专利名称:一种非能动启动冷却系统的制作方法
一种非能动启动冷却系统 技术领域：
[0001]本实用新型涉及核电站领域，更具体地说，涉及一种可用于核电站中的非能动启 动冷却系统。
背景技术：
[0002]随着技术的成熟核电站的安全性的不断提高，核电站的建设逐渐的成为国家发展 的重要能源保障。[0003]在压水堆核电站中，通常包括压力容器、以及与压力容器连接的冷管段和热管段。 为了保证事故工况下的安全性，压水堆核电站通常备有应急堆芯补水箱补水系统。在现有 的电站中，应急堆芯补水箱中的硼化水，一般通过冷管段管线或者与压力容器下降室相连 接的直接注入管线，注入到对反应堆一回路，提供冷却剂的补给和硼化功能。然而，通常需 要启动堆芯补水箱进行安注时，需要应急电源来启动对应的隔离阀、逆止阀等，需要依赖保 护信号、应急电源等，存在一定的安全风险。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种无需依赖应急电源的非能动启动冷 却系统。[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种非能动启动冷却系 统，包括压力容器、以及与所述压力容器连接的冷管段和热管段；所述非能动启动冷却系统 还包括在高于所述压力容器的位置处设置填充有冷却剂的重力补水箱、连接在所述热管段 与所述重力补水箱上部之间的压力平衡管线、以及连接在所述重力补水箱下部与所述压力 容器之间的出口注射管线；所述出口注射管线上设有维持所述压力平衡管线的入口和出口 注射管线的出口的压力平衡的密度锁。[0006]在本实用新型的非能动启动冷却系统中，所述出口注射管线上设有常开隔离阀； 所述压力平衡管线上设有常开隔离阀。[0007]在本实用新型的非能动启动冷却系统中，所述压力平衡管线外围包裹有保温层。[0008]在本实用新型的非能动启动冷却系统中，所述出口注射管线的出口连接在所述冷 管段、或直接与所述压力容器连接。[0009]在本实用新型的非能动启动冷却系统中，所述重力补水箱位于高于所述冷管段和 所述压力容器的上封头标高的位置。[0010]在本实用新型的非能动启动冷却系统中，所述压力平衡管线连接在所述重力补水 箱的顶部。[0011]在本实用新型的非能动启动冷却系统中，所述出口注射管线连接在所述重力补水 箱的底部。[0012]在本实用新型的非能动启动冷却系统中，所述重力补水箱内的冷却剂为冷的硼化 水。[0013]实施本实用新型具有以下有益效果在事故工况时，由于反应堆一回路温度或压 力产生较大变化，由密度锁所维持的压力平衡被打破，重力补水箱中的冷水和压力平衡管 线中热水的密度差而产生的重力压头驱动重力补水箱中的冷却剂进入压力容器，对压力容 器内的燃料棒等进行直接冷却，避免产生堆芯的熔融的风险，提高了核电站的运行安全性、可靠性。
[0014]下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中[0015]图1是本实用新型非能动启动冷却系统的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0016]如图1所示，是本实用新型的非能动启动冷却系统的一个实施例，可用于压水堆 核电站中。[0017]该非能动启动冷却系统包括压力容器11、冷管段12、热管段13、重力补水箱14、压 力平衡管线15、出口注射管线16等。[0018]该冷管段12和热管段13分别与压力容器11连接，形成反应堆一回路，在非事故 工况下，冷却剂通过冷管段12，流入压力容器11，对反应堆堆芯进行冷却，热交换后的冷却 剂通过热管段13流出，并与二回路发生热交换，从而将反应堆内的热量带出。[0019]如图所示，该重力补水箱14设置的位置高于压力容器11的位置，从而可以利用重 力将重力补水箱14内的冷却剂注入到压力容器11中。在本实施例中，重力补水箱14的位 置高于压力容器11的上封头的标高位置，当然，重力补水箱14的位置可以根据需要进行调 整安装。[0020]在该重力补水箱14内填充有硼化水，在事故工况下，为反应堆一回路进冷却剂补 给和硼化功能。该重力补水箱14可以设置在核电站的反应堆安全壳内，并且重力补水箱14 的外围不需要设置保温层，从而使得重力补水箱14内的硼化水的温度始终与安全壳内的 大气温度一致。可以理解的，重力补水箱14内填充的冷却剂还可以为其他各种冷却剂。[0021]该压力平衡管线15连接在热管段13和重力补水箱14上部之间，如图所示，该压 力平衡管线15连接在压力容器11的顶部(当然，可以根据需要设置在压力容器11的上部 任意位置)，并且在压力平衡管线15上设有常开隔离阀17，从而保持与反应堆一回路压力 平衡，可以防止注射开始时发生水锤，提高系统的稳定性。