CN108665981A - 井式常压供热堆的自然循环冷却系统及井式常压供热堆 - Google Patents

井式常压供热堆的自然循环冷却系统及井式常压供热堆 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统及井式常压供热堆，涉及核反应堆技术领域，以解决现有的井式常压供热堆的自然循环冷却系统在主水池水位低的工况中无法发挥作用的技术问题。本发明所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，包括：设置在堆芯水池内、且沿堆芯水池的高度方向分布的至少两组换热器；其中一组换热器的最高端临近堆芯水池的顶沿设置，另一组换热器的最低端低于反应堆堆芯的最高端设置。

Description

井式常压供热堆的自然循环冷却系统及井式常压供热堆
技术领域
本发明涉及核反应堆技术领域，特别涉及一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统及井式常压供热堆。
背景技术
核能供热(utilization of nuclear energy in district heat supply)，以核裂变产生的能量为热源的城市集中供热方式。它是解决城市能源供应，减轻运输压力和消除烧煤造成的环境污染的一种新途径。
具体地，现有技术中，井式常压供热堆，主要包括：混凝土屏蔽层，设置在混凝土屏蔽层内的堆芯水池，以及设置在堆芯水池内的反应堆堆芯和冷却系统。
然而，本申请发明人发现现有的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，在主水池水位下降到位于水池上端的换热器以下的工况，通常无法起到冷却降温作用，从而加大了余热导出系统的负担；同时在事故导致主水池水位下降的工况下不能发挥作用。
因此，如何提供一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统及井式常压供热堆，能够在主水池水位下降的工况依然起到良好地冷却降温效果，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统及井式常压供热堆，以解决现有的井式常压供热堆的自然循环冷却系统在主水池水位下降的工况无法起到冷却降温作用的技术问题。
本发明提供一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统，包括：设置在堆芯水池内、且沿所述堆芯水池的高度方向分布的至少两组换热器；其中一组所述换热器的最高端临近所述堆芯水池的顶沿设置，另一组所述换热器的最低端低于反应堆堆芯的最高端设置。
实际应用时，本发明所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，沿所述堆芯水池的高度方向分布有两组或三组换热器。
其中，本发明所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，多组所述换热器沿所述堆芯水池的高度方向均匀分布。
具体地，本发明所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，每组所述换热器包括有多个，且多个所述换热器围绕所述反应堆堆芯的轴线方向，沿所述堆芯水池的池壁周向均匀分布，并且与所述池壁间距0.1m至0.5m。
进一步地，本发明所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，所述换热器采用板式换热器、固定管板式换热器或U形管板换热器中的任意一种。
相对于现有技术，本发明所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统具有以下优势：
本发明提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，包括：设置在堆芯水池内、且沿堆芯水池的高度方向分布的至少两组换热器；其中一组换热器的最高端临近堆芯水池的顶沿设置，另一组换热器的最低端低于反应堆堆芯的最高端设置。由此分析可知，本发明提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，由于一组换热器的最高端临近堆芯水池的顶沿设置，另一组换热器的最低端低于反应堆堆芯的最高端设置，因此即使在主水池水位下降的工况，依然有换热器能够起到良好地冷却降温作用和效果，从而能够有效提高井式常压供热堆的安全性和经济性。
本发明还提供一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统，包括：换热器，所述换热器竖向设置在堆芯水池内，且所述换热器的最高端临近所述堆芯水池的顶沿设置，所述换热器的最低端低于反应堆堆芯的最高端设置。
其中，本发明所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，所述换热器包括有多个，且多个所述换热器围绕所述反应堆堆芯的轴线方向，沿所述堆芯水池的池壁周向均匀分布，并且与所述池壁间距0.1m至0.5m。
具体地，本发明所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，所述换热器采用板式换热器、固定管板式换热器或U形管板换热器中的任意一种。
