[发明专利]一种带有内部换热器防护装置的非能动安全壳热量导出系统

说明书

本发明涉及核反应堆领域，具体涉及一种带有内部换热器防护装置的非能动安全壳热量导出系统。该系统设置在安全壳内外两侧，包括安全壳内侧部分及安全壳外侧部分；所述的安全壳内侧部分位于安全壳内部侧壁上部，主体包括内部换热器及防护装置，其中防护装置与内部换热器平行的位置布置,为拼接直板式换热器防护装置；所述的安全壳外侧部分位于安全壳外部侧壁上方，主体结构包括外部冷却水箱及汽水分离器；上述安全壳内侧部分与安全壳外侧部分之间通过管线及阀门相连接。本发明能够减轻反应堆内发生严重事故时引发的大量高质能工质喷放或飞溅物对内部换热器的冲击，确保事故条件下非能动安全壳冷却系统的完整性。

技术领域

本发明涉及核反应堆非能动安全系统领域，具体涉及一种带有内部换热器防护装置的非能动安全壳热量导出系统。

背景技术

核能发电自从上世纪中期被开发利用以来便源源不断地为人类提供着高效清洁的能源。但由于核材料本身独特的物理性质及历史上发生过的核事故给社会和环境造成的巨大影响，使得核电安全受到极大的重视。结合核电运行经验及技术发展，许多第三代核电设计过程中均引入了非能动安全系统的概念。非能动安全系统能够利用密度差、重力差等自然现象在无需外部电源支持的情况下保证反应堆的安全，我国的第三代核电“华龙一号”即采用了能动与非能动技术相结合的设计策略来提高反应堆的安全性，确保反应堆安全稳定运行。

非能动安全壳冷却系统(PCS)是“华龙一号”非能动安全系统中的重要组成部分。当发生LOCA等事故时，安全壳内的高温气体在内部换热器外表面冷凝，加热换热管内的冷却水，在PCS管路内形成密度差建立自然循环，管路内受加热的冷却水流经外部换热器时通过导热的方式将安全壳内的热量持续导入到最终热阱中。但是压水堆安全壳设计参数为高温(大于180℃)高压(大于0.4MPa)，存在事故后安全壳内出现高能质能释放的风险，高温高压的流体如直接作用在管壁较薄的PCS换热器表面，易造成损坏甚至管道破裂，不仅影响PCS的导热功能，还会导致放射性物质释放的潜在危害。并且安全壳内一回路的设计压力达到17MPa以上，回路上的设备和部件有成为内部飞射物的风险，伴以严重事故下氢气释放带来的氢气燃爆风险，亦会产生与上述相当的后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有内部换热器拼接直板式防护装置的非能动安全壳热量导出系统，目的在于减轻反应堆内发生严重事故时引发的大量高质能工质喷放或飞溅物对内部换热器的冲击，保护内部换热器结构的安全，确保事故条件下非能动安全壳冷却系统的完整性，使得非能动安全壳冷却系统能够稳定有效的运行实现其功能，保证事故条件下安全壳不超温超压。

实现本发明目的的技术方案：

一种带有内部换热器防护装置的非能动安全壳热量导出系统，该系统设置在安全壳内外两侧，包括安全壳内侧部分及安全壳外侧部分；所述的安全壳内侧部分位于安全壳内部侧壁上部，主体包括内部换热器及防护装置，其中防护装置与内部换热器平行的位置布置,为拼接直板式换热器防护装置；所述的安全壳外侧部分位于安全壳外部侧壁上方，主体结构包括外部冷却水箱及汽水分离器；上述安全壳内侧部分与安全壳外侧部分之间通过管线及阀门相连接。

如上所述的一种带有内部换热器防护装置的非能动安全壳热量导出系统，其所述的拼接直板式换热器防护装置采用三折直板拼接挡板，挡板顶部与底部均与挡板轴线呈一定的夹角，挡板中部与内部换热器平行并布置有孔槽保证气体流通。进一步，所述的拼接直板式换热器防护装置，挡板顶部角度向反应堆方向倾斜，挡板底部角度向安全壳方向倾斜，形成一个导流通道。