百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统的制作方法

本实用新型属于百万千瓦级核电站的核辅助冷却水系统技术领域，尤其涉及一种百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统。

背景技术：

乏燃料又称辐照核燃料，是经受过辐射照射、使用过的核燃料，通常是由核电站的核反应堆产生。由于乏核燃料中包含有大量的放射性元素，因此具有很强的放射性，因此必须妥善处理。

乏燃料贮存是核燃料处理的重要阶段，核电厂在整个寿期内需不断更换新的核燃料并卸出已使用过的乏燃料。乏燃料会持续放出衰变热，因此，对乏燃料的冷却是乏燃料贮存工艺的重要环节。

核电站在一运行期间，从反应堆中卸出的乏燃料组件需要先暂存于换料水箱中进行冷却，换料水箱冷却系统即是用于冷却换料水箱中的燃料组件所释放的余热，一般要求乏池水的温度低于50℃。当采用全堆芯换料时，乏池在目前换料大修模式下卸料完成时的衰变热远远大于乏池冷却系统原设计的冷却能力，特别是当设备冷却水侧水温大于30℃时，即使将乏池冷却水系统两列冷却线路均投运也不足以冷却乏池。

机组在夏季大修或因紧急工矿需要在夏季卸料时，现有的换料水箱冷却系统的冷却能力远远不能满足要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统，旨在解决现有技术中换料水箱冷却系统的冷却能力无法满足核电站机组在高温季节进行换料大修的运行要求的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统，用于冷却乏燃料水池中的乏池水，包括换料水箱、与所述换料水箱连接并形成一回路的冷却线路组、连通所述乏燃料水池与所述冷却线路组并用于将所述乏燃料水池中的乏池水输出的乏池输水管以及连通所述乏燃料水池与所述冷却线路组并用于将经过所述冷却线路组冷却的乏池水输回所述乏燃料水池的乏池回水管，所述冷却线路组包括：

第一冷却组件，所述第一冷却组件与所述换料水箱串联设置且包括串联设置的第一冷却泵和第一换热器；

第一连接管，所述第一连接管用于连接所述第一冷却泵和所述第一换热器；

第一隔离阀，所述第一隔离阀设于所述第一连接管上且至少设置有一个；

第二冷却组件，所述第二冷却组件与所述换料水箱串联设置并与所述第一冷却组件并联设置且包括串联设置的第二冷却泵和第二换热器；

第二连接管，所述第二连接管用于连接所述第二冷却泵和所述第二换热器；

第二隔离阀，所述第二隔离阀设于所述第二连接管上且至少设置有一个；

第三冷却组件，所述第三冷却组件与所述换料水箱串联设置并与所述第一冷却组件并联设置且包括串联设置的第三冷却泵和第三换热器；

第三连接管，所述第三连接管用于连接所述第三冷却泵和所述第三换热器；

第三隔离阀，所述第三隔离阀设于所述第三连接管上且至少设有一个；

第四连接管，所述第四连接管用于连接所述第一连接管与所述第二连接管；

第四隔离阀，所述第四隔离阀设于所述第四连接管上且至少设有一个；

第五连接管，所述第五连接管用于连接所述第三连接管与所述第四连接管；

第五隔离阀，所述第五隔离阀设于所述第五连接管上。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：本实用新型通过设置冷却线路组实现了换料水箱中乏池水的循环冷却，并列设置的所述第一冷却组件、所述第二冷却组件和所述第三冷却组件提高了冷却系统的冷却能力。通过设置第四连接管和第二连接管，使得所述第一冷却泵、所述第二冷却泵和所述第三冷却泵并列连接，也使得所述第一换热器、所述第二换热器和所述第三换热器并列连接，换料大修期间，冷却能力需求增大时，可通过启动并投入使用三台换热器和任意两台冷却泵并调整各隔离阀进行循环水的冷却，待循环水达到冷却要求后，所述换料水箱中的存水经过所述排水管排入所述乏燃料水池进行冷却另外一台冷却泵可作为备用或他用，以此便能满足高温季节大修时对冷却能力的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是本实用新型实施例提供的百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统的结构示意图。

附图标记说明：

10、乏燃料水池；11、换料水箱；12、乏池输水管；13、乏池回水管；210、第一连接管；211、第一冷却泵；212、第一换热器；213、第一隔离阀；214、第一支管；220、第二连接管；221、第二冷却泵；222、第二换热器；223、第二隔离阀；224、第二支管；230、第三连接管；231、第三冷却泵；232、第三换热器；233、第三隔离阀；234、第三支管；240、第四连接管；241、第四隔离阀；250、第五连接管；251、第五隔离阀；30、充水管；301、排水隔离阀； 31、余热排出系统；32、回流管；40、排水管；401、充水隔离阀；41、堆坑； 50、第六连接管；60、出水管；601、出水阀；602、支路阀；61、入水管；611、入水阀；70、第七连接管；701、第七隔离阀；80、净化回路

