侧非能动余热排出系统和非能动安全壳排热系统共用一个水箱。

所述的能动安注系统包括安注泵和内置换料水箱，安注泵的入口与内置换料水箱的出口，安注泵的出口与压力容器的冷段连通，安注泵位于安全壳外。

所述的非能动安注系统包括安注箱和安注箱隔离阀，安注箱隔离阀位于安注箱与压力容器的冷段之间。