船用池式反应堆并联式余热排出系统的制作方法

1.本发明是关于核反应堆技术领域，特别是关于一种船用池式反应堆并联式余热排出系统。


背景技术：

2.以钠冷快堆、铅铋快堆为代表的池式反应堆以其固有安全性及高功率密度等特征，使其在舰船领域应用前景广阔。余热排出系统尤其是非能动余热排出系统的应用，对于反应堆安全性能的提高至关重要。
3.常规核反应堆系统的余热排出系统技术比较成熟，但船用反应堆的余热排出系统设计中，显然无法照搬陆上反应堆的设计方法。其不同表现在于：
4.1、两者热阱不同，常规陆上反应堆的余热排出系统通常选用大气为最终热阱，而船用反应堆则需以海水为最终热阱；
5.2、船用反应堆系统空间有限，需要考虑设备布置的紧凑性。
6.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种船用池式反应堆并联式余热排出系统，结构简单合理，可以非能动地将堆芯余热有效排出堆外，且简化了设备。
8.为实现上述目的，本发明提供了一种船用池式反应堆并联式余热排出系统，包括：池式反应堆容器、堆芯、中间热交换器、热池、冷池、蒸汽发生器、余排水箱和余热排出换热器。其中，堆芯和中间热交换器均位于池式反应堆容器内。其中，热池位于堆芯和中间热交换器的上部区域，且冷池位于堆芯和中间热交换器的下部区域。其中，堆芯的出口与热池相连接，且中间热交换器的入口与热池相连接。其中，中间热交换器的出口与冷池相连接，且堆芯的入口与冷池相连接。其中，蒸汽发生器和余热排出换热器均位于池反应堆容器的外部的上方，蒸汽发生器通过余排回路与余热排出换热器相并联，且中间热交换器通过管路与余排回路相连接。其中，蒸汽发生器与中间热交换器相连接，从而将中间热交换器内的热量带出池式反应堆外。其中，余热排出换热器设置于余排水箱内，且余热排出换热器用以将中间热交换器内的热量带出池式反应堆外。
9.在本发明的一实施方式中，船用池式反应堆并联式余热排出系统还包括泵，设置于所述池反应堆容器内，且所述泵用以将所述冷池中的流体加压打入所述堆芯中。
10.在本发明的一实施方式中，余排水箱上开设有与海水相连接的出口和入口，出口设置有第一阀体，且入口设置有第二阀体。
11.在本发明的一实施方式中，第一阀体和所述第二阀体均为电磁阀。
12.在本发明的一实施方式中，船用池式反应堆并联式余热排出系统还包括压力控制机构，设置于所述余排水箱内，所述压力控制机构分别与所述第一阀体和所述第二阀体电
性连接。
13.在本发明的一实施方式中，压力控制机构能够实时监测所述余排水箱内的压力，并调整所述余排水箱内的压力。
14.在本发明的一实施方式中，压力控制机构能够调整所述第一阀体和所述第二阀体的流通及流量。
15.与现有技术相比，根据本发明的船用池式反应堆并联式余热排出系统，结构简单合理，设置余排热交换器并联蒸汽发生器，连接中间热交换器，利用自然循环流动，可以非能动地将堆芯余热有效排出堆外，且余排水箱内设置压力控制机构，调节水箱与海水的流通流量，进而可以间接控制余排系统自然循环能力，省去了传统方法上在反应堆内单独设置独立热交换器，简化了设备。
附图说明
16.图1是根据本发明一实施方式的船用池式反应堆并联式余热排出系统的结构示意图。
17.主要附图标记说明：
18.1-池式反应堆容器，2-蒸汽发生器，3-余排水箱，4-压力控制机构，5-出口，6-入口，7-余热排出换热器，8-堆芯，9-热池，10-中间热交换器，11-冷池，12-泵，13-第二阀体，14-第二阀体。
具体实施方式
19.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
20.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
