核反应堆系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种核反应堆系统，包括反应堆容器，以及加热系统，用以对反应堆容器进行预加热；铅冷却系统，包括依次连通的铅储罐和液态金属过滤处理装置，液态金属过滤处理装置出口端通入反应堆；反应堆超压保护系统，包括与反应堆容器上部空间连通的蒸汽过滤装置、蒸汽过滤装置出气端连接蒸汽冷凝装置，蒸汽冷凝装置顶部分别连接排放装置和回流装置；排放装置包括依次连通的蒸汽收集装置、过滤器和通风器，通风器出口端与气体净化系统连通；回流装置包括依次连通的送风机、气体分析仪和气体成分调节器，气体成分调节器的出口端与反应堆上部空间连通；蒸汽泄漏监控系统，用以监控反应堆加热系统整体蒸汽泄漏情况。该系统清洁性好，安全性高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及核反应堆运行安全
，具体涉及一种新的核反应堆系统。
技术介绍
反应堆是核电站的关键设备，链式裂变反应就在其中进行。当铀-235的原子核受到外来中子轰击时引起原子核裂变，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2-3个中子，新产生的中子引起新的原子核裂变，裂变反应连续不断地进行下去，如此持续进行就是裂变的链式反应，用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生连续裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的循环水(或其他物质)把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送到四面八方。核反应堆的合理结构应该是：核燃料+慢化剂+热载体+控制设施+防护装置。在核岛中的系统设备主要有反应堆本体，一回路系统，以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统。常规岛主要包括汽轮机组及二回等系统，其形式与常规火电厂类似。
技术实现思路
本技术的目的是改进辅助系统，以提高反应堆系统的安全性和生产清洁。本技术提供的核反应堆系统，包括反应堆容器，还包括：加热系统，用以对反应堆容器进行预加热；铅冷却系统，包括依次连通的铅储罐和液态金属过滤处理装置，液态金属过滤处理装置出口端通入反应堆；反应堆超压保护系统，包括与反应堆容器上部空间连通的蒸汽过滤装置、蒸汽过滤装置出气端连接蒸汽冷凝装置，蒸汽冷凝装置顶部分别连接排放装置和回流装置；排放装置包括依次连通的蒸汽收集装置、过滤器和通风器，通风器出口端与气体净化系统连通；回流装置包括依次连通的送风机、气体分析仪和气体成分调节器，气体成分调节器的出口端与反应堆上部空间连通；蒸汽泄漏监控系统，用以监控反应堆加热系统整体蒸汽泄漏情况。优选地，上述核反应堆系统中，所述加热系统包括用以加热铅储罐的电加热系统。优选地，上述核反应堆系统中，所述加热系统包括由多个蒸汽发生器组成的气相加热系统，蒸汽发生器产生的蒸汽为反应堆外部及内部上方空间加热。优选地，上述核反应堆系统中，所述铅储罐与过滤处理装置之间还设有泵，用于将液态铅泵入过滤处理装置。优选地，上述核反应堆系统中，所述蒸汽冷凝装置上设有水位计，有效监控冷凝水位情况，以便及时调整设备在安全值范围内运行。优选地，上述核反应堆系统中，所述蒸汽过滤装置下方设有气体杂质收集罐。气体杂质收集罐用于收集从蒸汽过滤器拦截的堵塞物，周期性进行清理，维持管道清洁。优选地，上述核反应堆系统中，所述反应堆容器内部还设有液态金属取样器和用于测量液态铅冷却剂的氧浓度的氧化电位传感器。通过取样和检测液态金属冷却剂的氧浓度，进而控制调节新进入的液态铅成分，起到调节作用。优选地，上述核反应堆系统中，所述铅储罐和液态金属过滤处理装置的连通管道上还接入用于提供固体氧化剂以氧化铅冷却剂的装置。添加该装置有助于随时根据反应堆容器中的液态铅冷却剂中氧消耗情况进行氧化剂补充，以维持系统安全稳定运行。优选地，上述核反应堆系统中，所述反应堆容器内部上方还设有冷却剂净化过滤器。主要用于过滤清洁液态金属冷却剂中悬浮的杂质。本技术提供的核反应堆系统，具有如下有益效果：采用铅冷却系统，用液态铅金属作为冷却剂和载热体，具有热导率高、蒸汽压低的特点，维持系统运行环境在相对低压的环境下，增加安全性。同时设置反应堆超压保护系统和蒸汽泄漏监控系统，实时监测系统内压力和蒸汽流动情况，根据需要及时调整系统运行工况。对于产生的蒸汽分别进行回收循环利用以及净化过滤排放，维持系统清洁安全运行。附图说明图1为本技术所提供的核反应堆系统组成结构示意图。附图标记说明：1.泵，2.供气装置，3.固体氧化剂供给装置，4.液态金属过滤处理装置，5.氧化电位传感器，6.液态金属取样器，7.蒸汽过滤装置，8.气体杂质收集罐，9.蒸汽冷凝装置，10.冷凝液接收器，11.水位计，12蒸汽收集装置，13过滤器，14.通风器，15送风机，16.气体分析仪，17.气体成分调节器，18.