CN110265158A - 一种多功率尺度一体化反应堆及其使用方法 - Google Patents
一种多功率尺度一体化反应堆及其使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110265158A CN110265158A CN201910548388.1A CN201910548388A CN110265158A CN 110265158 A CN110265158 A CN 110265158A CN 201910548388 A CN201910548388 A CN 201910548388A CN 110265158 A CN110265158 A CN 110265158A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat exchanger
- heat
- sequence
- grade
- grades
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 14
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
- G21C15/02—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices
- G21C15/12—Arrangements or disposition of passages in which heat is transferred to the coolant; Coolant flow control devices from pressure vessel; from containment vessel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Abstract
本发明提出了一种多功率尺度一体化反应堆及其使用方法，在反应堆压力容器内至少布置两列及以上换热器序列，所述每个换热器序列上布置有至少2级换热器，所述换热器序列布置在贴近所述压力容器内壁面，所述每个换热器序列中的每级换热器通过之间的连接管线上的隔离阀串联并隔离；所述每个换热器序列由一条给水管线和对应于不同功率等级热负荷需求的蒸汽/热水输出管线组成，所述给水管线和汽/热水输出管线上均设置隔离阀。取消主泵，并通过非能动的自然循环实现热量移出；一体化反应堆消除大破口发生的可能性；多级串联换热器实现多功率等级能量输出的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一体化反应堆设计，特别是可实现多尺度功率输出的反应堆领域。
背景技术
现阶段为满足不同应用场景的需求，小型反应堆研发已受到国内外的重点关注，而小型反应堆可以单独或作为一个较大联合体的模块建造，容量可随需求的增长而增加。
对于小型堆，一体化设计显示出其独特的优势：主冷却剂系统主要设备均位于压力容器内，包括蒸汽发生器、控制棒驱动机构、稳压器等，一体化的设计取消了主管道，消除了大破口事故发生的可能性。
此外，基于地区供热、发电甚至于热电联供的需求，将反应堆设计为可灵活方便的实现不同蒸汽品质输出或者热电联供显得尤为必要。
本发明利用一体化反应堆设计理念，设计一体化小型反应堆，利用多级换热组件的设计，实现不同功率等级的负荷需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种可实现多功率等级负荷需求的一体化堆型设计方案，在保证足够安全的条件下，拓展反应堆用途。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：采用一体化设计方案，同时采用全自然循环的设计理念移除堆芯释热；在反应堆压力容器内至少布置两列及以上换热器序列，所述每个换热器序列上布置有至少2级换热器，所述换热器序列布置在贴近所述压力容器内壁面，所述每个换热器序列中的每级换热器通过之间的连接管线上的隔离阀串联并隔离；所述每个换热器序列由一条给水管线和对应于不同功率等级热负荷需求的蒸汽/热水输出管线组成，所述给水管线和汽/热水输出管线上均设置隔离阀。
优选的，所述每个换热器序列在所述反应堆压力容器中对称分布。
优选的，所述每个换热器序列布置在堆芯活性区之上。
一种多功率尺度一体化反应堆的使用方法，根据反应堆热负荷需求，打开所述每序列换热器的第N级换热器以下的所有换热器隔离阀，打开第N级换热器的蒸汽/热水输出管线阀门并关闭第N级以下级的换热器的蒸汽/热水输出管线阀门，其中N为不大于所述每序列换热器的级数。
本发明提出一种多功率尺度一体化反应堆，消除大破口发生的可能性；取消主泵，并通过非能动的自然循环实现热量移出；多级串联换热器实现多功率等级能量输出的目的。
附图说明
图1为一种多尺度自然循环一体化反应堆示意图。
其中：1—反应堆压力容器；2—第3级蒸汽/热水输出管线阀门；3—第3级蒸汽/热水管道；4—第2级蒸汽/热水输出管线阀门；5—第2级蒸汽/热水管道；6—第1级蒸汽/热水输出管线阀门；7—第1级蒸汽/热水管道；8—给水调阀；9—给水管道；10—反应堆堆芯；11—第3级换热器；12—2、3级换热器隔离阀；13—第2级换热器；14—1、2级换热器隔离阀；15—第1级换热器。
具体实施方式
实施例
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的主体包括一体化反应堆压力容器以及多级换热器。本发明最终可使设计的反应堆具有多功能热负荷输出能力。
如图1所示，以三级换热器为例说明。当热负荷需求较低时，如需要反应堆实现供热功能，根据用户需求，反应堆仅需要输出较低功率并加热给水即可。这种情况下，一级换热器设计能力足够满足负荷需求：关闭1、2级换热器隔离阀14，并打开第1级蒸汽/热水输出管线阀门6，则反应堆以较低功率的能量输出给用户。
