一种用于高温气冷堆反应堆舱室温度调节的系统

摘要

一种用于高温气冷堆反应堆舱室温度调节的系统，包括水箱与换热器A、泵、逆止阀管路连通，逆止阀另一端分成两路，一路与布置在反应堆上部舱室的换热器B连接；另一路与布置在反应堆下部舱室的换热器C连接；换热器B、换热器C并联后汇合于管道16再与水箱1连接，形成闭环水循环回路；在反应堆上、下部舱室设置换热器，通过循环泵加速管侧冷却水的流动，增强管侧的换热系数，实现提高布置在反应堆上、下舱室换热器的传热系数，当反应堆舱室温度异常升高时，快速将反应堆上部舱室温度降到运行限值范围，降低非计划停堆的风险。

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆的安全设施技术领域，具体涉及一种用于高温气冷堆反应堆舱室温度调节的系统。

背景技术

高温气冷堆核电站具有固有安全性，属于具有第四代核电技术特征的先进堆型，高温气冷堆核电站示范工程已开工建设，后续将进入商业推广阶段。反应堆舱室冷却系统是高温气冷堆的重要组成部分，反应堆舱室冷却系统由余热排出系统和屏蔽冷却水系统两部分组成。

在反应堆上部舱室装有控制棒执行机构，控制棒执行机构一回路内电缆对工作环境温度有规定要求，为维持设备可靠性，运行过程中需维持反应堆上部舱室气温在规定限值范围。反应堆上部舱室气温超过规定值时需采取措施尽快调节气温至规定限值内。当反应堆舱室内的设备故障需要停堆维修时，舱室内气温须降低至便于维修人员操作水平。为了解决上述问题，需要一种快速调节反应堆舱室气温的系统和方法确保高温气冷堆稳定运行。

现有技术采用非能动余热排出系统排出反应堆舱室余热。国内研究主要集中在非能动余热排出技术，例如：李怀萱等发表了“HTR-10一回路舱室冷却系统及其特点”论文；李晓伟等发表了“模块式高温气冷堆非能动余热排出系统分析与研究”论文。

非能动余热排出系统具有固有安全性，但同时也有局限性。非能动余热排出系统余热排出速度慢，自然循环冷却过程中降温速度难控制。如果停堆维修，停堆后反应堆舱室温度降低速度慢，间接影响所属区域设备的检修，不利于机组经济性提高。在高温堆固有安全性基础上，需要进一步提高高温气冷堆经济性的技术，包括提高反应堆舱室降温效率、缩短停堆维修时间、提高余热排出效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于高温气冷堆反应堆舱室温度调节的系统，能够快速调节反应堆舱室内温度，特别是加快导出反应堆舱室热量，降低温度及时将反应堆上部舱室内温度调节到运行限值范围；还能提高反应堆舱室内温度降低速度，缩短停堆后反应堆舱室降温时间；作为余热排出系统的备用系统排出余热，提高反应堆舱室温度调节效率，提高经济性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于高温气冷堆反应堆舱室温度调节的系统，包括水箱1，水箱1通过供水管道及阀门B5与换热器A6一端连通，换热器A6另一端通过管道和阀门C7与泵8一端连通，泵8另一端通过管道和逆止阀9的一端相连接，逆止阀9另一端分成两路，一路经管道和阀门D10与布置在反应堆上部舱室的换热器B12连接；另一路经管道和阀门E11与布置在反应堆下部舱室的换热器C13连接；换热器B12另一端与阀门G15连接；换热器C13另一端与阀门F14连接，阀门F14、阀门G15经管道并联后汇合于管道16，管道16再与水箱1连接，形成闭环水循环回路。

