一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统及使用方法技术方案

本发明专利技术提出一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统及使用方法，包括设于安全壳外部的冷却子系统和抑压子系统，冷却子系统包括冷却水箱和冷却换热器，冷却换热器设于冷却水箱内，安全壳通过循环管路与冷却换热器相连通；抑压子系统包括抑压水箱，抑压水箱通过抑压管路与冷却换热器相连通，本发明专利技术将非能动安全壳冷却系统与抑压系统设计进行集成，实现对安全壳内高能管路破裂事故后大流量瞬时释放蒸汽的能量以及破口事故后期小流量长期释放蒸汽的能量的吸收

【技术实现步骤摘要】
一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统及使用方法


[0001]本申请涉及核动力装置的
，具体而言，涉及一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统及使用方法
。

技术介绍

[0002]安全壳是核动力系统实现放射性包容的最后一道屏障，在任何时候都必须防止因安全壳结构超压破裂引起放射性物质不可控释放
。
对于小型核动力装置如破冰船
、
浮动电站等，受总体资源约束，安全壳自由容积远小于核电厂安全壳，一旦发生破口事故，带有放射性物质的高温高压冷却水
/
蒸汽进入安全壳，安全壳内的压力将在数十秒内迅速上升并超过安全壳的设计承压，目前核电站一般采用喷淋或非能动安全壳冷却系统来应对破口事故，对于小型核动力装置，无法像电站那样配置超大流量喷淋系统及超大功率的非能动堆舱冷却系统
。
安全壳冷却过程中，传热途径的建立以及自然冷凝的形成存在一定的时间延迟，因而在蒸汽快速喷放早期会产生明显的压力峰值
。
为防止安全壳内短期内压力的峰值超过安全壳压力的设计值，必须设置抑压系统及时对安全壳进行压力抑制
。
但是，核动力装置的布置紧凑
、
空间狭小，抑压水池
、
补水箱的容积也非常有限
。
显然陆上安注系统设计并不适合核动力装置的设计需求
。
[0003]因此，针对破口事故时核动力装置安全壳的快速释能，需要综合考虑各方面的因素，对系统进行耦合设计
。
如何解决安全壳内蒸汽的持续高效的排出与排出系统的空间尺寸
、
重量之间的矛盾是本领域技术人员亟需解决的问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统及使用方法，将非能动安全壳冷却系统与抑压系统设计进行集成，对安全壳内高能管路破裂事故后大流量瞬时释放蒸汽的能量以及破口事故后期小流量长期释放蒸汽的能量的吸收
。
[0005]本申请的实施例是这样实现的：
[0006]本申请实施例提供一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统，其特征在于，包括设于安全壳外部的冷却子系统和抑压子系统，所述冷却子系统包括冷却水箱和冷却换热器，所述冷却换热器设于所述冷却水箱内，安全壳通过循环管路与冷却换热器相连通；所述抑压子系统包括抑压水箱，所述抑压水箱通过抑压管路与冷却换热器相连通
。
[0007]在一些可选的实施方案中，所述循环管路包括上升管路和下降管路，所述上升管路的两端分别与所述安全壳及冷却换热器的上部联箱相连通，所述下降管路的两端分别与安全壳及冷却换热器的下部联箱相连通，形成循环回路
。
[0008]在一些可选的实施方案中，所述抑压管路的首端与所述冷却换热器的下部联箱相连通，末端设有抑压喷管
。
[0009]在一些可选的实施方案中，所述上升管路上安设上升隔离阀，所述下降管路上安
设下降隔离阀和冷却开关阀，所述抑压管路上设有抑压开关阀
。
[0010]一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0011]步骤
a
，设计基准事故初期，安全壳内瞬时释放大量蒸汽造成安全壳内温度
、
压力快速上升，冷却开关阀
、
抑压开关阀开启后，安全壳内的蒸汽及不凝气体首先沿着上升管路进入冷却换热器，冷却后分别经下降管路和抑压管路进入安全壳及到抑压水舱进行冷凝，实现安全壳的峰值压力的泄放；
[0012]步骤
b
，设计基准事故后期，安全壳与抑压水舱内压力基本平衡，安全壳内释放的小流量蒸汽通过上升管路进入冷却换热器，冷却后，由重力驱动，经过下降管路回流至安全壳内，从而将安全壳的热量以非能动自然循环的方式导出
。
[0013]在一些可选的实施方案中，所述上升隔离阀
、
下降隔离阀在反应堆正常运行条件下处于长期开启的状态，在设备检修时关闭；冷却开关阀
、
抑压开关阀在反应堆正常运行条件下处于关闭状态，在反应堆出现事故条件下开启
。
[0014]本申请的有益效果是：本申请提供的一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统及使用方法，将冷却系统和抑压系统进行集成设计，在优化系统运行的条件下实现了系统整体的集成化设计，兼顾了安全壳在事故后瞬时以及长期能量的导出，有效的保证了系统的安全性；通过方案的优化设计，在不影响两套系统原有功能实现的基础上，能够对系统管路进行精简设计，提高系统集成度，能够实现紧凑式布置；本系统的运行不依赖外部能动设备，采用非能动的方式运行，能够实现在断电事故下的安全壳热量导出，具有更高的安全性
。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0016]图1为本申请实施例的结构示意图
。
具体实施方式
[0017]为使本申请实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例
。
通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计
。
[0018]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例
。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围
。
[0019]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释
。
[0020]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该
申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制
。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性
。
[0021]此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜
。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统，其特征在于，包括设于安全壳外部的冷却子系统和抑压子系统，所述冷却子系统包括冷却水箱和冷却换热器，所述冷却换热器设于所述冷却水箱内，安全壳通过循环管路与冷却换热器相连通；所述抑压子系统包括抑压水箱，所述抑压水箱通过抑压管路与冷却换热器相连通
。2.
根据权利要求1所述的一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统，其特征在于，所述循环管路包括上升管路和下降管路，所述上升管路的两端分别与所述安全壳及冷却换热器的上部联箱相连通，所述下降管路的两端分别与安全壳及冷却换热器的下部联箱相连通，形成循环回路
。3.
根据权利要求2所述的一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统，其特征在于，所述抑压管路的首端与所述冷却换热器的下部联箱相连通，末端设有抑压喷管
。4.
根据权利要求3所述的一种非能动安全壳冷却与抑压耦合系统，其特征在于，所述上升管路上安设上升隔离阀，所述下降管路上安设下降隔离阀和冷却开关阀，所述抑压管路上设有抑压开关阀
。5.
采用上述权利要求4所述的一种非能...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪广怀，王畅，刘辰，王冰，陈家铭，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：