[实用新型]一种一体化非能动先进小堆

说明书

本实用新型涉及非能动反应堆技术领域，具体地说是一种一体化非能动先进小堆，其主要包括了主要用于缓解安全壳内温度和压力超限的无限时非能动安全壳冷却系统、主要用于缓解非失水事故的无限时非能动余热排出系统、用于替换高压安注的非能动堆芯冷却系统三大系统。本实用新型与现有技术相比，简化了安全系统配置，取消安全级交流电源，简化支持系统设计，实现反应堆和安全壳的无限时冷却，事故期间无需操纵员干预，提升电厂的安全性和经济性。

技术领域

本实用新型涉及非能动反应堆技术领域，具体地说是一种一体化非能动先进小堆。

背景技术

通常电功率小于300MW的一体化小型堆将堆芯、稳压器、换热器和相关管道阀门部件设计在压力容器内，其具有安全性高、经济性好和应用灵活性的优点。安全性方面，一体化小型堆将所有设备设计在压力容器内，从设计上防止了反应堆回路大中破口失水事故的发生，降低了发生严重事故几率和堆芯熔化概率。同时一体化反应堆的设计缩短了一回路流程、降低了流动阻力，所以具有较强的自然循环能力，提高了反应堆固有安全性。经济性方面，一体化反应堆减少了回路管线建造材料，同时减少了反应堆中一些冗余安全设施的成本，大幅降低了反应堆建造及组装时间，节约了大量人力成本。此外，由于体积小、移动方便，一体化小型堆除可被用于核电站发电外，还可用于城市区域供热、海水淡化、海底勘探、工业用汽和制氢、移动核动力及其他热能利用等。

传统核电厂中采用能动的专设系统配置缓解事故，这一类能动系统严重依赖于外部动力，而一旦外部动力不可用，堆芯余热将无法持续被带出，如无后备措施，电厂最终将发展为严重事故，甚至造成大量放射性释放危害。

福岛事故发生后，非能动技术以其安全性、可靠性、经济性受到越来越多的关注，该技术不依靠力、功率或者信号、人工操作等外部输入，它们的效果取决于例如重力、自然对流、热传导等的自然物理规律、如材料属性等的固有特性，或者如化学反应、衰变热等的系统内的能量。非能动系统的应用，使系统处于失效安全状态，提高了系统的安全性，使堆芯熔化的概率降低1至2个数量级。

大型非能动压水堆电厂主设备及专设系统配置通常具有如下特点：

内置换料水箱布置在安全壳内，导致安全壳较大，给安全壳环境条件增加了负担；

非能动堆芯冷却系统相对较为复杂，需要设置高、中、低压安注，且未能有效地实现反应堆堆芯或安全壳的无限时冷却。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，采用一体化的堆型设计以及非能动安全的理念，通过堆型流程设计，降低环路阻力；提出整体性非能动安全系统设计和失水事故辅助循环装置创新设计，简化安全系统配置方案，取消安全级交流电源，简化支持系统设计，实现反应堆和安全壳的无限时冷却，事故期间无需操纵员干预，提升电厂的安全性和经济性。

为实现上述目的，设计一种一体化非能动先进小堆，包括反应堆主回路，所述反应堆主回路包括安全壳、设在安全壳内的压力容器、设在压力容器内的堆芯、稳压器，所述压力容器连接延伸至安全壳外的主蒸汽管线，其特征在于，

所述稳压器的底部设置在压力容器内的顶部，位于稳压器下方与堆芯上方的上升段之间的压力容器内设有底部呈喇叭口的围筒状的导流装置，导流装置的外壁由上至下螺旋盘绕有盘管直流蒸汽发生器，导流装置的底部边缘与堆芯的顶部边缘之间设有若干失水事故辅助循环装置；在压力容器的外壁上采用注射管线连接蓄压安注箱；在安全壳内还设有安全壳内冷却换热器；安全壳的局部外壁上近上顶部处设有壳外冷却水箱；位于壳外冷却水箱外的空冷引流装置的引流端伸入壳外冷却水箱内近底部；

所述安全壳内冷却换热器分别采用安全壳内冷却换热器出口管线、安全壳内冷却换热器进口管线贯穿安全壳接通壳外冷却水箱；

所述压力容器的外壁近顶部处连接延伸至安全壳外的给水管线；给水管线外的压力容器的外壁近顶部处还采用非能动余热排出系统进口管线和非能动余热排出系统出口管线对应连接位于壳外冷却水箱内的非能动余热排出系统换热器的进、出口；