所述的闭环水循环回路经过阀门A4与储水罐3连通。

所述的换热器B12分散布置于反应堆上部舱室周边。

所述的水箱1顶部设置有排气阀2。

所述的逆止阀9另一端分成两路，两路同时工作或者单独工作,单独工作时只实现各自反应堆舱室内的热交换。

本发明的有益效果：

1)在反应堆上、下部舱室布置一定数量的换热器提高换热器空气侧的换热系数，通过循环泵加速管侧冷却水的流动，增强管侧的换热系数，实现提高布置在反应堆上、下部舱室换热器的传热系数，反应堆上、下部舱室高温气体热量通过换热器传热给管内的循环设备冷却水。当反应堆舱室温度异常升高时，快速将反应堆舱室温度降到运行限值范围，降低非计划停堆的风险。

2)采用强制循环冷却系统，能提高反应堆舱室热量排出速度，缩短降温时间。当反应堆舱室内的设备故障需要维修时，可加快温度降低，减少停堆时间。

(3)增加正常停堆余热排出的可靠性。当非能动余热排出系统故障停运时，本发明可作为备用系统执行余热排出功能。

附图说明

图1为本发明所提供的一种用于高温气冷堆反应堆舱室温度调节的系统示意图。

图2为本发明所提供的换热器在反应堆舱室内布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所示，一种用于高温气冷堆反应堆舱室温度调节的系统，包括水箱1，水箱1通过供水管道及阀门B5与布置在辅助厂房的换热器A6的一端连通，换热器A6的另一端通过管道和阀门C7与泵8的一端连通，泵8的另一端通过管道和逆止阀9的一端连接，逆止阀9的另一端分成两路，一路经管道和阀门D10与布置在反应堆上部舱室的换热器B12连接；另一路经管道和阀门E11与布置在反应堆下部舱室的换热器C13连接；换热器B12另一端与阀门G15连接；换热器C13另一端与阀门F14连接，阀门F14、阀门G15经管道并联后汇合于管道16，管道16再与水箱1连接，形成闭环水循环回路。

如图1所示，所述的闭环水循环回路经过阀门A4与储水罐3连通，可向闭环水循环回路补水。

如图2所示，所述的换热器B12分散布置于反应堆上部舱室周边，所述的换热器B12分成2组，每组独立运行，每组由若干个换热器并联组成。

所述的水箱1顶部设置有排气阀2。

如图2所示，所述的逆止阀9另一端分成两路，两路同时工作或者单独工作,单独工作时只实现各自反应堆舱室内的热交换。

换热器B12和换热器C13可以选用同类型换热器，也可选用不同类型的换热器，亦可选不同类型换热器进行组合。

换热器B12和换热器C13作为高温气冷堆反应堆舱室温度调节的系统的关键设备，选用具备耐辐射、安全可靠的成熟产品。

参照图2，本发明的换热器B12设置在反应堆上部舱室21内，反应堆上部舱室21上部通过反应堆盖板22密封，上、下舱室通过绝热层19隔开，整个反应堆通过混凝土20密封，换热器C13安装在反应堆下部舱室内，反应堆下部舱室内中心是反应堆堆芯17，反应堆堆芯17上设置有控制棒驱动机构18。

本发明的工作原理为：

如图1所示，在反应堆上部舱室安装换热器B12，在反应堆下部舱室安装换热器C13。泵8驱动反应堆舱室温度调节系统内水循环，循环水从反应堆舱室温度调节系统管道进入换热器B12、换热器C13管路，经过热交换吸收反应堆舱室内热量，然后流入布置在辅助厂房的换热器A6。在换热器A6经过热交换，热量传给设备冷却水，并经过设备冷却水系统传入最终热阱。经过换热器A6冷却后的低温循环水由泵驱动在封闭管道系统内循环，排出反应堆舱室内的热量。

除了图1和图2所示，换热器B12和换热器C13接入系统之外。本发明中换热器B12可单独接入系统，执行排出反应堆上部舱室的热量，降低反应堆上部舱室内气温。同理，换热器C13可单独接入系统，执行排出反应堆下部舱室的热量，降低反应堆下部舱室内气温。

本发明高温气冷堆反应堆舱室温度调节的系统可设计为核级系统，也可设计为非核级系统。