一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统

本发明属于核反应领域，特别是涉及一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统。

背景技术：

1、反应堆发生严重事故后，安全壳可能升温升压，甚至可能失效。保持安全壳的完整性，可以大量减少放射性物质向外部环境的释放，也是严重事故缓解策略的重要目标。严重事故中，例如大破口始发的严重事故，通常会有大量高温蒸汽排入安全壳内，导致安全壳温度和压力上升。采用有效的方法导出安全壳热量，对保持安全壳的完整性至关重要。

2、目前核电站多采用能动的安全壳喷淋措施降低事故时安全壳内的温度和压力，但是其面临的主要问题是喷淋泵在运行过程中需要提供交流电，这无疑增加了因电源丧失而导致喷淋系统失效的危险，同时这将对电力系统的可靠性提出严苛的要求。针对目前核电站应用的安全壳冷却系统存在的主要问题，设计一种新型的非能动安全壳冷却系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统,以解决现有能动的安全壳喷淋措施可靠性差容易失效的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，包括：

3、安全壳，周侧设置空气冷却流道；

4、喷淋装置，用于输出冷媒对安全壳冷却；

5、密封水箱，至少设置有一个，每个所述密封水箱的出水端与喷淋装置的进口端连通；

6、加药装置，与所述密封水箱相连，用于所述安全壳压力增大时向密封水箱内投放药剂，药剂用于反应后增大密封水箱内压力并将密封水箱内水压入喷淋装置内；

7、气体喷放装置，进气端通过开关与密封水箱出气端相连，出气端设置在空气冷却流道内；

8、控制器，与加药装置和气体喷放装置均保持电性连接。

9、更进一步的，所述喷淋装置包括储水箱和喷淋设备，所述密封水箱出水端与储水箱进口端连通，所述储水箱出水端设置喷淋设备。

10、更进一步的，所述喷淋设备为喷头。

11、更进一步的，所述加药装置包括投放装置和触发装置，所述投放装置内设置至少两个相互隔离的储料槽，所述触发装置和加药装置均与控制器电性连接，所述触发装置将安全壳压力大的信号传递给控制器，所述控制器用于响应触发装置后控制投放装置投放药剂。

12、更进一步的，所述投放装置为电动阀门。

13、更进一步的，所述触发装置为压力传感器。

14、更进一步的，所述开关为第二截止阀。

15、更进一步的，所述密封水箱通过管线与喷淋装置相连，所述管线上顺次设置止回阀和第一截止阀。

16、更进一步的，所述气体喷放装置出口端设置超声波振荡器，所述超声波振荡器与控制器电性连接。

17、更进一步的，所述气体喷放装置为气体喷嘴。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1、本系统利用化学反应产生的大量气体提供驱动力，迫使密封水箱内的水进入喷淋装置内使其液体输送稳定，对安全壳壳体进行喷淋降温，后续通过气射原理进行空气冷却及时将安全壳内部的热量导出；

20、2、本系统考虑到了pccs系统的具体应用环境，考虑到了事故时所处的条件和状态，充分利用核电站的运行特性；

21、3、本系统减少了泵等能动设备的设置，在现有安全壳结构的基础上，通过在安全壳周围设置水箱，避免使用泵等能动机械设备，降低了设备的故障率，减少了泵等能动设备的控制，有效降低了人因错误的可能性，简化了测量与控制系统的设计，其具有较高的可靠性；

22、4、本系统通过设置声波震荡器可以在气体引流装置中产生频率适当的超声波，使气体受到震荡，从而增加气体的流动性和速度，这样可以实现更大的气体流量。

技术特征：

1.一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于：所述喷淋装置(3)包括储水箱(4)和喷淋设备(5)，所述密封水箱(1)出水端与储水箱(4)进口端连通，所述储水箱(4)出水端设置喷淋设备(5)。

3.根据权利要求2所述的一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于：所述喷淋设备(5)为喷头。

4.根据权利要求1所述的一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于：所述加药装置(2)包括投放装置(6)和触发装置(7)，所述投放装置(6)内设置至少两个相互隔离的储料槽，所述触发装置(7)和加药装置(2)均与控制器电性连接，所述触发装置(7)将安全壳(8)压力大的信号传递给控制器，所述控制器用于响应触发装置(7)后控制投放装置(6)投放药剂。

5.根据权利要求4所述的一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于：所述投放装置(6)为电动阀门。

6.根据权利要求4所述的一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于：所述触发装置(7)为压力传感器。

7.根据权利要求1所述的一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于：所述开关为第二截止阀(13)。

8.根据权利要求1所述的一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于：所述密封水箱(1)通过管线(9)与喷淋装置(3)相连，所述管线(9)上顺次设置止回阀(10)和第一截止阀(11)。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于：所述气体喷放装置(12)出口端设置超声波振荡器(15)，所述超声波振荡器(15)与控制器电性连接。

10.根据权利要求9所述的一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，其特征在于：所述气体喷放装置(12)为气体喷嘴。

技术总结
本发明提出了一种利用气射原理与化学反应驱动的非能动安全壳冷却系统，属于核反应领域。解决现有能动的安全壳喷淋措施可靠性差容易失效的问题。它包括安全壳，周侧设置空气冷却流道；喷淋装置，用于输出冷媒对安全壳冷却；密封水箱，至少设置有一个，每个密封水箱的出水端与喷淋装置的进口端连通；加药装置，与密封水箱相连，用于安全壳压力增大时向密封水箱内投放药剂，药剂用于反应后增大密封水箱内压力并将密封水箱内水压入喷淋装置内；气体喷放装置，进气端通过开关与密封水箱出气端相连，出气端设置在空气冷却流道内；控制器，与加药装置和气体喷放装置均保持电性连接。它主要用于安全壳降温。

技术研发人员：郭泽华,满天明,董珑璁,丁铭,曹夏昕,孟兆明,边浩志
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27