一种小型反应堆的安全壳冷却系统的制作方法

1.本实用新型涉及小型反应堆的冷却技术领域，具体地说是一种小型反应堆的安全壳冷却系统。


背景技术：

2.小型反应堆的发展更加关注安全性、先进性和经济性，不断引入新工艺、新材料和新技术，充分论证其工程可行性，以使反应堆运行更加安全经济可靠。小型反应堆采用非能动的安全设计理念，可以确保反应堆的固有安全性。
3.ap1000三代非能动压水堆核电厂采用非能动安全壳冷却剂系统作为事故后热量导出的专设安全设施，该设计在安全壳顶部设置了水箱，采用非能动注水的方式实现安全壳冷却，减小安全壳内外的压差，降低了裂变产物向安全壳外泄漏的驱动力，从而限制了安全壳内放射性裂变产物向环境的释放，保证了安全壳的完整性。对于小型反应堆，由于堆功率低，所以事故后堆芯的衰变热也小，需要导出的热量和持续时间要求远低于大型反应堆。
4.若能设计出一种改进的安全壳冷却系统，替代安全壳顶部设置高位竖向的设计，减少构筑物抗震设计的难度，在保证热量导出的前提下，简化设计、建造和安装难度，可以提高安全性和经济性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术，设置了蓄压壳外喷淋系统和空气自然循环冷却流道，通过水冷和空冷相结合的方式实现事故后安全壳内热量的排出，具有非能动特性，提升了机组的安全性。
6.为实现上述目的，设计一种小型反应堆的安全壳冷却系统，包括屏蔽厂房、设在屏蔽厂房内的安全壳，其特征在于，还包括壳外喷淋系统，所述壳外喷淋系统包括位于屏蔽厂房外的蓄压水箱，蓄压水箱的侧壁上方设有压缩空气进口、蓄压水箱的侧壁下方设有补水进口；蓄压水箱的侧壁下方还连接注射管道的一端，注射管道的另一端贯穿屏蔽厂房后固定于安全壳的上方，注射管道的另一端连接位于安全壳上方的喷淋装置的进水口；所述屏蔽厂房的至少一对称侧壁近下方分别设有冷却空气入口，屏蔽厂房的顶部设空气出口。
7.进一步的，所述喷淋装置采用分配槽，每个分配槽设有喷淋口。
8.进一步的，所述喷淋装置采用若干喷淋头。
9.进一步的，位于所述屏蔽厂房外的注射管道上沿输送方向依次设有注射隔离阀、注射减压阀、注射止回阀。
10.进一步的，所述蓄压水箱的顶部设有卸压管道，所述卸压管道上设有安全阀。
11.进一步的，所述蓄压水箱上还设有液位计。
12.本实用新型有益效果为，设置了蓄压壳外喷淋系统和空气自然循环冷却流道，通过水冷和空冷相结合的方式实现事故后安全壳内热量的排出，具有非能动特性，提升了机组的安全性。
附图说明
13.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
14.现结合附图对本实用新型作进一步地说明。
15.实施例1
16.参见图1，本实用新型一种小型反应堆的安全壳冷却系统，包括屏蔽厂房13、设在屏蔽厂房内的安全壳11，其特征在于，还包括壳外喷淋系统，所述壳外喷淋系统包括位于屏蔽厂房13外的蓄压水箱3，蓄压水箱3的顶部设有卸压管道4，所述卸压管道4上设有安全阀5，蓄压水箱3的侧壁上方设有压缩空气进口1、蓄压水箱3的侧壁下方设有补水进口2，蓄压水箱3上还设有液位计；蓄压水箱3的侧壁下方还连接注射管道6的一端，注射管道6的另一端贯穿屏蔽厂房13后固定于安全壳11的上方，注射管道6的另一端连接位于安全壳11上方的喷淋装置的进水口；所述屏蔽厂房13的至少一对称侧壁近下方分别设有冷却空气入口12，屏蔽厂房13的顶部设空气出口14。且位于所述屏蔽厂房13外的注射管道6上沿输送方向依次设有注射隔离阀7、注射减压阀8、注射止回阀9。
17.其中，喷淋装置可采用分配槽10，每个分配槽10设有喷淋口，当然所述喷淋装置也可采用若干喷淋头。
18.在机组正常运行期间，注射隔离阀7关闭，通过压缩空气进口1输入的压缩空气和补水进口2输入的补水维持蓄压水箱3的压力和液位。若蓄压水箱3压力超压，则通过卸压管道4和安全阀5提供超压保护。
19.在事故初期，安全壳11的压力和温度升高时，启动壳外喷淋系统，注射隔离阀7打开，蓄压水箱3中的加压水通过注射管道6、注射隔离阀7、注射减压阀8和注射止回阀9进入安全壳11顶部的喷淋装置，本例中喷淋装置采用分配槽10，经分配槽10均匀的流到安全壳11的顶部，并缓慢往下流动，不断的冷却安全壳11表面。冷却空气经冷却空气入口12进入屏蔽厂房13和安全壳11之间的空间所形成的流道，不断向上流动，将安全壳11表面蒸发的液体带出流道，并经过屏蔽厂房13的顶部的空气出口14排入大气，实现将安全壳11中的热量排入大气。
20.随着安全壳11内排热需求的降低，蓄压水箱3中的加压水逐渐用完，转入空气冷却阶段，冷却空气12进入屏蔽厂房13和安全壳11之间的流道，不断向上流动，冷却安全壳11的表面，并经过空气出口14排入大气，实现将安全壳11中的热量排入大气。
21.本实用新型设置了壳外喷淋系统和空气自然循环冷却流道。蓄压储水箱3储存壳外喷淋系统所需的冷却水，由高压压缩空气提供动力，通过位于屏蔽厂房13和安全壳11之间的流道中的注射管路6向分配槽10供水，均匀的将水洒落到安全壳11表面，实现对安全壳11的冷却。当事故初期安全壳11内压力或温度升高需要依靠安全壳11排出热量时，启动壳外喷淋系统，通过水的蒸发建立较高的冷却能力，排出安全壳11内的热量，抑制安全壳11内的压力升高。随着安全壳内排热需求的降低，转入空气冷却阶段，逐渐降低安全壳的压力，并排出热量。该设计通过水冷和空冷相结合的方式实现事故后安全壳内热量的排出，具有非能动特性，提升了机组的安全性。