21.图1是根据本发明一实施方式的船用池式反应堆并联式余热排出系统的结构示意图。如图1所示，根据本发明优选实施方式的一种船用池式反应堆并联式余热排出系统，包括：池式反应堆容器1、堆芯8、中间热交换器10、热池9、冷池11、蒸汽发生器2、余排水箱3和余热排出换热器7。其中，堆芯8和中间热交换器10均位于池反应堆容器1内。其中，热池9位于堆芯8和中间热交换器10的上部区域，且冷池11位于堆芯8和中间热交换器10的下部区域。其中，堆芯8的出口与热池9相连接，且中间热交换器10的入口与热池9相连接。其中，中间热交换器10的出口与冷池11相连接，且堆芯8的入口与冷池11相连接。其中，蒸汽发生器2和余热排出换热器7均位于池反应堆容器1的外部的上方，蒸汽发生器2通过余排回路与余热排出换热器7相并联，且中间热交换器10通过管路与余排回路相连接。其中，蒸汽发生器2与中间热交换器10相连接，从而将中间热交换器10内的热量带出池式反应堆外。其中，余热排出换热器7设置于余排水箱3内，且余热排出换热器7用以将中间热交换器10内的热量带出池式反应堆外。
22.在本发明的一实施方式中，船用池式反应堆并联式余热排出系统还包括泵12，设置于所述池反应堆容器1内，且所述泵12用以将所述冷池11中的流体加压打入所述堆芯8
中。
23.在本发明的一实施方式中，余排水箱3上开设有与海水相连接的出口5和入口6，出口5设置有第一阀体13，且入口6设置有第二阀体14。
24.在本发明的一实施方式中，第一阀体13和第二阀体14均为电磁阀。
25.在本发明的一实施方式中，船用池式反应堆并联式余热排出系统还包括压力控制机构4，设置于所述余排水箱3内，所述压力控制机构4分别与所述第一阀体13和所述第二阀体14电性连接。
26.在本发明的一实施方式中，压力控制机构4能够实时监测所述余排水箱3内的压力，并调整所述余排水箱3内的压力。
27.在本发明的一实施方式中，压力控制机构4能够调整所述第一阀体13和所述第二阀体14的流通及流量。
28.在实际应用中，本发明的船用池式反应堆并联式余热排出系统，主要包括池反应堆容器1、蒸汽发生器2、余排水箱3、压力控制机构4，其中余排水箱3包含：与海水相连接的出口5及其控制阀门(第一阀体13)、与海水相连连接的入口6及其控制阀门(第二阀体14)，余排水箱3内置余热排出换热器7；池反应堆容器1包含堆芯8、热池9、中间热交换器10、冷池11和泵12等关键设备。
29.经堆芯8加热的热流体流入热池9，而后经中间热交换器10流入冷池11，经泵12加压后打入堆芯8，形成池式反应堆的一回路系统的主要循环。蒸汽发生器2与中间热交换器10连接，将中间热交换器10内热量带出堆外。本方案中，设置余排回路与蒸汽发生器2并联，使余热排出热交换器连接中间热交换器10，带出部分热量。
30.该余排系统运行时，余热排出热交换器一次侧连接中间热交换器10，该一次侧温度较中间热交换器10二次侧温度较低，加之两者之间的高度差，由此两者形成重力驱动的自然循环。余热排出热交换器二次侧连通余排水箱3，水箱内水温度较低，与余热排出热交换器在密度差的作用下形成自然循环，该循环将余热排出热交换器内热量带入水箱。
31.余排水箱3设置与海水相连的出口5、入口6及对应阀门(第一阀体13和第二阀体14)。余排水箱3中设置压力控制机构4，通过调节该压力控制机构4，结合余排水箱3出入口阀门，可以调整余排水箱3与冷却水系统及海水的流通及流量大小，进而可辅助调节系统余热排出能力。反应堆正常运行工况下，通过控制余排水箱3压力，使海水侧流量小，此时水箱内温度与余排换热器一二次侧温度差异较小，该余排系统自然循环能力相对较弱，此时仅需维持余排回路内冷却剂低速流动，使系统处于备用状态。事故发生后，增大海水侧进出口流量，较冷的海水流入余排水箱3，水箱内温度较低，加之事故工况下反应堆池内温度相应升高，两者温差增大，自然循环能力增强，如此该余排系统可源源不断地将反应堆池内的余热传递至海水侧，以达到排出余热的目的。
32.总之，本发明的船用池式反应堆并联式余热排出系统，结构简单合理，设置余排热交换器并联蒸汽发生器2，连接中间热交换器10，利用自然循环流动，可以非能动地将堆芯8余热有效排出堆外，且余排水箱3内设置压力控制机构4，调节水箱与海水的流通流量，进而可以间接控制余排系统自然循环能力，省去了传统方法上在反应堆内单独设置独立热交换器，简化了设备。
33.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述
并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。