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

本实用新型提供一种百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统，用于冷却乏燃料水池10中的乏池水。

请参阅图1，该百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统包括换料水箱11、与所述换料水箱11连接并形成一回路的冷却线路组20、连通所述乏燃料水池 10与所述冷却线路组20并用于将所述乏燃料水池10中的乏池水输出的乏池输水管12以及连通所述乏燃料水池10与所述冷却线路组20并用于将经过所述冷却线路组20冷却的乏池水输回所述乏燃料水池10的乏池回水管13，其中，所述乏池水以及下文提到的冷却水或循环水可以直接是海水，可以是在纯净水中加入有利于快速吸热的物质而形成的混合液体。所述换料水箱11可以是由钢筋水泥围合形成，也可以是由不锈钢材料围合。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述冷却线路组20包括：

第一冷却组件，所述第一冷却组件与所述换料水箱11串联设置且包括串联设置的第一冷却泵211和第一换热器212；

第一连接管210，所述第一连接管210用于连接所述第一冷却泵211和所述第一换热器212；

第一隔离阀213，所述第一隔离阀213设于所述第一连接管210上且至少设置有一个；

第二冷却组件，所述第二冷却组件与所述换料水箱11串联设置并与所述第一冷却组件并联设置且包括串联设置的第二冷却泵221和第二换热器222；

第二连接管220，所述第二连接管220用于连接所述第二冷却泵221和所述第二换热器222；

第二隔离阀223，所述第二隔离阀223设于所述第二连接管220上且至少设置有一个；

第三冷却组件，所述第三冷却组件与所述换料水箱11串联设置并与所述第一冷却组件并联设置且包括串联设置的第三冷却泵231和第三换热器232；

第三连接管230，所述第三连接管230用于连接所述第三冷却泵231和所述第三换热器232；

第三隔离阀233，所述第三隔离阀设于所述第三连接管230上且至少设有一个；

第四连接管240，所述第四连接管240用于连接所述第一连接管210与所述第二连接管220；

第四隔离阀241，所述第四隔离阀241设于所述第四连接管240上且至少设有一个；

第五连接管250，所述第五连接管250用于连接所述第三连接管230与所述第四连接管240；

第五隔离阀251，所述第五隔离阀251设于所述第五连接管250上。

本实用新型通过所述乏池输水管12将所述乏燃料水池10中的乏池水送入各所述冷却组件进行冷却循环，并列设置的所述第一冷却组件、所述第二冷却组件和所述第三冷却组件提高了冷却系统的冷却能力。通过设置第四连接管 240和第五连接管25，使得所述第一冷却泵211、所述第二冷却泵221和所述第三冷却泵231并列连接，也使得所述第一换热器212、所述第二换热器222 和所述第三换热器232并列连接，换料大修期间，冷却能力需求增大时，可通过调整各隔离阀使得三台换热器和任意两台冷却泵投入使用，从而进行对循环水的冷却，待循环水达到冷却要求后，循环水经过所述乏池回水管13排回所述乏燃料水池10对乏燃料进行冷却，以此便能满足高温季节大修时对冷却能力的要求。另外一台没有使用的冷却泵可作为备用或他用，以备紧急状况的发生。

以上各换热器均与核电站设备冷却水系统进行换热。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，进一步地，所述百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统还包括与所述冷却线路组20串联并用于供反应堆水池的水经余热排出系统31排出至所述换料水箱11的排水管30。所述排水管30 用于排出所述反应堆水池中的水，所述排水管30排至所述换料水箱11中的水可在经过本实用新型的冷却系统回路的循环冷却后进入所述乏燃料水池中对乏燃料进行冷却。

进一步地，所述排水管30连通至余热排出系统31，以便将所述余热排出系统31中的水输送入所述冷却线路组20，进行冷却后再送入所述乏燃料水池。这样，所述乏燃料水池便能够与所述余热排出系统共用一套冷却系统。

更进一步地，所述排水管30上设置有排水隔离阀301。排水状态下打开所述排水隔离阀301，循环冷却过程中关闭所述排水隔离阀301。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统还包括连接于所述第一连接管210并连通至堆坑41的充水管40。这样所述堆坑41需要充水时，可以经过所述第一抽水泵将所述换料水箱11中的水抽出并经过所述充水管40充入所述堆坑41。

