[发明专利]通过蒸汽发生器从压水反应堆中非能动除热的系统

说明书

本发明总体涉及核能领域，更具体地涉及通过蒸汽发生器从压水反应堆非能动除热的系统，该系统设计成用于通过冷却剂(水)在系统内回路中的自然循环来冷却反应堆。技术结果是除热效率、冷却剂在回路中的流动稳定性且因此系统的运行可靠性提高。该非能动除热系统包括至少一个用于冷却剂(水)循环的回路，其包括蒸汽发生器和在冷却水存储箱中位于蒸汽发生器上方的区段式热交换器，所述热交换器通过入口管道和出口管道连接到蒸汽发生器。热交换器包括通过热交换管互相连接的上集管和下集管；出口管道上安装有具有不同流面积的启动阀。另外，热交换器根据条件L/D≤20被分成平行的区段，其中L是半区段(即，区段的一半)长度，D是集管的孔径。循环回路的入口管道和出口管道段的一部分被配置成一组分支的平行管道，所述平行管道分别连接到热交换器的每个前述区段。

技术领域

本发明总体涉及核能领域，更具体地涉及通过蒸汽发生器从压水反应堆非能动除热的系统(SG PHRS)，该系统被设计成用于通过冷却剂(水)在系统回路中的自然循环来冷却反应堆。

背景技术

根据本发明的背景，存在许多类似的解决方案，其公开了非能动除热系统的不同配置。

公开日为2008年11月27日、国际分类号为G21C15/18的俄罗斯实用新型专利RU78600公开了一种包括蒸汽线路和水线路、冷凝器-蒸发器以及直流式蒸汽发生器的应急除热系统。此外，供水箱与冷凝器-蒸发器并行地连接到蒸汽线路和水线路上，所述供水箱相对于冷凝器-蒸发器定位成使得供水箱的顶部低于冷凝器-蒸发器工作表面的顶部。

公开日为2006年3月10日、国际分类号为G21C15/18的俄罗斯实用新型专利RU52245描述了一种非能动式反应堆冷却系统，其包括位于排放管中的水热交换器和空气热交换器。空气热交换器包括安装在排放管中的喷射器，由水热交换器产生的蒸汽是喷射器工作介质。

与所要求保护的本发明最接近的类似物是在公开日为2010年7月20日、国际分类号为G21C15的俄罗斯实用新型专利RU96283中公开的通过蒸汽发生器从压水反应堆非能动除热的系统。该系统包括冷却剂循环回路，该冷却剂循环回路包括通过入口管道和出口管道与在蒸汽发生器上方安装的位于冷却剂供给箱内的热交换器连接的蒸汽发生器。包括具有不同标称孔径的两个启动阀的启动装置安装在热交换器的出口管道上。热交换器表面积满足以下标准：

其中Q_phrs＝G_steam·r是系统输出，

G_steam是循环回路入口处的蒸汽流量，

r是蒸汽生热，

K_he是通过热交换器管道的热传递系数，

是核反应堆内容物饱和温度与大气压下饱和温度之间的差。

然而，所述设计不能提供足够的系统除热。此外，在已知系统的热交换回路中，可能发生水锤现象。

发明内容

本发明的目的是产生一种高效可靠的通过蒸汽发生器除热的系统。

本发明的技术结果是提高了除热效率、回路中的流动稳定性和因此系统运行可靠性。

所述技术结果通过以下内容实现：通过蒸汽发生器从压水反应堆非能动除热的系统包括至少一个冷却剂(水)循环回路，所述冷却剂(水)循环回路包括蒸汽发生器和在冷却水供给箱中且位于蒸汽发生器上方的分段式热交换器，所述热交换器通过入口管道和出口管道连接到蒸汽发生器。热交换器包括通过热交换管相互连接的下集管和上集管，在出口管道上安装有具有不同标称孔径的启动阀，并且热交换器基于被分成平行的区段，每个区段满足：

L/D≤20，其中

L是半区段(区段的一半)中集管的长度，