核反应堆的制作方法

本发明涉及核电站，特别是涉及一种核反应堆。

背景技术：

1、核反应堆包括安全壳、反应堆压力容器、堆芯以及一回路，堆芯安装在反应堆压力容器内，压力容器设置于安全壳内，一回路用于运输冷却水，以使冷却水将堆芯放出的热能带出反应堆压力容器，并进入蒸汽发生器中。当一回路发生破口失水的安全事故时，反应堆压力容器内的冷却水变少，因此，反应堆堆芯的温度会迅速上升，若不及时冷却，可能使反应堆压力容器的温度及压力升高，从而引致更严重的安全事故。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对降低反应堆温度的问题，提供一种核反应堆。

2、一种核反应堆，包括：

3、反应堆压力容器，其内安装有堆芯；

4、一回路，安装在所述反应堆压力容器上，所述一回路包括热管段；

5、喷淋系统，包括补水箱、喷淋管路以及压力平衡管路，所述补水箱设置于所述反应堆压力容器的上方，且其内用于容纳空气和冷却水，所述补水箱通过所述喷淋管路与所述反应堆压力容器的内部连通，所述压力平衡管路的一端与所述热管段连通，另一端与所述补水箱内的空气连通，所述压力平衡管路上设置有第一逆止阀，所述第一逆止阀用于防止所述补水箱内的空气流入至所述一回路中；

6、当所述一回路的破口尺寸处于预设范围内，一回路未泄压或泄压较慢，所述喷淋系统处于第一状态，所述补水箱内的冷却水在重力作用下通过所述喷淋管路流入至所述反应堆压力容器内；

7、当所述一回路的破口尺寸大于所述预设范围，一回路快速泄压，所述补水箱内的气压大于所述热管段内的气压，所述喷淋系统处于第二状态，所述补水箱内的冷却水在重力和压力作用下通过喷淋管路流入至所述反应堆压力容器内。

8、在其中一个实施例中，所述喷淋管路上设置有限流阀，所述限流阀用于限制所述喷淋管路内冷却水的流速。

9、在其中一个实施例中，所述喷淋系统还包括增流管路和设置在所述增流管路上的爆破阀，所述爆破阀用于控制所述增流管路的连通或者关闭，所述爆破阀通过所述增流管路与所述限流阀并联在所述喷淋管路上；

10、当所述喷淋系统处于所述第二状态时，所述增流管路连通，以使所述补水箱内的冷却水能够通过所述增流管路流入至所述反应堆压力容器内。

11、在其中一个实施例中，所述反应堆压力容器、所述一回路以及所述喷淋系统均设置于所述核反应堆的安全壳内；

12、所述安全壳的内壁上设有堆坑，所述反应堆压力容器至少部分容设于所述堆坑内，且所述堆坑的顶端的高度与所述堆芯的活性段的上沿高度相同，所述堆坑用于收集所述一回路丧失的冷却剂和所述安全壳内的冷凝水。

13、在其中一个实施例中，所述安全壳的内底壁包括相连接的第一连接部和凹陷部所述凹陷部向背离所述安全壳上顶壁的方向延伸以形成所述堆坑，所述第一连接部包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端用于与所述安全壳的内侧壁连接，所述第二连接端用于与所述凹陷部的顶端连接，且所述第一连接端的高度大于所述第二连接端的高度。

14、在其中一个实施例中，所述热管段上安装有泄压阀，所述泄压阀用于对所述热管段进行泄压，所述反应堆压力容器的底壁上设置有回流件，所述回流件用于在所述反应堆压力容器内的压力小于所述安全壳内的压力时，使所述堆坑内的液体流入至所述反应堆压力容器中以冷却所述堆芯。

15、在其中一个实施例中，还包括相连接的冷却水箱和换热器，所述冷却水箱安装在所述安全壳的外侧壁上，且用于容纳冷却液，所述换热器设置于所述安全壳内，所述换热器用于降低所述安全壳内的气体温度。