当热负荷需求相对较高，如用户需要较高品质蒸汽时，将三级换热器全部投运显得不是很有必要。在这种情况下，投运两级换热器即可满足用户需求：关闭2、3级换热器隔离阀12，并保持1、2级换热器隔离阀14处于打开状态，且关闭第1级蒸汽/热水输出管线阀门6同时打开第2级蒸汽/热水输出管线阀门4，则反应堆以中等功率的能量输出给用户。
当用户需要最高品质的蒸汽时或用户有电力需求时，设计中考虑将三级换热器全部投运：打开换热器串联管线上的所有隔离阀，并关闭第1和2级蒸汽/热水输出管线阀门4、6同时打开第3级蒸汽/热水输出管线阀门2，则反应堆以较高功率的能量输出给用户。
本发明并不严格地局限于所述实例，本发明提出的方案适用于任何使用多功率尺度一体化反应堆设计的堆型。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种多功率尺度一体化反应堆，其特征在于：采用一体化设计方案，同时采用全自然循环的设计理念移除堆芯释热；在反应堆压力容器内至少布置两列及以上换热器序列，所述每个换热器序列上布置有至少2级换热器，所述换热器序列布置在贴近所述压力容器内壁面，所述每个换热器序列中的每级换热器通过之间的连接管线上的隔离阀串联并隔离；所述每个换热器序列由一条给水管线和对应于不同功率等级热负荷需求的蒸汽/热水输出管线组成，所述给水管线和汽/热水输出管线上均设置隔离阀。
2.如权利要求1所述的一种多功率尺度一体化反应堆，其特征在于：所述每个换热器序列上布置有至少2级换热器，每级换热器通过之间的连接管线上的隔离阀串联并隔离。
3.一种多功率尺度一体化反应堆的使用方法，其特征在于：根据反应堆热负荷需求，打开所述每序列换热器的第N级换热器以下的所有换热器隔离阀，打开第N级换热器的蒸汽/热水输出管线阀门并关闭第N级以下级的换热器的蒸汽/热水输出管线阀门，其中N为不大于所述每序列换热器的级数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910548388.1A CN110265158A (zh) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | 一种多功率尺度一体化反应堆及其使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910548388.1A CN110265158A (zh) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | 一种多功率尺度一体化反应堆及其使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110265158A true CN110265158A (zh) | 2019-09-20 |
Family
ID=67920807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910548388.1A Pending CN110265158A (zh) | 2019-06-24 | 2019-06-24 | 一种多功率尺度一体化反应堆及其使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110265158A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113871038A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-31 | 南京航空航天大学 | 采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统及循环方法 |
| WO2024055628A1 (zh) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | 上海核工程研究设计院股份有限公司 | 核反应堆用非能动余热排出系统及方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4138319A (en) * | 1975-12-02 | 1979-02-06 | Kraftwerk Union Aktiengesellschaft | Nuclear reactor installation with a light-water reactor |
| JPS62204193A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-08 | 株式会社日立製作所 | 自然循環型沸騰水型原子炉の制御方法 |
| CN103778976A (zh) * | 2012-10-22 | 2014-05-07 | 中国核动力研究设计院 | 一种设置于蒸汽发生器二次侧的非能动余热排出系统 |
| CN106531244A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-03-22 | 哈尔滨工程大学 | 一种可用于浮动核电站的非能动安全壳冷却系统 |
| CN108648837A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-12 | 中国核动力研究设计院 | 一种全自然循环的模块式小型反应堆 |
| CN210606653U (zh) * | 2019-06-24 | 2020-05-22 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种多功率尺度一体化反应堆 |
-
2019
- 2019-06-24 CN CN201910548388.1A patent/CN110265158A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4138319A (en) * | 1975-12-02 | 1979-02-06 | Kraftwerk Union Aktiengesellschaft | Nuclear reactor installation with a light-water reactor |
