一种用于大型池式钠冷快堆非对称布置的事故余热排出系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于钠冷快堆设计技术，具体涉及一种用于大型池式钠冷快堆非对称布置的事故余热排出系统。
【背景技术】
[0002]事故余热排出系统是池式钠冷快堆最重要的专设安全设施之一，是实现反应堆在事故工况下余热排出的安全功能的主要手段，它对保持堆的各屏障的完整性，避免放射性物质向周围环境释放具有重要的作用。在反应堆事故工况下，堆芯余热排出的方式较多，如能动的形式和非能动的形式，从余热排出的路径分析上看，也有较多的选择，如池式快堆中一回路布置，二回路的布置等。为提高系统的可靠性设计，提高反应堆的安全运行，非能动的系统设计和布置是一个重要的发展方向。
[0003]目前国际上发展快堆技术的国家，如俄罗斯、法国、印度、韩国等，都对大型快堆的事故余热排出系统装置进行了专门的研宄，提出了各种布置方法，下面逐一进行介绍。
[0004]俄罗斯最新研发的BN-800快堆，其反应堆事故余热排出系统没有采用独立热交换器，而在事故时通过中间热交换器实现独立热交换器的功能。其在二回路有3个冷却环路，每个环路都有一个非能动余热排出回路与一台蒸汽发生器。其非能动余热排出系统包括三个独立热传输回路，每一回路都有100 %的排热能力。概率安全分析结果表明堆芯解体事故发生的频率要小于7 X 10_6/年。严格地说，其余热排出系统并不是非能动的，因为每一余热排出回路都有两个由可靠电源供电的电磁泵，加强循环排热能力，这是该系统设计的王要缺点。
[0005]印度的原型快堆PFBR有4个完全独立的安全级余热排出系统，可直接从热池排出热量。每个系统包括一个布置在热池中的独立热交换器、一个钠-空气热交换器以及相应的管道等设备。三回路的空气进口和出口安装有风门，使用电力驱动，其余全部是非能动设备，靠自然循环将热量从堆芯中带至最终热阱大气。该装置的设计同CEFR现有的余热排出系统的布置类似，尽管可以采用非能动的方式排出堆芯余热，但是在正常运行工况下，该装置的运行会带走部分热量，对反应堆的经济性有一定的影响。
[0006]法国在新近研发的ASTRID反应堆中，共采用一二回路组合的方式来设计余热排出系统。首先，在系统应用上，当正常的热传输系统失效时，堆芯余热可以首先由位于二回路旁路管道上的四台钠-空气热交换器来排出，此时二回路仍可以由强迫循环提供。其次，在事故工况下，蒸发器的表面散热也是可以利用的一个重要冷源，通过设计相应的自然抽风来排出热量。同时，该反应堆也同SUPERPHENIX—样，设置有类似的堆容器冷却系统作为辅助冷却。如果这套系统无效的话，余热仍然可以由位于一回路池内的独立热交换器带出。此套系统共有四个环路，每个环路包括一个钠-钠热交换器、电磁泵和一个钠-空气热交换器等。余热排出的功率可以由位于钠-空气热交换器上的空气风门来调节。正常运行情况下，系统的运行可以由电磁泵的强迫循环来维持，事故工况下，可以由系统的自然循环来排出堆芯余热。所以，对于大堆而言，采用这四种不同的方式来保证了堆芯余热排出的安全，体现了系统设计的多样性。但是，这样多样的设计保证了反应堆的安全性，却大大增加了反应堆的建造和运行成本。
[0007]韩国设计中的原型堆的KALIMA600，作为堆的专设安全设施，事故余热排出系统一般由2条或者3条完全独立的环路组成，可以通过自然循环将衰变热从热池排出堆外。每个环路有一台钠-钠热交换器(DHX)，一台钠-空气热交换器(AHX)，和中间钠回路连接，而在中间钠回路上并没有布置能动部件-机械泵或者电磁泵。韩国的设计的主要特点是独立热交换器布置在冷热钠池的缓冲区中，在反应堆正常过程中，独立热交换器没有钠流通，因而不会向空气热交换器输送热量，保证了运行的经济性；而在事故工况下，热池内高温的钠会流过钠隔板，使缓冲区内的冷热钠池的钠贯通，从而使独立热交换器起到冷却作用。该余热排出方案既保证了正常运行工况下反应堆的经济性，又保证了事故工况下的反应堆安全性，但是该方案从未在反应堆上运行过，还存在很多的不确定性。
[0008]从以上介绍中可以看出，在解决余热排出系统装置的问题上，各国都提出了不同的方案，有的采用能动方式，有的采用非能动方式，或者是几种方式的组合，但是都存在反应堆的运行成本较高，没有兼顾正常工况下的经济运行和事故工况下的余热排出的功能等冋题。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的在于提供一种能兼顾正常工况下的经济运行和事故工况下的余热排出的并实现非能动运行的大型池式钠冷快堆余热排出系统。
[0010]本实用新型的技术方案如下:一种用于大型池式钠冷快堆非对称布置的事故余热排出系统，包括布置在热钠池内的独立热交换器、布置在冷热钠池之间的贯穿热交换器，所述的独立热交换器和贯穿热交换器分别通过管道连接设置在反应堆外的钠-空气热交换器，所述的钠-空气热交换器的位置高于所述独立热交换器和贯穿热交换器；在发生事故时，所述的独立热交换器和贯穿热交换器的入口挡板打开，热钠进入独立热交换器和贯穿热交换器，流经独立热交换器的钠在热钠池内下沉到燃料组件的间隙内，形成盒间流动；流经贯穿热交换器的钠在燃料组件的盒内形成通路，形成盒内流动。
[0011]进一步，如上所述的用于大型池式钠冷快堆非对称布置的事故余热排出系统，其中，所述的钠-空气热交换器的钠进口的前端设有钠缓冲罐。
[0012]进一步，如上所述的用于大型池式钠冷快堆非对称布置的事故余热排出系统，其中，所述的独立热交换器和贯穿热交换器分别各有两个。
[0013]进一步，如上所述的用于大型池式钠冷快堆非对称布置的事故余热排出系统，其中，所述的独立热交换器和贯穿热交换器均位于池式快堆的堆本体的钠池内。
[0014]进一步，如上所述的用于大型池式钠冷快堆非对称布置的事故余热排出系统，其中，所述的钠-空气热交换器的外部设有拔风烟囱。
[0015]本实用新型的有益效果如下:本实用新型作为用于大型池式快堆的一个重要的非能动专设安全设施，设置在反应堆的堆本体内，通过多种路径来实现余热排出回路的闭合。本实用新型采用非能动工作原理来实现堆芯余热的排出，有效缓解事故进程，保证反应堆的安全。
【附图说明】
[0016]图1为用于大型池式钠冷快堆非对称布置的事故余热排出系统的结构示意图；
[0017]图2为独立热交换器和贯穿热交换器的布置方式示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0019]本实用新型所提供的事故余热排出系统布置在快堆一