热量排出系统、池式反应堆以及池式反应堆热量排出方法技术方案

本发明专利技术的实施例提出一种热量排出系统，包括：第一管路，用于与盛装冷却介质的工作池连通，承载热量的冷却介质从所述第一管路流出；动力装置，其一端与所述第一管路连接，用于抽取所述承载热量的冷却介质；换热装置，其与所述动力装置的另一端连接，用于对抽取的所述承载热量的冷却介质换热；第二管路，其与所述换热装置连接，用于使经换热的冷却介质流回所述工作池；其中，所述第二管路包括容器、与所述容器一侧面连通的第一支管以及与所述容器底部连通的第二支管，所述第二支管远离所述容器的一端浸入所述工作池的冷却介质中；经换热的冷却介质经由所述第一支管流入所述容器，再从所述第二支管流入所述工作池。

【技术实现步骤摘要】
热量排出系统、池式反应堆以及池式反应堆热量排出方法
本专利技术涉及核系统
，具体涉及一种热量排出系统、池式反应堆以及池式反应堆热量排出方法。
技术介绍
热量排出系统分为能动热量排出系统和非能动热量排出系统，两者的区别在于是否需要外部电源。能动热量排出系统是指在外部电源供电的情况下，通过泵、电机等设备，驱动反应堆系统中冷却介质循环，从而使堆芯产生的热量不断排出，并送至最终热阱。然而，在断电情况下，能动热量排出系统失效，无法排出堆芯热量，造成反应堆事故隐患。非能动热量排出系统是指依靠冷却介质回路中存在的密度差、压强差等实现冷却介质自然循环，从而可将堆芯余热排出，并送至最终热阱。相比而言，非能动热量排出系统可提高反应堆运行安全性。并且，在反应堆停堆后的一段时间内，堆芯剩余裂变以及裂变产物衰变会产生余热，为保证反应堆安全，需要对余热移除，否则会引起堆芯熔化、安全壳破损等事故。非能动热量排出系统能够保证反应堆停堆后的余热排出，提高反应堆安全系数。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了涉及热量排出系统、池式反应堆以及池式反应堆热量排出方法。在一些实施方式中，本文描述的系统、方法可提高反应堆热量排出的非能动性，提高反应堆安全系数。根据本专利技术的一个方面，提供了一种热量排出系统，包括：第一管路，用于与盛装冷却介质的工作池连通，承载热量的冷却介质从所述第一管路流出；动力装置，其一端与所述第一管路连接，用于抽取所述承载热量的冷却介质；换热装置，其与所述动力装置的另一端连接，用于对抽取的所述承载热量的冷却介质换热；第二管路，其与所述换热装置连接，用于使经换热的冷却介质流回所述工作池；其中，所述第二管路包括容器、与所述容器一侧面连通的第一支管以及与所述容器底部连通的第二支管，所述第二支管远离所述容器的一端浸入所述工作池的冷却介质中；经换热的冷却介质经由所述第一支管流入所述容器，再从所述第二支管流入所述工作池。在一些实施方式中，所述容器顶部开口，所述第二支管的横截面小于所述第一支管的横截面。在一些实施方式中，热量排出系统还包括第三管路，其与所述换热装置连接，所述第三管路与供热管网连接，将所述热量排出系统排出的热量向所述供热管网供热。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种池式反应堆，包括：反应堆水池和堆芯，所述堆芯置于所述反应堆水池中，所述堆芯发生核反应产生热量；上述实施方式的热量排出系统，用于对所述堆芯产生的热量排出。在一些实施方式中，所述热量排出系统的第一支管的水平高度设置为高于所述反应堆水池中冷却介质的水平高度。在一些实施方式中，池式反应堆还包括：堆芯容器，用于容纳所述堆芯；所述堆芯容器远离所述堆芯的一端开口，所述堆芯容器远离所述堆芯的一端，其水平高度设置为高于所述反应堆水池中冷却介质的水平高度。在一些实施方式中，所述热量排出系统还包括第三管路，其与所述换热装置连接，所述第三管路与供热管网连接，将所述热量排出系统排出的热量向所述供热管网供热。在一些实施方式中，所述第三管路的压力大于所述第一管路的压力。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种池式反应堆热量排出方法，所述方法包括：反应堆正常运行时，抽取堆芯内承载热量的冷却介质，使所述承载热量的冷却介质经由第一管路到达换热装置；对所述承载热量的冷却介质进行换热；将经换热的冷却介质经由第二管路流回反应堆水池；其中，所述第二管路包括容器、与所述容器一侧面连通的第一支管以及与所述容器底部连通的第二支管，所述第二支管远离所述容器的一端浸入所述反应堆水池的冷却介质中。在一些实施方式中，当经换热的冷却介质从所述第一支管流入所述容器时，所述冷却介质从所述第二支管的一端和所述容器的顶部开口流入所述反应堆水池。在一些实施方式中，所述方法还包括：所述反应堆在事故工况时，所述容器中的冷却介质经由所述第二支管流入所述反应堆水池，使所述反应堆水池中冷却介质的水平高度高于堆芯容器开口的一端；所述堆芯内承载热量的冷却介质沿所述堆芯容器的轴向方向，从所述堆芯容器开口的一端流出至所述反应堆水池中；所述反应堆水池中的冷却介质从所述堆芯底部流入所述堆芯，实现对所述堆芯产生的热量排出。根据本专利技术实施方式的池式反应堆，通过热量排出系统实现事故工况或反应堆停堆后的堆芯热量排出，提高了反应堆热量排出的非能动性；其中，热量排出系统具有简化的结构，无需引入额外的部件，提高了运行可靠性。附图说明通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术实施方式的热量排出系统的结构示意图；图2示出了根据本专利技术另一实施方式的热量排出系统的结构示意图；图3示出了根据本专利技术实施方式的池式反应堆的结构示意图；图4示出了根据本专利技术另一实施方式的池式反应堆的结构示意图。需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均应当属于本专利技术保护的范围。除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术实施方式的热量排出系统、以及包括该热量排出系统的池式反应堆，支持非能动情况下的热量导出，因而适用于核系统的非能动安全系统。该热量排出系统无需使用额外的部件(例如非能动阀门)，利用管路布置产生的水位差、压强差、不同温度冷却介质之间的密度差可实现冷却介质的自然循环，具有较高可靠性。参照图1-2，根据本专利技术实施方式的热量排出系统100，包括：第一管路10，用于与盛装冷却介质的工作池20连通，承载热量的冷却介质从第一管路10流出；动力装置11，其一端与第一管路10连接，用于抽取承载热量的冷却介质；换热装置12，其与动力装置11的另一端连接，用于对抽取的承载热量的冷却介质换热；第二管路13，其与换热装置12连接，用于使经换热的冷却介质流回工作池20；其中，第二管路13包括容器131、与容器一侧面连通的第一支管132以及与容器底部连通的第二支管133，第二支管133远离容器131的一端浸入工作池20的冷却介质中；经换热的冷却介质经由第一支管132流入容器131，再从第二支管133流入工作池20。具体的，热量排出系统100适用于需要进行热量交换的工作池20，反应设备可设置在工作池20内，并且工作池20为反应设备提供冷却介质，工作池20可作为中间热阱，可将热量送至最终热阱；冷却介质用于对反应设备产生的热量承载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热量排出系统(100)，包括：/n第一管路(10)，用于与盛装冷却介质的工作池(20)连通，承载热量的冷却介质从所述第一管路(10)流出；/n动力装置(11)，其一端与所述第一管路(10)连接，用于抽取所述承载热量的冷却介质；/n换热装置(12)，其与所述动力装置(11)的另一端连接，用于对抽取的所述承载热量的冷却介质换热；/n第二管路(13)，其与所述换热装置(12)连接，用于使经换热的冷却介质流回所述工作池(20)；/n其中，所述第二管路(13)包括容器(131)、与所述容器一侧面连通的第一支管(132)以及与所述容器底部连通的第二支管(133)，所述第二支管(133)远离所述容器(131)的一端浸入所述工作池(20)的冷却介质中；经换热的冷却介质经由所述第一支管(132)流入所述容器(131)，再从所述第二支管(133)流入所述工作池(20)。/n