| JPS62204193A (ja) * | 1986-03-05 | 1987-09-08 | 株式会社日立製作所 | 自然循環型沸騰水型原子炉の制御方法 |
| CN103778976A (zh) * | 2012-10-22 | 2014-05-07 | 中国核动力研究设计院 | 一种设置于蒸汽发生器二次侧的非能动余热排出系统 |
| CN106531244A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-03-22 | 哈尔滨工程大学 | 一种可用于浮动核电站的非能动安全壳冷却系统 |
| CN108648837A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-12 | 中国核动力研究设计院 | 一种全自然循环的模块式小型反应堆 |
| CN210606653U (zh) * | 2019-06-24 | 2020-05-22 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种多功率尺度一体化反应堆 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 厉日竹等: "非能动安全系统在200MW核供热堆中的应用", 《核动力工程》, vol. 22, no. 4, 31 August 2001 (2001-08-31), pages 342 - 345 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113871038A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-31 | 南京航空航天大学 | 采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统及循环方法 |
| CN113871038B (zh) * | 2021-09-29 | 2023-09-26 | 南京航空航天大学 | 采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统及循环方法 |
| WO2024055628A1 (zh) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | 上海核工程研究设计院股份有限公司 | 核反应堆用非能动余热排出系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110265158A (zh) | 一种多功率尺度一体化反应堆及其使用方法 | |
| CN108831573A (zh) | 一种核电站二次侧非能动余热排出安全系统 | |
| CN111306001A (zh) | 一种风光反应堆系统及其工作方法 | |
| CN108206064B (zh) | 一种蒸汽射流驱动非能动换热系统 | |
| CN101221823A (zh) | 池式钠冷快堆事故余热排放系统 | |
| CN109139153B (zh) | 燃煤发电机组储热式辅助调峰供热系统及方法 | |
| CN207332964U (zh) | 一种汽轮机抽凝背梯级利用系统 | |
| CN208203358U (zh) | 正负压强热胀冷缩机 | |
| CN210606653U (zh) | 一种多功率尺度一体化反应堆 | |
| CN206816307U (zh) | 一种新型热电解耦热力系统 | |
| CN113431648B (zh) | 一种母管制再热系统的再热器结构 | |
| CN214007248U (zh) | 一种火电机组热电解耦系统 | |
| CN113051752B (zh) | 一种与煤电耦合的高压空气储能系统最优热源的确定方法 | |
| CN210627924U (zh) | 一种多功率尺度的全自然循环反应堆 | |
| CN212027896U (zh) | 一种高压引射式热电解耦供热系统 | |
| CN201852068U (zh) | 太阳能分布式热电联产能源系统 | |
| CN110160112A (zh) | 带蒸汽蓄热器的海上浮动堆核能供热系统 | |
| CN219318403U (zh) | 一种新型核电厂对外蒸汽供应系统 | |
| CN219220536U (zh) | 一种高温储热式水轮机、汽轮机热电联供系统 | |
| CN218295684U (zh) | 六联装内胆 | |
| CN218763604U (zh) | 高低旁联合供热系统 | |
| CN220472406U (zh) | 一种固体蓄热与水蓄热结合的蓄热系统 | |
| CN110265157A (zh) | 一种多功率尺度的全自然循环反应堆及其使用方法 | |
| CN217057666U (zh) | 一种抽凝机组余热锅炉供热系统 | |
| CN218672328U (zh) | 一种新能源综合供热设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 29 Hong Cao Road, Xuhui District, Shanghai Applicant after: Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co.,Ltd. Address before: No. 29 Hong Cao Road, Xuhui District, Shanghai Applicant before: SHANGHAI NUCLEAR ENGINEERING RESEARCH & DESIGN INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information |