16、在其中一个实施例中，初始状态时，所述补水箱内空气占用体积为所述补水箱的总体积的4％-10％。

17、在其中一个实施例中，所述喷淋管路上设置有第二逆止阀，所述第二逆止阀用于防止在所述反应堆压力容器内的气压大于所述补水箱内的气压时出现返流。

18、在其中一个实施例中，所述喷淋管路伸入至所述反应堆压力容器内的端部安装有喷头。

19、本发明的有益效果：

20、上述核反应堆，在反应堆压力容器内安装堆芯，通过在反应堆压力容器上安装一回路，从而降低反应堆压力容器内的温度。将补水箱设置于反应堆压力容器的上方，且其内具有空气和冷却水，所以补水箱内的冷却水在自身重力作用下通过喷淋管路流入至反应堆压力容器中，从而降低了堆芯的温度。通过压力平衡管路连通热管段和补水箱内的空气，从而使热管段内的气压与补水箱内的气压相同，在压力平衡管路上设置有第一逆止阀，第一逆止阀用于防止补水箱内的空气流入至一回路中。当一回路的破口尺寸处于预设范围内，补水箱内的气压和一回路内的气压波动不大，即一回路未泄压或者泄压较慢，所以喷淋系统处于第一状态，补水箱内的冷却水在重力作用下通过喷淋管路流入至反应堆压力容器内，从而降低了堆芯的温度；当一回路的破口尺寸大于预设范围时，即一回路快速卸压，补水箱内的气压大于热管段内的气压，所以喷淋系统处于第二状态，此时，因为补水箱内的气压大于一回路内的气压，而压力平衡管路上安装有第一逆止阀，补水箱内上空的空气不能反向流回至热管段中，补水箱内的空气只能在补水箱内向下作用，从而将补水箱内的冷却水压入喷淋管路中，所以，补水箱内的水除了受自身重力作用，还受补水箱内上空的空气压力作用，重力作用和气压均向下作用，从而使补水箱内的冷却水在重力和压力作用下通过喷淋管路流入至反应堆压力容器内，加快了冷却水的流速，进一步提高了降低堆芯温度的效率。

技术特征：

1.一种核反应堆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的核反应堆，其特征在于，所述喷淋管路(320)上设置有限流阀(321)，所述限流阀(321)用于限制所述喷淋管路(320)内冷却水的流速。

3.根据权利要求2所述的核反应堆，其特征在于，所述喷淋系统(300)还包括增流管路(340)和设置在所述增流管路(340)上的爆破阀(341)，所述爆破阀(341)用于控制所述增流管路(340)的连通或者关闭，所述爆破阀(341)通过所述增流管路(340)与所述限流阀(321)并联在所述喷淋管路(320)上；

4.根据权利要求1所述的核反应堆，其特征在于，所述反应堆压力容器(100)、所述一回路(200)以及所述喷淋系统(300)均设置于所述核反应堆的安全壳(400)内；

5.根据权利要求4所述的核反应堆，其特征在于，所述安全壳(400)的内底壁包括相连接的第一连接部(410)和凹陷部(420)，所述凹陷部(420)向背离所述安全壳(400)上顶壁的方向延伸以形成所述堆坑，所述第一连接部(410)包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端用于与所述安全壳(400)的内侧壁连接，所述第二连接端用于与所述凹陷部(420)的顶端连接，且所述第一连接端的高度大于所述第二连接端的高度。

6.根据权利要求4所述的核反应堆，其特征在于，所述热管段(220)上安装有泄压阀(221)，所述泄压阀(221)用于对所述热管段(220)进行泄压，所述反应堆压力容器(100)的底壁上设置有回流件(120)，所述回流件(120)用于在所述反应堆压力容器(100)内的压力小于所述安全壳(400)内的压力时，使所述堆坑内的液体流入至所述反应堆压力容器(100)中以冷却所述堆芯(110)。

7.根据权利要求4所述的核反应堆，其特征在于，还包括相连接的冷却水箱(500)和换热器(600)，所述冷却水箱(500)安装在所述安全壳(400)的外侧壁上，且用于容纳冷却液，所述换热器(600)设置于所述安全壳(400)内，所述换热器(600)用于降低所述安全壳(400)内的气体温度。

8.根据权利要求1所述的核反应堆，其特征在于，初始状态时，所述补水箱(310)内空气占用体积为所述补水箱(310)的总体积的4％-10％。

9.根据权利要求1所述的核反应堆，其特征在于，所述喷淋管路(320)上设置有第二逆止阀(323)，所述第二逆止阀(323)用于防止在所述反应堆压力容器(100)内的气压大于所述补水箱(310)内的气压时出现返流。

10.根据权利要求1所述的核反应堆，其特征在于，所述喷淋管路(320)伸入至所述反应堆压力容器(100)内的端部安装有喷头。

技术总结
本发明涉及一种核反应堆，其包括反应堆压力容器、一回路以及喷淋系统，反应堆压力容器内安装有堆芯；一回路安装在反应堆压力容器上，一回路包括热管段；喷淋系统包括补水箱、喷淋管路以及压力平衡管路，补水箱设置于反应堆压力容器的上方，且其内用于容纳空气和冷却水，补水箱通过喷淋管路与反应堆压力容器的内部连通，压力平衡管路的一端与热管段连通，另一端与补水箱内的空气连通，压力平衡管路上设置有第一逆止阀，第一逆止阀用于防止补水箱内的空气流入至一回路中；当一回路的破口尺寸处于预设范围内，喷淋系统处于第一状态，补水箱内的冷却水在重力作用下通过喷淋管路流入至所述反应堆压力容器内。

技术研发人员：夏少雄,展德奎,赵鑫海,罗思民,钟汝浩,赵梓辰,于逸群,吴梓杰,徐浩德
受保护的技术使用者：中广核研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12