【技术特征摘要】
1.一种热量排出系统(100)，包括：
第一管路(10)，用于与盛装冷却介质的工作池(20)连通，承载热量的冷却介质从所述第一管路(10)流出；
动力装置(11)，其一端与所述第一管路(10)连接，用于抽取所述承载热量的冷却介质；
换热装置(12)，其与所述动力装置(11)的另一端连接，用于对抽取的所述承载热量的冷却介质换热；
第二管路(13)，其与所述换热装置(12)连接，用于使经换热的冷却介质流回所述工作池(20)；
其中，所述第二管路(13)包括容器(131)、与所述容器一侧面连通的第一支管(132)以及与所述容器底部连通的第二支管(133)，所述第二支管(133)远离所述容器(131)的一端浸入所述工作池(20)的冷却介质中；经换热的冷却介质经由所述第一支管(132)流入所述容器(131)，再从所述第二支管(133)流入所述工作池(20)。


2.根据权利要求1所述的热量排出系统(100)，其中，
所述容器(131)顶部开口，
所述第二支管(133)的横截面小于所述第一支管(132)的横截面。


3.根据权利要求1或2所述的热量排出系统(100)，其中，
还包括第三管路(14)，其与所述换热装置(12)连接，
所述第三管路(14)与供热管网连接，将所述热量排出系统排出的热量向所述供热管网供热。


4.一种池式反应堆(200)，包括：
反应堆水池(20)和堆芯(21)，所述堆芯(21)置于所述反应堆水池(20)中，所述堆芯(21)发生核反应产生热量；
如权利要求1或2所述的热量排出系统(100)，用于对所述堆芯(21)产生的热量排出。


5.根据权利要求4所述的池式反应堆(200)，其中，
所述热量排出系统的第一支管(132)的水平高度设置为高于所述反应堆水池(20)中冷却介质的水平高度(201)。


6.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志家，张金山，柯国土，刘兴民，吕征，衣大勇，周寅鹏，庄毅，范月容，王亚婷，孙征，陈会强，彭朝晖，姚成志，石辰蕾，张占利，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11