本實(shí)用新型屬于核安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

日本福島核事故后，有效消除大規(guī)模放射性釋放成為核電站設(shè)計(jì)的重要安全目標(biāo)。熔融物壓力容器內(nèi)滯留技術(shù)是核電站針對(duì)嚴(yán)重事故的一項(xiàng)重要緩解措施，可以有效消除放射性釋放，維持安全邊界的完整性。目前第三代核電站普遍采用了熔融物滯留措施。

AP1000采用非能動(dòng)的預(yù)防和緩解嚴(yán)重事故的措施，主要包括設(shè)置熔融堆芯滯留系統(tǒng)(IVR)，在發(fā)生堆芯融化事故時(shí)，堆腔淹沒系統(tǒng)將水注入反應(yīng)堆壓力容器外壁與堆坑絕熱層之間的空間，從外部冷卻跌落到容器下封頭的堆芯熔融物，保證下封頭不被熔穿，使堆芯熔融物可以保持在壓力容器內(nèi)部，避免了熔融物與水和安全殼混凝土底板的反應(yīng)，防止了堆外蒸汽爆炸和底板熔穿的發(fā)生。堆腔淹沒冷卻系統(tǒng)工作時(shí)，主要靠冷卻水沸騰之后與未沸騰水之間的密度差驅(qū)動(dòng)冷卻水循環(huán)流動(dòng)來冷卻壓力容器，一旦自然循環(huán)無法正常建立，此時(shí)IVR系統(tǒng)將失效。因此，亟需提供一種新型的可避免現(xiàn)有IVR技術(shù)失效的核電站嚴(yán)重事故后熔融物壓力容器內(nèi)滯留系統(tǒng)。

蒸汽輪機(jī)作為一種能量轉(zhuǎn)化裝置，通過蒸汽推動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，將蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而帶動(dòng)與蒸汽輪機(jī)連接的泵或其他設(shè)備對(duì)外做功，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽能量的利用。

堆芯熔融物與冷卻水進(jìn)行沸騰換熱的過程中會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽，以往的設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的蒸汽直接排入安全殼內(nèi)，這部分蒸汽的能量隨之浪費(fèi)，無法被利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其可使冷卻水不斷注入環(huán)形密封空間，持續(xù)冷卻壓力容器外壁，從而最終將堆芯熔融物衰變熱導(dǎo)出，保持壓力容器的完整性，防止放射性物質(zhì)的外泄。

為實(shí)現(xiàn)此目的，在基礎(chǔ)的實(shí)施方案中，本實(shí)用新型提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其在壓力容器的外部包圍有密封層，并在所述的壓力容器與所述的密封層之間形成環(huán)形密封空間；冷卻水注入箱通過冷卻水注入管線連接所述的密封層，從而可在核事故時(shí)將冷卻水注入所述的環(huán)形密封空間并將下封頭淹沒，其中：

所述的環(huán)形密封空間通過蒸汽輪機(jī)進(jìn)汽管線和蒸汽輪機(jī)相連接，所述的蒸汽輪機(jī)通過傳動(dòng)裝置與水泵連接，所述的水泵通過水泵出水管線與所述的環(huán)形密封空間連接。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本實(shí)用新型提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其中所述的水泵通過水泵進(jìn)水管線從地坑/內(nèi)置換料水箱進(jìn)水。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本實(shí)用新型提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其中所述的水泵出水管線上設(shè)置有水泵出水管線流動(dòng)止回閥。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本實(shí)用新型提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其中所述的冷卻水注入箱的設(shè)置位置高于所述的壓力容器。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本實(shí)用新型提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其中所述的冷卻水注入管線連接所述的環(huán)形密封空間的底部。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本實(shí)用新型提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其中所述的冷卻水注入管線上設(shè)置有冷卻水注入管線流動(dòng)止回閥。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本實(shí)用新型提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其中所述的冷卻水注入箱還通過冷卻水注入箱連通管線與所述的環(huán)形密封空間相連通，用于保證注水過程中所述的冷卻水注入箱內(nèi)外的壓力平衡。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本實(shí)用新型提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其中所述的冷卻水注入箱連通管線與所述的密封層的頂部相連通。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本實(shí)用新型提供一種非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)，其中整個(gè)系統(tǒng)連同所述的壓力容器置于安全殼內(nèi)。