技术特征：
1.一种小型反应堆的安全壳冷却系统，包括屏蔽厂房(13)、设在屏蔽厂房内的安全壳(11)，其特征在于，还包括壳外喷淋系统，所述壳外喷淋系统包括位于屏蔽厂房(13)外的蓄压水箱(3)，蓄压水箱(3)的侧壁上方设有压缩空气进口(1)、蓄压水箱(3)的侧壁下方设有补水进口(2)；蓄压水箱(3)的侧壁下方还连接注射管道(6)的一端，注射管道(6)的另一端贯穿屏蔽厂房(13)后固定于安全壳(11)的上方，注射管道(6)的另一端连接位于安全壳(11)上方的喷淋装置的进水口；所述屏蔽厂房(13)的至少一对称侧壁近下方分别设有冷却空气入口(12)，屏蔽厂房(13)的顶部设空气出口(14)。2.如权利要求1所述的一种小型反应堆的安全壳冷却系统，其特征在于，所述喷淋装置采用分配槽(10)，每个分配槽(10)设有喷淋口。3.如权利要求1所述的一种小型反应堆的安全壳冷却系统，其特征在于，所述喷淋装置采用若干喷淋头。4.如权利要求1所述的一种小型反应堆的安全壳冷却系统，其特征在于，位于所述屏蔽厂房(13)外的注射管道(6)上沿输送方向依次设有注射隔离阀(7)、注射减压阀(8)、注射止回阀(9)。5.如权利要求1所述的一种小型反应堆的安全壳冷却系统，其特征在于，所述蓄压水箱(3)的顶部设有卸压管道(4)，所述卸压管道(4)上设有安全阀(5)。6.如权利要求1所述的一种小型反应堆的安全壳冷却系统，其特征在于，所述蓄压水箱(3)上还设有液位计。

技术总结
本实用新型涉及小型反应堆的冷却技术领域，具体地说是一种小型反应堆的安全壳冷却系统，包括屏蔽厂房、设在其内的安全壳，还包括壳外喷淋系统，其包括位于屏蔽厂房外的蓄压水箱，蓄压水箱的侧壁上方设有压缩空气进口、蓄压水箱的侧壁下方设有补水进口；蓄压水箱的侧壁下方还连接注射管道的一端，另一端贯穿屏蔽厂房后固定于安全壳的上方，注射管道的另一端连接位于安全壳上方的喷淋装置的进水口；屏蔽厂房的至少一对称侧壁近下方分别设有冷却空气入口，屏蔽厂房的顶部设空气出口。本实用新型有益效果为，设置了壳外喷淋系统和空气自然循环冷却流道，通过水冷和空冷相结合的方式实现事故后安全壳内热量的排出，具有非能动特性，提升机组的安全性。提升机组的安全性。提升机组的安全性。


技术研发人员：武心壮 夏栓 黄镜宇 向文娟 刘汉臣 王炜波 王煦嘉 施伟 王勇 严锦泉
受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院有限公司
技术研发日：2021.04.07
技术公布日：2021/11/28