一种高温堆堆芯热量导出系统及方法与流程

本发明属于高温气冷堆，具体涉及一种高温堆堆芯热量导出系统及方法。

背景技术：

1、高温气冷堆首次在核电领域使用了直流式蒸汽发生器，直流式蒸汽发生器采用了螺旋盘管式的设计。作为核电厂关键设备，螺旋盘管属于一回路压力边界，承担包容一回路放射性的功能。其焊缝对于给水温度比较敏感，过大的温度变化会导致蒸汽发生器的盘管焊缝的应力迅速变化，对一回路边界完整性形成挑战。

2、在电站冷源丧失情况下，汽轮机凝汽器无法实现蒸汽凝结。如果高温气冷堆机组发生大功率甩负荷、汽轮机停机等瞬态，为保证凝汽器和汽轮机等关键设备的安全，必须触发蒸汽发生器隔离，同时使用大气释放阀进行间断蒸汽排放。但由于高温堆堆芯对冷却流量要求较高，该种方式无法满足反应堆安全稳定运行。同时，由于高温堆蒸汽发生器体积较大且热惯性较高，材料热应力较敏感，机组启动前的设备加热以及停运后的设备冷却难度较大，严重影响机组启动效率和安全性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高温堆堆芯热量导出系统及方法的新技术方案。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种高温堆堆芯热量导出系统，包括：

3、吸收池、排放管和阀门，所述吸收池的内部中空形成容纳腔，所述容纳腔内填充有液体；所述排放管的第一端连接蒸汽发生器的主蒸汽管道，第二端伸入所述容纳腔内的液体中；所述排放管上设置所述阀门；

4、排放调节阀，所述排放调节阀设置于所述吸收池的顶部，通过所述排放调节阀调节所述吸收池内的压力；

5、冷源组件，部分所述冷源组件位于所述容纳腔内的液体中，冷源可沿所述冷源组件流动以对所述容纳腔内的液体进行冷却。

6、可选地，高温堆堆芯热量导出系统还包括喷头；

7、所述排放管的第二端连接有多个喷头，多个所述喷头并联设置。

8、可选地，高温堆堆芯热量导出系统还包括安全阀，所述安全阀均设置于所述吸收池的顶部；

9、在所述吸收池内的压力达到预设值时，打开所述安全阀以降低所述吸收池内的压力。

10、可选地，所述冷源组件包括循环泵、冷却供水管和冷却回水管；

11、所述冷却供水管的中部以及所述冷却回水管分别穿设于所述吸收池；所述冷却水管的第一端上设置所述循环泵，所述冷却水管的第二端与所述冷却回水管的端部连通；

12、所述循环泵驱动所述冷源沿所述冷却供水管、冷却回水管流动。

13、可选地，位于所述吸收池内的所述冷却供水管以及所述冷却回水管均为冷却盘管结构。

14、可选地，高温堆堆芯热量导出系统还包括补水泵、补水管线和补水阀；所述补水管线与所述吸收池的容纳腔连通；

15、所述补水管线上设置有所述补水泵以及所述补水阀，所述补水阀位于所述补水泵的靠近所述吸收池的一侧。

16、可选地，高温堆堆芯热量导出系统还包括给水泵、给水管和给水阀；

17、所述给水管的第一端与所述容纳腔的底部连通，第二端与蒸汽发生器的主给水管道连通，所述给水管上设置所述给水泵和所述给水阀。

18、可选地，所述冷源为海水，且所述吸收池的顶面不高于厂坪地面。

19、可选地，所述容纳腔的体积大于300m3；所述吸收池内至少存储60m3的液体。

20、根据本发明的第二方面，提供了一种高温堆堆芯热量导出方法，其特征在于，应用于如第一方面所述的高温堆堆芯热量导出系统，包括：

21、在隔离蒸汽发生器时，打开阀门，将蒸汽发生器产生的蒸汽经排放管引导入吸收池内，使得吸收池内液体的温度和压力上升；

22、打开排放调节阀以排放部分蒸汽，将所述容纳腔的压力维持在预设压力，并将所述容纳腔内的液体温度维持在预设温度；

23、延时预设时间后，打开给水阀和给水泵，通过给水管将容纳腔内的液体补充至所述蒸汽发生器内；

24、打开循环泵，通过所述冷却供水管和所述冷却回水管对容纳腔内的液体进行冷却。

25、本发明的一个技术效果在于：

26、在本申请实施例中，该高温堆堆芯热量导出系统及方法用于实现高温堆堆芯的热量导出，在机组瞬态下，可以配合蒸汽发生器进行热量外排并实现临时储能，从而使反应堆可以缓慢降功率，维持低功率运行或者正常停堆，避免反应堆非计划停堆，防止蒸汽发生器遭受瞬态，保护关键设备。

技术特征：

1.一种高温堆堆芯热量导出系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高温堆堆芯热量导出系统，其特征在于，还包括喷头；

3.根据权利要求1所述的高温堆堆芯热量导出系统，其特征在于，还包括安全阀，所述安全阀均设置于所述吸收池的顶部；

4.根据权利要求1所述的高温堆堆芯热量导出系统，其特征在于，所述冷源组件包括循环泵、冷却供水管和冷却回水管；

5.根据权利要求1所述的高温堆堆芯热量导出系统，其特征在于，位于所述吸收池内的所述冷却供水管以及所述冷却回水管均为冷却盘管结构。

6.根据权利要求1所述的高温堆堆芯热量导出系统，其特征在于，还包括补水泵、补水管线和补水阀；所述补水管线与所述吸收池的容纳腔连通；

7.根据权利要求1所述的高温堆堆芯热量导出系统，其特征在于，还包括给水泵、给水管和给水阀；

8.根据权利要求1所述的高温堆堆芯热量导出系统，其特征在于，所述冷源为海水，且所述吸收池的顶面不高于厂坪地面。

9.根据权利要求1所述的高温堆堆芯热量导出系统，其特征在于，所述容纳腔的体积大于300m3；所述吸收池内至少存储60m3的液体。

10.一种高温堆堆芯热量导出方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任意一项所述的高温堆堆芯热量导出系统，包括：

技术总结
本发明提供一种高温堆堆芯热量导出系统及方法，高温堆堆芯热量导出系统包括吸收池、排放管、阀门、排放调节阀以及冷源组件；所述吸收池的内部中空形成容纳腔，所述容纳腔内填充有液体；所述排放管的第一端连接蒸汽发生器的主蒸汽管道，第二端伸入所述容纳腔内的液体中；所述排放管上设置所述阀门；所述排放调节阀设置于所述吸收池的顶部，通过所述排放调节阀调节所述吸收池内的压力；部分所述冷源组件位于所述容纳腔内的液体中，冷源可沿所述冷源组件流动以对所述容纳腔内的液体进行冷却。本发明的一个技术效果在于，能够有效导出高温堆堆芯热量，避免蒸汽发生器冷冲击、反应堆跳堆，实现蒸汽发生器可控冷却，维持反应堆低功率运行或者可控停堆。

技术研发人员：王锐,王磊,黄鹏,马喜强,文发龙
受保护的技术使用者：华能山东石岛湾核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16