本實(shí)用新型的系統(tǒng)可使冷卻水不斷注入環(huán)形密封空間，持續(xù)冷卻壓力容器外壁，從而最終將堆芯熔融物衰變熱導(dǎo)出，保持壓力容器的完整性，防止放射性物質(zhì)的外泄。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)在核電站嚴(yán)重核事故狀態(tài)下的運(yùn)行原理示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作出進(jìn)一步的說明。

示例性的本實(shí)用新型的非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)如圖1所示。

在壓力容器2的外部包圍有密封層3，并在壓力容器2與密封層3之間形成環(huán)形密封空間。設(shè)置位置高于壓力容器2的冷卻水注入箱12通過冷卻水注入管線13連接環(huán)形密封空間的底部，從而可在核事故時(shí)將冷卻水注入環(huán)形密封空間并將下封頭淹沒。冷卻水注入管線13上設(shè)置有冷卻水注入管線流動(dòng)止回閥14。冷卻水注入箱12還通過冷卻水注入箱連通管線15與密封層3的頂部相連通，用于保證注水過程中冷卻水注入箱12內(nèi)外的壓力平衡。環(huán)形密封空間通過蒸汽輪機(jī)進(jìn)汽管線4和蒸汽輪機(jī)5相連接，蒸汽輪機(jī)5通過傳動(dòng)裝置6與水泵7連接，水泵7通過水泵出水管線10與環(huán)形密封空間連接，水泵出水管線10上設(shè)置有水泵出水管線流動(dòng)止回閥11。水泵7通過水泵進(jìn)水管線8從地坑/內(nèi)置換料水箱9取水。整個(gè)系統(tǒng)連同壓力容器2置于安全殼1內(nèi)。

本實(shí)用新型的非能動(dòng)壓力容器外部冷卻系統(tǒng)在核電站嚴(yán)重核事故狀態(tài)下的運(yùn)行原理如圖2所示。

在核電站嚴(yán)重事故發(fā)生時(shí)，冷卻水注入管線13上的冷卻水注入管線流動(dòng)止回閥14開啟，冷卻水通過冷卻水注入管線13注入到壓力容器2與密封層3之間的環(huán)形密封空間，并將下封頭淹沒。冷卻水注入箱連通管線15能夠保證注水過程中冷卻水注入箱12內(nèi)外的壓力平衡，使得冷卻水成功注入。冷卻水淹沒下封頭后吸收熔融物的衰變熱發(fā)生沸騰，產(chǎn)生大量的蒸汽，通過蒸汽輪機(jī)進(jìn)汽管線4進(jìn)入蒸汽輪機(jī)5，推動(dòng)蒸汽輪機(jī)5的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，通過傳動(dòng)裝置6帶動(dòng)水泵7工作，在蒸汽輪機(jī)5內(nèi)做完功的蒸汽直接排入安全殼內(nèi)。水泵7的水泵進(jìn)水管線8伸入到地坑/內(nèi)置換料水箱9內(nèi)，將其中的水泵入到壓力容器2與密封層3之間的環(huán)形密封空間，補(bǔ)充由于沸騰引起的水量的損失。非能動(dòng)的循環(huán)冷卻系統(tǒng)建立后，源源不斷的冷卻水被注入到環(huán)形密封空間內(nèi)來冷卻壓力容器下封頭，保證下封頭的完整性，從而防止放射性物質(zhì)的外泄，增強(qiáng)核電站的安全性。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。上述實(shí)施方式只是對(duì)本實(shí)用新型的舉例說明，本實(shí)用新型也可以以其它的特定方式或其它的特定形式實(shí)施，而不偏離本實(shí)用新型的要旨或本質(zhì)特征。因此，描述的實(shí)施方式從任何方面來看均應(yīng)視為說明性而非限定性的。本實(shí)用新型的范圍應(yīng)由附加的權(quán)利要求說明，任何與權(quán)利要求的意圖和范圍等效的變化也應(yīng)包含在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。