冷却剂净化过滤器。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。请参考图1，为本技术所提供的核反应堆系统组成结构示意图(部分结构未示出)，该核反应堆系统，包括反应堆容器，还包括加热系统、铅冷却系统、反应堆超压保护系统和蒸汽泄漏监控系统。铅冷却系统包括依次连通的铅储罐和液态金属过滤处理装置，液态金属过滤处理装置出口端通入反应堆；加热系统用以对反应堆容器进行预加热，具体包括电加热系统和气相加热系统。电加热系统用于加热铅储罐，使铅储罐内固体形态的铅金属熔化。气相加热系统包括由多个蒸汽发生器组成的气相加热系统，蒸汽发生器产生的蒸汽为反应堆外部及内部上方空间加热。反应堆超压保护系统，包括与反应堆容器上部空间连通的蒸汽过滤装置7，蒸汽过滤装置7下方连接有气体杂质收集罐8，出气端连接蒸汽冷凝装置9，蒸汽冷凝装置顶部分别连接排放装置和回流装置；排放装置包括依次连通的蒸汽收集装置12、过滤器13和通风器14，通风器14出口端与气体净化系统连通。回流装置包括依次连通的送风机、气体分析仪和气体成分调节器，气体成分调节器的出口端与反应堆上部空间连通。蒸汽冷凝装置9内可以将热能转换成机械能，在常规岛内进行利用。蒸汽冷凝装置9和冷凝液收集器内均设有水位计11，用以有效监控冷凝水位情况，以便及时调整设备在安全值范围内运行。蒸汽泄漏监控系统，用以监控反应堆加热系统整体蒸汽泄漏情况。所述铅储罐与过滤处理装置之间还设有泵1和供气装置2，泵1用于将液态铅泵入过滤处理装置，供气装置2用于向管道内提供氩气保护管道。另外，铅储罐和液态金属过滤处理装置的连通管道上还接入固体氧化剂供给装置3，添加该装置有助于随时根据反应堆容器中的液态铅冷却剂中氧消耗情况进行氧化剂补充，以维持系统安全稳定运行。在供气装置2两端连接的管道上、液态金属过滤处理装置4下方通向反应堆的管道上，以及反应堆容器内均设有氧化电位传感器5，用于测量液态铅冷却剂的氧浓度，以方便实时监控及时调整。反应堆容器内还设有液态金属取样器6配合氧化电位传感器5进行取样检测。通过取样和检测液态金属冷却剂的氧浓度，进而控制调节新进入的液态铅成分，起到调节作用。反应堆容器内的气体，通过蒸汽过滤装置7进行过滤，拦截的堵塞物存入气体杂质收集罐8，收集的杂质定期清理处置，排出的气体通过蒸汽冷凝装置9进行冷凝液化，冷凝的液体由冷凝液接收器10收集，进行后续处理。未被冷凝的气体一部分通过蒸汽收集装置12进行收集，然后经过过滤器13的过滤送入通风器14，再经过气体净化系统的净化被排入大气环境中。另一部分由送风机15送入气体分析仪16，然后经过气体成分调节器17对被分析的气体成分进行调整后再回到反应堆容器的上方空间，循环利用。反应堆容器内部上方还设有冷却剂净化过滤器18。主要用于过滤清洁液态金属冷却剂中悬浮的杂质。以上对本技术所提供的核反应堆系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的核心思想。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和本文档来自技高网...

【技术保护点】
核反应堆系统，包括反应堆容器，其特征在于，包括：加热系统，用以对反应堆容器进行预加热；铅冷却系统，包括依次连通的铅储罐和液态金属过滤处理装置，液态金属过滤处理装置出口端通入反应堆；反应堆超压保护系统，包括与反应堆容器上部空间连通的蒸汽过滤装置、蒸汽过滤装置出气端连接蒸汽冷凝装置，蒸汽冷凝装置顶部分别连接排放装置和回流装置；排放装置包括依次连通的蒸汽收集装置、过滤器和通风器，通风器出口端与气体净化系统连通；回流装置包括依次连通的送风机、气体分析仪和气体成分调节器，气体成分调节器的出口端与反应堆上部空间连通；蒸汽泄漏监控系统，用以监控反应堆加热系统整体蒸汽泄漏情况。

【技术特征摘要】
1.核反应堆系统，包括反应堆容器，其特征在于，包括：加热系统，用以对反应堆容器进行预加热；铅冷却系统，包括依次连通的铅储罐和液态金属过滤处理装置，液态金属过滤处理装置出口端通入反应堆；反应堆超压保护系统，包括与反应堆容器上部空间连通的蒸汽过滤装置、蒸汽过滤装置出气端连接蒸汽冷凝装置，蒸汽冷凝装置顶部分别连接排放装置和回流装置；排放装置包括依次连通的蒸汽收集装置、过滤器和通风器，通风器出口端与气体净化系统连通；回流装置包括依次连通的送风机、气体分析仪和气体成分调节器，气体成分调节器的出口端与反应堆上部空间连通；蒸汽泄漏监控系统，用以监控反应堆加热系统整体蒸汽泄漏情况。2.根据权利要求1所述的核反应堆系统，其特征在于，所述加热系统包括用以加热铅储罐的电加热系统。3.根据权利要求1所述的核反应堆系统，其特征在于，所述加热系统包括由多个蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱清，徐刚，田力，
申请(专利权)人：新核北京能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11