[实用新型]一种利用浮球阀控制的池式反应堆余热排出系统

说明书

本实用新型提供了一种利用浮球阀控制的池式反应堆余热排出系统，适用于铅铋合金冷却反应堆；设置以不锈钢为材质、纵截面呈U型的冷却容器，内腔密闭，作为冷却腔，注入有液态水冷却剂，密闭的反应堆安全容器相适配地内置于冷却容器内侧侧壁围设形成的空腔内，侧壁与冷却容器的内侧侧壁相贴，顶端与冷却容器顶端相齐平并于相接处焊接密封；冷却腔由绝热围桶分隔形成外侧腔室与内侧腔室，能够由上方的储水箱通过供水管经外侧腔室向腔内注入液态水冷却剂，内侧腔室顶端设有水蒸汽排出管道，管端设有烟囱，与外部大气环境相通，供水管上设有浮球阀，不锈钢浮球浮于内侧腔室液面上。本实用新型结构设计简洁、可靠性较高，有利于提高反应堆的安全性，降低反应堆的经济成本。

技术领域

本实用新型涉及反应堆安全技术领域，更具体地说是一种利用浮球阀控制的池式反应堆余热排出系统。

背景技术

反应堆余热排出系统是反应堆非常重要的一个安全系统，当反应堆发生全厂断电、地震、海啸等事故时，二回路传热系统出现故障，反应堆内产生的热量将通过事故余热排出系统排到堆外。福岛核电事故就是一个典型例子，由于海啸引发的超强地震，福岛核电站发生了全厂断电事故，堆内的余热不能通过正常的二回路传热系统及时有效地排出，反应堆堆芯温度逐渐升高，然后在高温下燃料包壳——金属锆与冷却剂水发生化学反应，产生大量的氢气，最终发生了氢气爆炸。

国内外核电站存在各种各样的反应堆余热排出系统，有能动的，也有非能动的，也有能动和非能动结合的，有利用水作为冷却剂的，也有利用空气作为冷却剂的。常见的有，利用空气作为导热介质的反应堆非能动余热排出系统；中国实验快堆在堆内另外布置一个主泵进行堆内余热导出等等。

目前，世界上已有的反应堆余热排出系统，有些结构复杂、造价较高，有些导热能力有限，有的可靠性偏低，实用性较低。不同的堆型也适用不同类型的事故余热排出系统。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本实用新型提出一种利用浮球阀控制的池式反应堆余热排出系统，适用于如池式铅铋合金冷却反应堆一类的液态金属冷却的池式反应堆，结构设计简洁、可靠性较高，有利于提高反应堆的安全性，及降低反应堆的经济成本。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种利用浮球阀控制的池式反应堆余热排出系统，其结构特点是：

所述池式反应堆为铅铋合金冷却反应堆，密闭的反应堆安全容器内腔底部内置堆芯，顶端部填充惰性气体；

设置以不锈钢为材质、纵截面呈U型的冷却容器，内腔密闭，作为冷却腔，注入有液态水冷却剂，所述反应堆安全容器相适配地内置于所述冷却容器内侧侧壁围设形成的空腔内，侧壁与所述冷却容器的内侧侧壁相贴，顶端与所述冷却容器顶端相齐平，于顶端相接处焊接密封；所述冷却容器的冷却腔由设于中部的绝热围桶分隔形成外侧腔室与内侧腔室，所述绝热围桶顶端固设于冷却腔顶部中心处，底端与冷却腔底部之间保留间距，使外侧腔室与内侧腔室于底部相通，所述冷却腔能够由通过供水管连通至外侧腔室顶端的储水箱向腔内注入液态水冷却剂，所述储水箱位于冷却容器上方，所述供水管上设有浮球阀，所述浮球阀以不锈钢浮球浮于内侧腔室的液面上，于所述冷却腔中液态水冷却剂处于初始液位高度时呈完全关闭状态；所述冷却腔中液态水冷却剂的初始液位于高度方向紧邻地位于反应堆安全容器中惰性气体区域的下方；所述内侧腔室顶端设有竖置朝上的水蒸汽排出管道，管端安装烟囱，与外部大气环境相通，以外部大气环境作为最终热阱。

进一步的，所述冷却腔的初始液位高度为冷却腔总高的4/5高度位置处。

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：