[实用新型]一种基于ORC的压水堆核电站核安全系统

说明书

一种基于ORC的压水堆核电站核安全系统，包括：冷却水回路、有机朗肯循环ORC回路和位于核岛内的冷却剂回路；所述冷却水回路，用于将从所述冷却剂回路吸收的热量传递给ORC循环回路；所述ORC循环回路，用于为所述冷却水回路和分散在核安全系统中的动力设备提供动力；所述冷却剂回路，用于与核反应堆进行热交换，将所述核反应堆进行冷却，并将所述核反应堆提供的热量传递给所述冷却水回路。本实用新型可有效阻止自然灾害等不可抗力因素下、冷却水泵动力来源缺乏引起的堆芯温度飙升、堆芯融化、核燃料泄露等严重核安全事故，为压水堆核电站安全多提供了一份保障，最大限度地避免核泄漏造成的环境污染和经济损失。

技术领域

本实用新型涉及能源动力领域，具体涉及一种基于ORC的压水堆核电站核安全系统。

背景技术

作为清洁高效的优质能源，核电对能源结构优化、国家能源安全保障具有重要意义，但与常规能源不同，核燃料具有放射性与辐射性的物理特征，核反应堆的安全设计与运行对核电发展规划至关重要。目前，核电站大部分为压水堆，尽管其安全系统增加了非能动安全设计等，但安全隐患仍然存在。核电站安全的重点是将冷却水输送到堆芯，将反应余热冷却下来，从而防止堆芯熔化、核燃料外泄。然而在遇到地震、海啸等自然灾害时，由于大面积断电及备用设施损毁等，无法保障冷却水输送泵动力，从而导致类似福岛核电站等事故，造成了严重的环境污染和经济损失。

实用新型内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本实用新型提供一种压水堆的核安全系统。因为核电站停堆后的反应余热本身就是可以产生动力的资源，而在余热向动力转化技术中，有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，ORC)系统由于具有适用温度范围广、结构简单、效率高等特点，所以设计基于ORC循环的压水堆核安全系统，利用反应堆余热为冷却水泵提供动力，多余能量转化为电能，为分散在安全系统中的动力设备提供辅助动力，从而为压水堆核安全多提供一份保障。

本实用新型提供的技术方案是：一种基于ORC的压水堆核电站核安全系统，包括：

冷却水回路、有机朗肯循环ORC回路和位于核岛内的冷却剂回路；

所述冷却水回路，用于将从所述冷却剂回路吸收的热量传递给ORC循环回路；

所述ORC循环回路，用于为所述冷却水回路和分散在核安全系统中的动力设备提供动力；

所述冷却剂回路，用于与核反应堆进行热交换，将所述核反应堆进行冷却，并将所述核反应堆提供的热量传递给所述冷却水回路。

优选的，所述ORC循环回路，包括：

有机蒸汽发生器、主膨胀机、冷凝器、储液罐和有机工质泵；

所述有机蒸汽发生器，用于将所述冷却水回路中热量传递给ORC循环回路，使ORC循环回路中的有机工质升温为有机蒸汽；

所述主膨胀机与所述有机蒸汽发生器相连，用于为所述冷却水回路提供动力；

所述冷凝器的顶端接口与主膨胀机连接，用于利用所述冷却水回路吸收ORC 循环回路中的有机蒸汽的热量；

所述储液罐的入口与所述冷凝器连接，出口与所述有机工质泵连接，用于存储有机工质；

所述有机工质泵与所述有机蒸汽发生器连接，用于为有机工质提供动力，从所述储液罐进入所述有机蒸汽发生器。

优选的，所述ORC循环回路，还包括：

辅助膨胀机和阀门；

所述辅助膨胀机与所述主膨胀机并联后与所述有机蒸汽发生器连接，且所述辅助膨胀机与发电机连接，用于利用ORC循环回路中有机蒸汽的热量带动发电机发电，为分散在核安全系统中的动力设备供电；