[0022]进一步的，该压力平衡管线15还包裹有保温层，以保证管线内为热水；由于重力 补水箱14和出口注射管线16不设置保温，因此充满冷的含硼水。[0023]该出口注射管线16连接在重力补水箱14的下部，并与压力容器11的直接注入管 线连接，在本实施例中，该出口注射管线16连接在重力补水箱14的底部(当然，也可以设置 在重力补水箱14下部的任意位置)，以便于重力补水箱14内的冷却剂更好的排出。该出口 注射管线16的出口连接至冷管段12，以便于在事故工况下，通过冷管段12为压力容器11 注入冷却剂。可以理解的，该出口注射管线16的出口也可以直接连接至压力容器11的安 注管线，直接对压力容器11进行安注。[0024]该出口注射管线16上设置有常开隔离阀18以及密度锁19。由该密度锁19来维持系统出入口的压力平衡，抵消由于冷管段12、热管段13的压力差以及重力补水箱14与一 回路温度差导致的密度差影响。反应堆启动时，借助于密度锁19把冷管段的主冷却剂与重 力补水箱中的冷却剂分开；反应堆运行期间，密度锁中出现稳定的热冷界面，使冷热流体的 自然循环路线保持非工作状态，保持出口注射管线16的出口和压力平衡管线15的入口处 的压力。一旦发生恶性的瞬变或事故，这种压力平衡就突然消失，从而使重力补水箱14的 冷却剂依靠自然循环通过冷管段12进入压力容器11，使反应堆停堆并不间断导出堆芯衰 变热。[0025]在核电站正常工作时，常开隔离阀18和常开隔离阀17保持在打开状态，并且，由 密度锁19来维持系统的压力平衡，重力补水箱14的冷却剂不会注入压力容器11。[0026]当事故工况发生时，由于反应堆一回路温度或压力产生较大变化，由密度锁19所 维持的压力平衡被打破，重力补水箱14中的冷水和压力平衡管线15中热水的密度差而产 生的重力压头驱动重力补水箱14中的含硼水，进入压力容器11，对反应堆一回路进行冷 却剂的补给和硼化，对压力容器11内的燃料棒等进行直接冷却，避免产生堆芯的熔融的风 险，提高了核电站的运行安全性、可靠性。[0027]以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在 其他相关的技术领域：
，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求
1.一种非能动启动冷却系统，包括压力容器、以及与所述压力容器连接的冷管段和热管段；其特征在于，所述非能动启动冷却系统还包括在高于所述压力容器的位置处设置填充有冷却剂的重力补水箱、连接在所述热管段与所述重力补水箱上部之间的压力平衡管线、以及连接在所述重力补水箱下部与所述压力容器之间的出口注射管线；所述出口注射管线上设有维持所述压力平衡管线的入口和出口注射管线的出口的压力平衡的密度锁。
2.根据权利要求
1所述的非能动启动冷却系统，其特征在于，所述出口注射管线上设有常开隔离阀；所述压力平衡管线上设有常开隔离阀。
3.根据权利要求
1所述的非能动启动冷却系统，其特征在于，所述压力平衡管线外围包裹有保温层。
4.根据权利要求
1-3任一项所述的非能动启动冷却系统，其特征在于，所述出口注射管线的出口连接在所述冷管段、或直接与所述压力容器连接。
5.根据权利要求
4所述的非能动启动冷却系统，其特征在于，所述重力补水箱位于高于所述冷管段和所述压力容器的上封头标高的位置。
6.根据权利要求
4所述的非能动启动冷却系统，其特征在于，所述压力平衡管线连接在所述重力补水箱的顶部。
7.根据权利要求
6所述的非能动启动冷却系统，其特征在于，所述出口注射管线连接在所述重力补水箱的底部。
8.根据权利要求
7所述的非能动启动冷却系统，其特征在于，所述重力补水箱内的冷却剂为冷的硼化水。
专利摘要
本实用新型涉及一种非能动启动冷却系统，包括压力容器、与压力容器连接的冷管段和热管段、在高于压力容器的位置处设置填充有冷却剂的重力补水箱、连接在热管段与重力补水箱上部之间的压力平衡管线、以及连接在重力补水箱下部与压力容器之间的出口注射管线。出口注射管线上设有维持压力平衡管线的入口和出口注射管线的出口的压力平衡的密度锁。在事故工况时，由于反应堆一回路温度或压力产生较大变化，由密度锁所维持的压力平衡被打破，重力补水箱中的冷水和压力平衡管线中热水的密度差而产生的重力压头驱动重力补水箱中的冷却剂进入压力容器，对压力容器内的燃料棒等进行直接冷却，避免产生堆芯的熔融的风险，提高了核电站的运行安全性、可靠性。
文档编号G21C15/18GKCN202855317SQ201220447252
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月4日
发明者曹建华, 卢向晖, 蒋晓华 申请人:中科华核电技术研究院有限公司, 中国广东核电集团有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan