[发明专利]一种具有自然循环堆芯余热导出功能的高温气冷堆

说明书

本发明公开了一种具有自然循环堆芯余热导出功能的高温气冷堆，包括反应堆压力容器、热气导管、蒸汽发生器、热气流通管、余热导出冷却盘管、余热导出冷却水箱、主蒸汽管道、余热导出热管段调节阀、余热导出冷管段调节阀、主蒸汽管道、主蒸汽系统、主蒸汽隔离阀组、主给水管道、主给水系统、主给水隔离阀组、水/氮气蓄能器及蓄能器出口隔离阀，该高温气冷堆具有自然循环堆芯余热导出功能，且具有余热导出速度快、正常运行期间热量损失少、反应堆压力容器内外壁温差小及压力容器外混凝土腔室温度低的特点。

技术领域

本发明属于新型高温气冷堆领域，涉及一种具有自然循环堆芯余热导出功能的高温气冷堆。

背景技术

高温气冷堆具有堆芯热容量大、固有安全性好、发电效率高等一系列优势，是一种具有广阔应用前景的核反应堆。

当前高温气冷堆在全厂失电导致反应堆紧急停堆的工况下，反应堆堆芯余热通过压力容器散热至堆腔室，通过布置在反应堆压力容器周围的余热导出系统排出堆芯余热至大气，这种事故堆芯余热导出方式存在以下缺点：一是当前余热导出系统换热管道和反应堆压力容器之间通过辐射换热，换热效率低，堆芯余热导出速度慢；二是堆芯余热通过反应堆压力容器散热，这就要求反应堆压力容器设计上无保温层，势必导致正常运行期间堆芯通过压力容器表面散热量增加，造成极大的热量损失；三是反应堆压力容器内外壁温差大，导致金属热应力增大；四是由于压力容器外壁面温度高散热量大，反应堆压力容器腔室周围混凝土的正常工作环境温度持续在100℃左右，事故工况可能到200℃以上，造成混凝土结构使用寿命缩短。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有自然循环堆芯余热导出功能的高温气冷堆，该高温气冷堆具有自然循环堆芯余热导出功能，且具有余热导出速度快、反应堆正常运行期间热量损失少、反应堆压力容器内外壁温差小及压力容器外混凝土腔室温度低的特点。

为达到上述目的，本发明所述的具有自然循环堆芯余热导出功能的高温气冷堆包括反应堆压力容器、热气导管、蒸汽发生器、热气流通管、余热导出冷却盘管、余热导出冷却水箱、主蒸汽管道、余热导出热管段调节阀、余热导出冷管段调节阀、主蒸汽管道、主蒸汽系统、主蒸汽隔离阀组、主给水管道、主给水系统、主给水隔离阀组、水/氮气蓄能器及蓄能器出口隔离阀；

反应堆压力容器、热气导管及蒸汽发生器依次相连通，反应堆压力容器内设置有堆芯，热气流通管的入口与堆芯相连通，热气流通管的出口穿过热气导管插入于蒸汽发生器内，热气流通管外部环绕设置有传热管，其中，传热管位于蒸汽发生器内，热气流通管的外壁与蒸汽发生器的内壁、热气导管的内壁之间有间隙，堆芯与反应堆压力容器的内壁之间有间隙；

余热导出冷却盘管位于余热导出冷却水箱内；传热管的出口分为两路，其中一路与主蒸汽管道的一端相连通，另一路经余热导出热管段调节阀与余热导出冷却盘管的入口相连通，余热导出冷却盘管的出口经余热导出冷管段调节阀后与主给水管道的入口相连通，主给水管道的出口与传热管的入口相连通；

主给水系统经主给水隔离阀组与主给水管道的入口相连通；水/氮气蓄能器的水侧出口经蓄能器出口隔离阀与主给水管道的入口相连通。

蒸汽发生器的位置高于反应堆压力容器及堆芯。

余热导出热管段调节阀与余热导出冷却盘管之间设置有电磁流量计。

余热导出冷却盘管与电磁流量计之间的管道上设置有自动排气阀。

水/氮气蓄能器的水侧出口经蓄能器出口隔离阀及蓄能器出口逆止阀与主给水管道的入口相连通。

余热导出冷却盘管及余热导出冷却水箱的位置高于蒸汽发生器。

余热导出冷却水箱的水位远高于余热导出冷却盘管。

水/氮气蓄能器内的水量能够确保将主给水管道、主蒸汽管道及传热管充满水且压力大于等于7MPa。