[发明专利]核反应堆系统的管系及管道布置方法

说明书

本发明涉及核反应堆系统的管系及管道布置方法。

在增压的核力蒸汽发生装置内，水从压力容器内的反应堆堆芯流过，在这里受到加热。热水从堆芯流出，通过热水管，流入发生器容器，将此处的水加热，使其变成蒸汽，驱动汽轮机，发出电力。热水管送来的水降温以后，通过冷水管，返回到反应堆堆芯压力容器。在冷水管道内装有大型泵，将水从蒸汽发生器送回反应堆。

泵的使用，会引起若干不寻常的问题。泵又大又重，水必须从冷水管排掉，以保证泵能够拆移。在此期间，对于放射性堆芯，必须供给冷水，否则应将其移至可以冷却的地方。在不发电时，特别是当泵要进行计划外的维修时，操作费用将会增加。美国专利4,957,693提出一种装置，能使核反应堆系统内的冷水进行环流以消除余热(RHR)。

本发明的一个目的，是安装一种泵，使得在不拆除堆芯的情况下，便能进行维修，并且使得堆芯能够受到足够的冷却而不必在泵周围设置任何隔离阀门。

本发明的其它目的包括提供一种冷热水管的设置，以简化泵的工作过程。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于核反应堆系统的管系，包括：一个具有一反应堆堆芯的反应堆容器；一个蒸汽发生器，它在其最低点具有一个带泵入口和泵出口的泵壳；一个余热回收系统；  一个冷水管，在上述蒸汽发生器和反应堆容器之间水平延伸，冷水管的底部处于在反应堆容器中的反应堆堆芯之上的第一高度上；一个热水管，其一端连接于蒸汽发生器而其第二端连接于反应堆容器，热水管具有一第一管道区和一第二管道区，第一管道区从上述蒸汽发生器向一位于蒸汽发生器与反应堆容器之间的管道弯曲部分处延伸，热水管在此管道弯曲部分的底部位于高于反应堆堆芯底部之上的第二高度上，第二管道区从上述管道弯曲部分在第二高度上沿水平方向延伸至与反应堆容器相连接，第二管道区具有一中心线；以及一个反应堆冷却剂泵，它在低于上述第一高度和第二高度的位置安装在上述泵壳上；其中：上述冷水管的第一高度位于上述热水管的第二管道区的中心线与热水管的顶部之间；上述蒸汽发生器的底部位于一比上述第一和第二高度高的高度上；以及，上述余热回收系统在低于热水管底部且高于反应堆堆芯的位置连接于反应堆容器。

按本发明的另一方面，提供一种用于核反应堆系统布置管道的方法，该核反应堆系统包括：一个具有一反应堆堆芯的反应堆容器；一个蒸汽发生器，它在其最低点具有一个泵壳；一个余热回收系统；一个冷水管，在上述蒸汽发生器和反应堆容器之间水平延伸，冷水管的底部处于在反应堆容器中的反应堆堆芯之上的第一高度上；一个热水管，其一端连接于蒸汽发生器而其第二端连接于反应堆容器，热水管具有一第一管道区和一第二管道区，第一管道区从上述蒸汽发生器向一位于蒸汽发生器与反应堆容器之间的管道位置延伸，热水管在此管道位置的底部位于高于反应堆堆芯底部之上的第二高度上，第二管道区从上述管道位置在第二高度上沿水平方向延伸至与反应堆容器相连接，第二管道区具有一中心线；以及一个反应堆冷却剂泵，它在低于上述第一高度和第二高度的位置安装在上述泵壳上；在该方法中：把上述冷水管的第一高度定位于上述热水管的第二管道区的中心线与热水管的顶部之间；把上述蒸汽发生器的底部定位于一比上述第一和第二高度高的高度上；以及，把上述余热回收系统在低于热水管底部且高于反应堆堆芯的位置连接于反应堆容器上，由此，上述余热回收系统能在上述热水管和反应堆容器之间循环冷却剂水以冷却反应堆容器，而在反应堆容器内的水位位于或低于热水管连至反应堆容器的位置时不把水引入冷水管。

本发明有许多特点和优点，其中之一是它很容易将泵直接安装在蒸汽发生器的下面，并且泵与发生器的运转都要容易得多。另一特点是可提供最佳余热冷却效果。通过下面的进一步阐述，熟悉这方面业务的人员将会更加明显地体会到本发明的其它目的、优点和特点。

图1是体现本发明的核力蒸汽发生系统非常简化的透视图；

图2是图1系统从“1”方向看的正视图，含有沿图1的2-2线剖开的反应堆堆芯容器的横剖面图。

图1系统含有两台蒸汽发生器10、12。反应堆容器14两侧均通过一根热水管16和两根冷水管18分别与两台发生器相连。水被泵20(在各发生器下方)通过冷水管送入反应堆，在反应堆里加热后，通过热水管返回蒸汽发生器。部件22是一个增压器，用来向系统中补充水。