相对于现有技术，本发明所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统具有以下优势：
本发明提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，包括：换热器，该换热器竖向设置在堆芯水池内，且换热器的最高端临近堆芯水池的顶沿设置，换热器的最低端低于反应堆堆芯的最高端设置。由此分析可知，本发明提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，由于换热器的最高端临近堆芯水池的顶沿设置、最低端低于反应堆堆芯的最高端设置，因此即使在主水池水位低至反应堆堆芯上沿，换热器依然能够起到良好地冷却降温作用和效果，从而能够有效提高井式常压供热堆的安全性和经济性。
本发明再提供一种井式常压供热堆，包括：如上述任一项所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统。
实际应用时，本发明所述的井式常压供热堆还包括：冷却塔，所述冷却塔与所述堆芯水池连通。
相对于现有技术，本发明所述的井式常压供热堆具有以下优势：
本发明提供的井式常压供热堆中，由于包括有如上述任一项所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，因此即使在主水池水位低至反应堆堆芯上沿，上述冷却系统依然能够起到良好地冷却降温作用和效果，从而能够有效提高井式常压供热堆的安全性和经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的第一种井式常压供热堆的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第二种井式常压供热堆的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的第三种井式常压供热堆的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的井式常压供热堆的俯视结构示意图。
图中：1－堆芯水池；2－换热器；3－反应堆堆芯。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例提供的第一种井式常压供热堆的结构示意图；图2为本发明实施例提供的第二种井式常压供热堆的结构示意图。
如图1和图2所示，本发明实施例提供一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统，包括：设置在堆芯水池1内、且沿堆芯水池1的高度方向分布的至少两组换热器2；其中一组换热器2的最高端临近堆芯水池1的顶沿设置，另一组换热器2的最低端低于反应堆堆芯3的最高端设置。
相对于现有技术，本发明实施例所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统具有以下优势：
本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，如图1和图2所示，包括：设置在堆芯水池1内、且沿堆芯水池1的高度方向分布的至少两组换热器2；其中一组换热器2的最高端临近堆芯水池1的顶沿设置，另一组换热器2的最低端低于反应堆堆芯3的最高端设置。由此分析可知，本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，由于一组换热器2的最高端临近堆芯水池1的顶沿设置，另一组换热器2的最低端低于反应堆堆芯3的最高端设置，因此即使在主水池水位下降的工况，依然有换热器2能够起到良好地冷却降温作用和效果，从而能够有效提高井式常压供热堆的安全性和经济性。
实际应用时，本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，沿堆芯水池1的高度方向可以分布有两组换热器2，如图1所示；或，沿堆芯水池1的高度方向可以分布有三组换热器2，如图2所示。
如图1所示，当沿堆芯水池1的高度方向分布有两组换热器2时，位于上方的可以为第一换热器组，位于下方的可以为第二换热器组；此时，第一换热器组的最高端临近堆芯水池1的顶沿设置，第二换热器组的最低端低于反应堆堆芯3的最高端设置，从而无论水位如何下降，均有换热器2能够起到冷却降温的作用和效果，进而有效提高井式常压供热堆的安全性，避免安全事故的发生。
如图2所示，当沿堆芯水池1的高度方向分布有三组换热器2时，位于上方的可以为第一换热器组，位于中间的可以为第二换热器组，位于下方的可以为第三换热器组；此时，第一换热器组的最高端临近堆芯水池1的顶沿设置，第三换热器组的最低端低于反应堆堆芯3的最高端设置，从而无论水位如何下降，均有换热器2能够起到冷却降温的作用和效果，进而有效提高井式常压供热堆的安全性，避免安全事故的发生。
其中，如图1和图2所示，本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，上述多组换热器2可以优选为沿堆芯水池1的高度方向均匀分布。
图4为本发明实施例提供的井式常压供热堆的俯视结构示意图。
具体地，为了进一步提高换热器2的冷却降温效果，本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，如图4所示，每组换热器2可以包括有多个，且多个换热器2可以优选为围绕反应堆堆芯3的轴线方向，沿堆芯水池1的池壁周向均匀分布，并且与池壁间距0.1m至0.5m。。