进一步地，所述充水管40上设置有至少一个充水隔离阀401。当不需要充水操作时关闭所述充水隔离阀401。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统还包括连通所述第三连接管230和所述充水管40的第六连接管 50。这样在进行充水作业时，所述换料水箱11中的排出的水可以通过第三冷却泵231和所述第六连接管50输送入所述充水管40并充入所述堆坑41，进而完成所述堆坑41的充水工作，这样在进行充水作业时，只占用了所述第三冷却泵 231，而不影响对所述乏燃料水池的冷却，即不影响所述第一冷却组件和所述第二冷却组件的功能，仍可实现两泵三换热器的运行方式。

进一步地，所述第六连接管50上设置有第六隔离阀。所述第六隔离阀用以在使用第三冷却泵231充水时开启以便完成充水作业。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统还包括连通所述换料水箱11和冷却线路组20并用于将所述换料水箱11中的水输送入所述冷却线路组20的出水管60。通过一条所述出水管60 便可连通所述换料水箱11与所述冷却线路组20并为所述冷却线路组20供水，节约了生产成本。

进一步地，所述出水管60上设置有出水阀601，用于控制出水情况。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统还包括连通所述换料水箱11和冷却线路组20并用于将所述冷却线路组20冷却后的水输送回所述换料水箱11的入水管61。通过一条所述入水管61便可连通所述换料水箱11与所述冷却线路组20并向所述换料水箱11回水，节约了生产成本。

进一步地，所述入水管61上设置有至少一个入水阀611，所述入水阀611 用于控制经所述冷却线路组20冷却后的水的回流过程。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统还包括连通所述第三连接管230以及所述入水管61的第七连接管 70。所述第七连接管70与所述第三换热器232并联，在为反应堆水池排水时，所述反应堆水池的水经过所述余热排出系统31从所述排水管30通过所述第三冷却泵231，再经过所述第七连接管70流入所述入水管61，由所述入水管61 排入所述换料水箱11，进而完成所述反应堆水池的排水工作，这样在进行所述反应堆水池的排水作业时，不影响对所述乏燃料水池10的冷却，即不影响所述第一冷却组件和所述第二冷却组件的功能，仍可实现两泵三换热器的运行方式。

进一步地，所述第七连接管70上设置有第七隔离阀701。所述第七隔离阀 701用于控制所述第七连接管70中的流水状况。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统还包括连通所述入水管61与所述余热排出系统31的回流管32。这样所述余热排出系统31和所述乏燃料水池10便可共用一个冷却系统，实现了多功用的冷却，优选地，所述余热排出系统31通过所述第三冷却组件进行冷却，与此同时不影响所述第一冷却组件和所述第二冷却组件对所述乏燃料水池 10中的水的冷却。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述百万千瓦级核电站乏燃料水池冷却系统还包括与所述第二冷却泵221并联的净化回路80。在为所述乏燃料水池10进行装料前，需要先行对所述乏池水进行净化，所述换热水箱中的乏池水经过所述出水管60与所述第二冷却组件以及入水管61实现打循环过程，形成循环水，所述第二冷却泵221带动所述净化回路80对循环水进行净化。

进一步地，所述第一冷却组件包括用于连通所述出水管60与所述第一冷却泵211的第一支管214，所述第二冷却组件包括用于连通所述出水管60与所述第二冷却泵221的第二支管224，所述第三冷却组件包括用于连通所述出水管 60与所述第三冷却泵231的第三支管234，所述净化回路80于其一端连通所述第二连接管220并于其另一端连通所述第二支管224。这样便使得所述净化回路80只与所述第二冷却泵221并联，便于控制净化过程。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述净化回路80还与所述第三冷却泵231并联。这样从所述换热水箱中的乏池水经过所述出水管60、所述第三冷却组件以及所述入水管61便可实现打循环过程，形成循环水，所述净化回路80便可通过所述第三冷却泵231进行循环净化，避免占用所述第一冷却组件与所述第二冷却组件，不影响对所述乏燃料水池10的冷却功能。

进一步地，所述净化回路80于其一端连通所述第三连接管230并于其另一端连通所述第三支管234。这样便使得所述净化回路80只与所述第三冷却泵231 并联，便于控制净化过程。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，所述出水管60上设置有支路阀 602，所述第一支路连接于所述支路阀602与所述第一冷水泵之间，所述第二支路连接于所述支路阀602与所述第二冷水泵之间，所述第三支路连接于所述支路阀602与所述换料水箱11之间的所述出水管60上。这样所述第一冷却组件与所述第二冷却组件便可组成针对所述乏燃料水池10的冷却组，在所述第三冷却组件备用或他用时，可通过所述支路阀602一阀实现对所述乏燃料水池10 冷却组的控制，更加方便快捷。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。