[发明专利]核反应堆的被动无限冷却结构体及其运行方法

说明书

本发明涉及核反应堆的被动无限冷却结构体及其运行方法。所述核反应堆的被动无限冷却结构体包括：能量释放空间部；能量吸收空间部；能量传递空间部；第一冷却通道；压力平衡管；冷却剂喷射管，其中，所述能量传递空间部包括：饱和蒸气压冷却腔室，连接于冷却空间部的上侧外壁的内侧，并且容纳冷却水，设置有所述第一冷却通道的热交换器，并且设置有所述冷却剂喷射管的喷射侧末端；基准气压腔室，配置在所述饱和蒸气压冷却腔室的下侧，与所述饱和蒸气压冷却腔室连通，并且填充空气，以使所述饱和蒸气压冷却腔室的冷却水和压力保持平衡，根据所述饱和蒸气压冷却腔室内的压力改变水位。

技术领域

本发明涉及核反应堆的被动无限冷却结构体及其运行方法，更详细地说，涉及在核反应堆出现异常时被动循环冷却水且不需操作员另外的操作或者控制以及供应外部电源的同时自行发生无限冷却循环的核反应堆的被动无限冷却结构体及其运行方法。

背景技术

核能发电是利用核裂变时产生的能量驱动涡轮机来产生电能的方式，在发电过程中不产生二氧化碳，并且用更少的燃料能够产生大量的电能，因此它已被许多国家作为一种发电方式来采用并运营。

这种核能发电产生巨大的热，因此冷却是必须的，如图1所示，常规的核能发电是在核反应堆容器10中的核反应堆堆芯20发生核裂变产生庞大的热能，该热能传递到核反应堆容器10中的冷却剂，冷却剂在热交换器30交换热之后重新向核反应堆容器10内循环。而且，通过如下的方式执行：通过与所述冷却剂分开的独立路线循环驱动系统50的水，在所述热交换器30中利用从所述冷却剂吸收的热在驱动系统50产生蒸汽，据此旋转涡轮机52，通过发电机54转换为电能，之后重新凝结成水向热交换器30循环的方式。

在这种核反应堆中产生巨大的热能，平常适当地冷却这种核反应堆的热，但是若发生无法预测的事故等而无法适当冷却核反应堆的热，则可发生核反应堆设施本身被破坏的大型事故，这可导致非常危险的情况，除了造成设施损失外，还可对周围环境造成放射性污染。

据此，必须具备在发生紧急状况时用于冷却核反应堆的各种安全系统。这种安全系统以在核反应堆的各部补充供应冷却剂以及适当循环冷却剂以将回收的热通过散热器释放到外部的形式存在。

这种散热器由仅排放热且不泄漏内部的冷却剂的热交换器形式构成，这种热交换器浸没在海水或者江水等的水中进行热交换，进而可释放热。

如此热交换器浸没在制冷剂(水)中的形态称为池式沸腾(Pool Boiling)，这种池式沸腾方式的热交换的传热速度并不令人满意，散热的速度可比核反应堆产生热的速度慢，因此存在需要扩大整个设备的问题。

另外，现有的核反应堆存在如下的问题：在发生紧急状况时操作员根据手册进行操作，但是在发生大型事故时，操作员可能受伤、死亡或者被疏散，由此可处于可操作的操作员不在的状态，而且手册过于复杂难以熟练掌握，在发生紧急状况时因为操作员操作失误可出现无法避免事故发生的状况。

(现有技术文献)

(专利文献)

KR 10-1731817 B1

发明内容

(要解决的问题)

本发明是用于解决如上所述的问题的，其课题是提供一种核反应堆的被动无限冷却结构体及其运行方法，通过在核反应堆出现异常时产生的热和压力被动循环冷却水的同时自行发生无限冷却循环，进而不需要操作员另外的操作，可将外部电源的供应最小化，而且由于散热的速度快，因此在缩小冷却系统的整体大小的同时可提高稳定性。

本发明的课题不限于在以上谈及的课题，对于未谈及的其他课题从业人员可从以下的记载中明确理解。

(解决问题的手段)