进一步地，本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，上述换热器2可以采用板式换热器、固定管板式换热器或U形管板换热器中的任意一种。
图3为本发明实施例提供的第三种井式常压供热堆的结构示意图。
如图3所示，本发明实施例还提供一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统，包括：换热器2，该换热器2竖向设置在堆芯水池1内，且换热器2的最高端临近堆芯水池1的顶沿设置，换热器2的最低端低于反应堆堆芯3的最高端设置。
相对于现有技术，本发明实施例所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统具有以下优势：
本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，如图3所示，包括：换热器2，该换热器2竖向设置在堆芯水池1内，且换热器2的最高端临近堆芯水池1的顶沿设置，换热器2的最低端低于反应堆堆芯3的最高端设置。由此分析可知，本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，由于换热器2的最高端临近堆芯水池1的顶沿设置、最低端低于反应堆堆芯3的最高端设置，因此即使在主水池水位下降的工况，换热器2依然能够起到良好地冷却降温作用和效果，从而能够有效提高井式常压供热堆的安全性和经济性。
其中，为了进一步提高换热器2的冷却降温效果，如图4所示，本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，上述换热器2可以包括有多个，且多个换热器2可以优选为围绕反应堆堆芯3的轴线方向，沿堆芯水池1的池壁周向均匀分布，并且与池壁间距0.1m至0.5m。。
具体地，本发明实施例提供的井式常压供热堆的自然循环冷却系统中，上述换热器2可以采用板式换热器、固定管板式换热器或U形管板换热器中的任意一种。
本发明实施例再提供一种井式常压供热堆，包括：如上述任一项所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统。
相对于现有技术，本发明实施例所述的井式常压供热堆具有以下优势：
本发明实施例提供的井式常压供热堆中，由于包括有如上述任一项所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，因此即使在主水池水位低至反应堆堆芯3上沿处，上述冷却系统依然能够起到良好地冷却降温作用和效果，从而能够有效提高井式常压供热堆的安全性和经济性。
实际应用时，本发明实施例提供的井式常压供热堆还可以包括：冷却塔，该冷却塔与堆芯水池1连通，从而冷却塔也能够作为冷却设备，极大地提高冷却效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统，其特征在于，包括：设置在堆芯水池内、且沿所述堆芯水池的高度方向分布的至少两组换热器；
其中一组所述换热器的最高端临近所述堆芯水池的顶沿设置，另一组所述换热器的最低端低于反应堆堆芯的最高端设置。
2.根据权利要求1所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，其特征在于，沿所述堆芯水池的高度方向分布有两组或三组换热器。
3.根据权利要求1或2所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，其特征在于，多组所述换热器沿所述堆芯水池的高度方向均匀分布。
4.根据权利要求3所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，其特征在于，每组所述换热器包括有多个，且多个所述换热器围绕所述反应堆堆芯的轴线方向，沿所述堆芯水池的池壁周向均匀分布，并且与所述池壁间距0.1m至0.5m。
5.根据权利要求1所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，其特征在于，所述换热器采用板式换热器、固定管板式换热器或U形管板换热器中的任意一种。
6.一种井式常压供热堆的自然循环冷却系统，其特征在于，包括：换热器，所述换热器竖向设置在堆芯水池内，且所述换热器的最高端临近所述堆芯水池的顶沿设置，所述换热器的最低端低于反应堆堆芯的最高端设置。
7.根据权利要求6所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，其特征在于，所述换热器包括有多个，且多个所述换热器围绕所述反应堆堆芯的轴线方向，沿所述堆芯水池的池壁周向均匀分布，并且与所述池壁间距0.1m至0.5m。
8.根据权利要求6或7所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统，其特征在于，所述换热器采用板式换热器、固定管板式换热器或U形管板换热器中的任意一种。
9.一种井式常压供热堆，其特征在于，包括：如上述权利要求1－8中任一项所述的井式常压供热堆的自然循环冷却系统。
10.根据权利要求9所述的井式常压供热堆，其特征在于，还包括：冷却塔，所述冷却塔与所述堆芯水池连通。
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