[发明专利]安全壳内部的非能动除热系统

说明书

本发明涉及核能领域，更具体地涉及用于从水冷却、水慢化反应堆的安全壳内部非能动地除热的系统(C PHRS)，并且旨在通过冷却剂(水)在系统回路中的自然循环来进行反应堆安全壳冷却。本发明的技术成果是提高了散热效率，提高了回路中的冷却剂流量稳定性，以及由此提高了系统运行的可靠性。该系统包括至少一个冷却水循环回路，该冷却水循环回路包括热交换器、连接到热交换器的上升管路和下降管路、冷却水供应箱、蒸汽释放阀，该热交换器设置在安全壳内部并且包括通过热交换管连通的上集管和下集管，该冷却水供应箱设置在安全壳外部，位于热交换器上方，并且连接到下降管路，该蒸汽释放阀连接到上升管路并且设置在水供应箱中，并且液压连接到该水供应箱。此外，热交换器的上集管和下集管基于如下条件被分成各热交换管区段：L/D≤20，其中，L是集管区段长度，D是集管孔径。

技术领域

本发明大体上涉及核能领域，更具体地涉及压水反应堆安全壳内部的非能动除热系统(C PHRS)，并且被设计成用于通过冷却剂(水)在系统回路中的自然循环进行反应堆安全壳冷却。

背景技术

根据本发明的背景，存在多种基于自然热循环的反应堆安全壳除热系统的设计。

日期为1999年1月27日的俄国专利RU2125744、G21C15/18公开了一种用于从核反应堆安全壳结构的内部体积中进行非能动除热的系统，该系统包括位于安全壳结构外侧的第一热交换器、位于反应堆安全壳结构内部的第二热交换器。第一热交换器和第二热交换器在闭合回路中通过管与冷却剂液压连接，所述冷却剂经过安全壳结构和上方与大气连通的排气管。该系统还包括水箱，该水箱填充有设定高度的水，该水箱连接到安全壳结构，并且位于该安全壳结构的顶壁附近。第一热交换器浸入水箱中的水中，并且从邻近水箱底部的基板竖直延伸到将水箱分成两个液压连接的体积的上部区段。水箱装备有盖子，该盖子形成为第一通道和第二通道的形状，各通道覆盖其由竖直的热交换器构成的对应区域，并且仅连接到该对应区域。一个通道连接到外部进气口，另一通道连接到排气管，当水箱填充到设定高度时，水箱中的水阻止通道之间的连接。

日期为2007年7月10日的俄国专利RU2302674、G21C9/00公开了一种安全壳除热系统，包括安装在安全壳下方的热交换器，该热交换器入口和出口穿过安全壳，并且连接到低沸点冷却剂的闭合循环回路，所述闭合循环回路包括具有发电机的涡轮机、具有位于安全壳下方的蒸汽发生器的动力单元和动力单元安全系统，所述动力单元安全系统中的一个具有液压单元和汽水轮机(steam water turbine)。热交换器安装在安全壳圆顶下方，并且被设计成两层的圆形管，所述圆形管通过C形翅片管连接，所述管的端部朝向安全壳壁部，并且封闭液压单元，以保证动力单元的安全。

本发明的最接近的类似系统是日期为2009年7月20日的俄国实用新型专利RU85029、G21C15/18所公开的PHRS系统，该PHRS系统包括冷却剂循环回路，所述冷却剂循环回路包括至少一个位于安全壳内部的热交换器和具有冷却剂供应的水箱，该水箱在安全壳外部安装在热交换器上方，该热交换器和水箱通过入口管道和出口管道连通。该系统还装备有蒸汽容器，该蒸汽容器安装在冷却剂供应箱中，并且液压连接到该冷却剂供应箱和连接到出口管道。

所述装置的缺点是系统中存在潜在的水锤现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于从反应堆安全壳中有效除热的系统。

本发明的技术成果是提高除热效率、回路中的流量稳定性(没有水锤现象)以及由此系统运行的可靠性。

所述技术成果的实现是由于这样的事实，即具有至少一个冷却水循环回路的压水反应堆安全壳内部的非能动除热系统包括：热交换器、连接到热交换器的上升管路和下降管路、冷却水供应箱、蒸汽释放阀，该热交换器位于安全壳内部并且包括通过热交换管连通的上集管和下集管，该冷却水供应箱在安全壳外部位于热交换器上方并且连接到下降管路，该蒸汽释放阀连接到上升管路并且位于水供应箱中并且液压连接到该水供应箱。热交换器的上集管和下集管基于如下条件被分成各热交换管区段：