[发明专利]原子能发电站的水喷射余热排除系统

说明书

技术领域

本发明是涉及原子能发电站的水喷射余热排除系统，特别是涉及一种水喷射（Water spary）及气冷(Air cooling)混合型余热排除系统，其在核电事故初期余热大量排放期间，向热交换器喷射冷却水，或是淹没在水中来利用水的蒸发热增加热排除量，且在冷却水被枯竭或热负荷明显降低的事故后期，通过气冷将反应堆芯余热排除，从而使运作时间大幅度延长。

背景技术

在加压轻水反应堆型核反应堆中，为了使余热(decay heat)冷却使用利用蒸气产生器的余热排除系统。现有的余热排除系统，在由于内外部原因无法供应供水泵的电源或是喷水水源被枯竭时，不能提供蒸气产生器辅助给水。在类似福岛核电事故的大型灾难事的情况下，由于很难靠近现场，因此，较难另外提供核电冷却系统的电源，并较难将冷却水重新供应给装有热交换器的水槽中。在这种情况下，不能进行连续几天的长期性的反应堆芯余热排除。

即，现有的加压轻水反应堆从动辅助供水系统，在装有热交换器的水槽中需要有水才能进行冷却。因此，具有根据电源供应持续时间和冷却槽的冷却水量，运作时间被限制的缺点。在原子能发电站因内外部原因发生较严重的事故时，由于道路损坏或放射污染，电源或冷却水的重新供应等十分困难，所以反应堆芯余热排除冷却被中断，核反应堆可能会处于严重的危险中。

因此，迫切需要一种解决此类问题的研究方法。

发明内容

技术课题

因此，本发明的目的在于提供一种原子能发电站的余热排除系统，该系统为了进行热交换器的冷却，不仅通过水冷方式，还通过等候中的循环空气来进行冷却，因此，可不受冷却运作时间的限制来进行冷却。

本发明的另一个目的在于提供一种原子能发电站的余热排除系统，该系统在核电事故初期可向热交换器喷射冷却水，利用水的蒸发热或是热交换器被淹没在水槽中的状态来进行热排除，且在余热较小的事故后期（事故8小时之后）可转换成气冷方式。

本发明的另一个目的在于提供一种原子能发电站的余热排除系统，由于该系统没有交流电源也可进行运作，并利用空气使热交换器冷却，因此，不重新灌入冷却水也可根据需要不受时间限制来长期冷却。

本发明的另一个目的在于提供一种原子能发电站的余热排除系统，该系统可自由地进行气冷-水槽冷却之间的转换，在热转换器管被破损造成放射性物质被渗漏的事故状况时，空气管两端的切断阀可全部关闭来切断反射性物质的外部渗漏，并通过将空气管内部的放射性物质排放至安全壳中的方法来提高安全性。

技术方案

根据本发明的原子能发电站的余热排除系统，所述余热排除系统包括：空气管，其被配置在安全壳外部；热交换器，其位于所述空气管内部；第一排管，其将所述安全壳内的蒸气产生器中产生的蒸气传输至所述热交换器；和第二排管，其将在所述热交换器中被冷却及冷凝的冷凝水传输至所述蒸气产生器中。该系统利用流动至所述空气管内部的外部空气来将所述热交换器气冷。

所述系统进一步包括冷却水供应模块，其可向所述热交换器提供冷却水，并向所述热交换器喷射所述冷却水来将所述热交换器水冷。

所述空气管具备第一切断阀，用于选择性地开关所述空气管的一端，当所述第一切断阀关闭时，通过所述冷却水供应模块来供应冷却水使所述热交换器被淹没来进行水冷。优选是，所述冷却水供应模块位于比所述热交换器更高的高度，根据差压来提供所述冷却水。

所述冷却水供应模块包括排水管，其提供冷却水；和排水管切断用电源驱动阀，其用于开关所述排水管。优选是，所述排水管切断用电源驱动阀为多个。

所述空气管具备第一和第二切断阀，用于选择性地开关所述空气管的两端，且所述第一排管和第二排管具备第一和第二开关阀单元，用于选择性地开关所述第一排管和第二排管，当所述第一和第二切断阀以及所述第一和第二开关阀单元关闭时，所述空气管与所述外部空气及所述安全壳切断。

所述系统进一步包括连接排管，其位于所述空气管和所述安全壳之间，且所述连接排管具备确认阀和安全阀。

优选是，所述第一和第二排管往所述蒸气产生器方向保持向下梯度。

上述结构，为了热交换器的冷却不仅通过水冷方式，还通过等候中的循环空气来进行冷却，因此，具有可不受冷却运作时间限制来进行冷却的效果。在核电事故初期可向热交换器喷射冷却水，利用水的蒸发热或是热交换器被淹没在水槽中的状态来进行热排除，且在余热较小的事故后期（事故8小时之后）可转换成气冷方式。