[发明专利]轻水反应堆的热反应堆系统及其应用

说明书

本发明涉及热反应堆系统，尤其是轻水反应堆系统，它具有一个第一热交换器和一个第二热交换器，它们通过使用第二冷却介质的中间环路相互连接在一起，以及后热排除管路，该管路包括后热排除冷却器，由管路将流入和回流管道通称为冷却器连接管道，它与中间回路相连接，并在冷却器连接管道内至少接入一个流量控制机构。

在杂志“核欧洲”（Neclear    Europe）”11-12/1987，P.28-30，P29图3中公开了这样一种核反应系统，其后热排除冷却器，特别是空气冷却器不是直接连到中间循环的管道上，而是间接地通过一个中间热交换器，在中间热交换器侧边分别通过在其内安置有关闭阀门的前置及回流管道与中间循环的热、冷的含有第二冷却介质管道相连接，该公知的热反应堆系统是按功率5MW设置的。

本发明致力于具有功率范围从5-200MW的热核反应堆系统，基本思路是该系统所有的子系统应尽可能地简单建造，但又不致在安全保险方面受到损害。后热排除管路具有阀门和驱动泵，这些装置不仅需考虑其价格，又需考虑其电源（实际上是备用电源）和监视问题。由此，保险系统的开关机构必需接入。

本发明的任务是从权利要求1的前序部分的热反应堆系统出发构成后热排除-管路，当使热反应堆的正常运行状态转换成后热排除排除运行状态时，并不使用常用的那类关闭和调节阀门，即不用阀门-气门阀或闭锁部件，它是与一个阀杆或类似的机械结构相配合顶在阀座上（关闭位置），或由这个位置移开（打开状态）转换正常运行状态到后热排除运行状态，进行核冷却时，应尽可能不使用这样一类配件，这是被动的，但同时又是保险后热排除管路中所固有的，即根据“核欧洲”杂志公开的核反应堆系统是不同于本发明的，在后热排除情况下，中间循环的第二介质通过打开常用的阀门导入后热排除冷却器。

依发明对具有前述后热排除管道的热反应堆系统所提出的任务是通过设置涡流室式阀门作为流量-控制机构得以解决。

涡流室式阀门是一种射流元件，它完全是按流体效应工作的，并不具有活动的部件，也不需要系统辅助能量。在此可与由H、Brombach在杂志“测量-控制-调节”（VEB技术出版社，柏林）vol、11，P638-642，1978、11，尤其是P641和642页中的文章“涡流仪器的结构和功率”作比较。

权利要求1的主题其优点的进一步构形在权利要求2至7中给出。

本发明的优点是不使用所谓电机衔铁（可遥控的电机驱动的阀门）或其它装置中使用的具有闭锁件和阀门座的阀门;带有涡流室式阀门的后热排除一管路实现自动的完全的转换，而在射流或流体的通路内没有机械移动部件。

根据本发明的实施方式是对一个在中间循环内设置泵的热反应堆系统涡流室式阀门，它具有供给连接口，控制连接口和排出连接口，其中，控制连接口接到热管道上，排出连接口通过后热排除冷却器连到冷却管道上，而控制连接口在泵的压力侧也同样连接到中间循环的冷管道上，当中间循环内的泵处在静止状态时，通过涡流室式阀门，以此根据自然循环原理实现自动转换成后热排除运行状态。为此目的，涡流室式阀门有利地接入后热排除冷却器的流入管道内。依进一步的实施方式，处于水容积内第一热交流器设置核上方边缘，并离核有一段距离，在交换器的第一侧（初级侧）受到第一冷却介质作用，而其第二侧（次级侧）与第一热交换器的热交换管连接的中间循环的管道穿过核反应堆压力容器壁向外伸出，不使用管道穿过反应堆压力容器的盖，按此目的，第二侧的连接到第一热交换器的热交换管的管道在盖边缘的下方穿过反应堆压力容器的防护壁。

热反应堆系统的反应堆压力容器的结构和第一与第二热交换器还可以有更为紧凑的结构，第二热交换器以集成的结构安放在被反应堆压力容器围绕的空间内，最好是设置在蒸汽环境内，在这种情况下，合乎目的的做法是使用前置和回流管道与第二热交换器的热交换管相联，并通过反应堆压力容器的壁向外穿出，进而与外部散热网相连，并使前置和回流管道的穿通部分离开反应堆压力容器盖，这些管道在盖边缘下面穿过反应堆压力容器的防护壁引出。

发明的主题是一种热反应堆系统，特别是一种轻水核反应堆，根据权利要求8，具有第一热交换器和第二热交换器，它们通过使用第二冷却介质的中间循环相互连接在一起。具有后热排除管路的进一步的技术特征是，该管路有一后热排除冷却器，该管路通过称为流入管道和回流管道的冷却器管道与在反应堆压力容器内设置的热反应器相连，在冷却器连接管道内接入一个涡流室式阀门作为流量调节机构，而热交换器是一个蒸汽冷凝器，它设置在反应堆容器内的蒸汽里。