CN203134395U - 地下核电厂 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种地下核电厂，包括核岛，所述核岛用于利用核裂变能产生蒸汽；所述核岛建设于地下，并被地下承压壳覆盖。本实用新型中的地下核电厂由于核岛设置于地下，其运行可不受台风和海啸的影响；另外，放射性防护屏障也得到了加强，大大提高了放射性的辐射防护能力。

Description

地下核电厂
技术领域
本实用新型涉及核电技术，特别涉及一种核电站。
背景技术
核电站是利用核燃料的核裂变反应所释放的核能来发电，而火电站则是利用化石燃料的燃烧所释放出的化学能来发电。核能要比化学能大得多，所以核电站所消耗的核燃料比同样功率的火电厂所消耗的化石燃料要少得多。例如，一座百万千瓦级的煤电厂每年要消耗约300万吨原煤，而一座同样功率的核电站每年仅需补充约30吨核燃料，后者仅为前者的十万分之一。
典型的核电站的工作原理为：主泵将高压冷却剂送入反应堆，一般冷却剂保持在120～160个大气压。在高压情况下，冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆，并进入蒸汽发生器，通过数以千计的传热管，把热量传给管外的二回路水，使水沸腾产生蒸汽；冷却剂流经蒸汽发生器后，再由主泵送回反应堆，这样来回循环，不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽，推动汽轮发电机组发电。做过功的乏蒸汽在冷凝器中被凝结成水，再由凝结给水泵送入加热器，重新加热后送回蒸汽发生器。
相关技术中的核电站的放射性防护屏障一般包括三道：燃料包壳、压力容器和安全壳，该三道屏障在通常情况下足以保护核电站的安全，然而，在一些恶劣环境（例如，台风、海啸等）下，这三道屏障就显得有所不足。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对相关技术中的不足，提供一种地下核电厂。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种地下核电厂，包括核岛，所述核岛用于利用核裂变能产生蒸汽；所述核岛建设于地下，并被地下承压壳覆盖。
优选地，所述核岛包括安全壳以及设置于安全壳内的蒸汽供应系统。
优选地，所述蒸汽供应系统包括反应堆、蒸汽发生器一次侧和主泵，所述反应堆、所述蒸汽发生器一次侧以及所述主泵串联形成一回路。
优选地，所述地下核电厂还包括常规岛，所述常规岛亦建设于地下，并被所述地下承压壳覆盖。
优选地，所述常规岛包括与所述蒸汽发生器二次侧相连的汽轮机、与所述汽轮机相连的发电机以及用于对做功后的蒸汽进行冷却的冷凝器。
优选地，所述地下核电厂包括用于为所述冷凝器提供冷却剂的最终热阱，所述最终热阱设于地上。
优选地，所述地下核电厂包括应急堆芯冷却系统和所述应急堆芯冷却系统包括安全壳内换料水箱、地上的非能动专用水箱、安注箱以及第一输送管道，所述第一输送管道将所述安全壳内换料水箱、非能动专用水箱和安注水箱与该地下核电厂的一回路及喷淋系统相连。
优选地，所述地下核电厂包括应急辅助给水系统，所述应急辅助给水系统包括应急辅助给水箱以及第二输送管道，所述第二输送管道与所述第一输送管道共用部分管路，并将所述辅助给水箱与所述应急堆芯冷却系统及所述蒸汽供应系统相连。
优选地，所述辅助给水箱以及所述第二输送管道建设于地下。
优选地，所述非能动专用水箱设于地上。
本实用新型的有益效果是：与相关技术相比，本实用新型提供的地下核电厂由于其核岛设置于地下，其运行可不受台风和海啸的影响；另外，放射性防护屏障也得到了加强，大大提高了放射性的辐射防护能力。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型一些实施例中的地下核电厂的原理布局图；
图2是图1所示地下核电厂带有应急堆芯冷却系统时的原理布局图。
具体实施方式
以下结合具体实施例和说明书附图对本实用新型做进一步详细说明。
图1示出了本实用新型一些实施例中的地下核电厂1，该地下核电厂1包括核岛10以及常规岛20，该核岛10用于利用核裂变能产生蒸汽，该常规岛20用于将该核岛10产生的蒸汽的热能转换成电能。在一些实施例中，该核岛10以及该常规岛20均建设在地下（例如，建设在地下数米的坑道或者隧道内），并被地下承压壳30覆盖，如此，该地下核电厂1至少具有如下有益的效果：（1）可不受台风和海啸的影响；（2）其放射性防护屏障也由相关技术中的三道(即燃料包壳、压力容器和安全壳)增加到四道(即燃料包壳、压力容器、安全壳和地下承压壳)，大大提高了放射性的辐射防护能力。地下核电厂1的最终热阱40则可建设于地上，其可为海、湖或人工冷却塔等。
核岛10在一些实施例中可包括安全壳11以及设置于安全壳11内的一回路12。安全壳11用来控制和限制放射性物质从反应堆10扩散出去，以保护公众免遭放射性物质的伤害。该一回路12用于将核燃料在裂变时产生的热量转换成高温高压的蒸汽。
安全壳11在一些实施例中可采用钢筋混凝土制成，其厚度可为0.9米；另外，为了提高强度，还可以在安全壳11的里面形成一层9mm厚的钢衬（未图示），如此，可以使安全壳11足以抵挡外来物体的撞击。
该一回路12在一些实施例中可包括反应堆121、主泵122以及蒸汽发生器123一次侧，反应堆121、主泵122以及蒸汽发生器123之间通过管道124相连。反应堆121在一些实施例中可是压水反应堆或其它堆型，其可包括压力容器以及设置于压力容器内的堆芯（未图示）。主泵122用于将冷却剂送进反应堆121内，然后流过蒸汽发生器123，以让反应堆121内的核燃料裂变反应产生的热量及时传递出来。蒸汽发生器123用于将来自反应堆121的冷却剂所携带的热量传给二次回路水，并使之变成高温高压的蒸汽，该蒸汽再导入汽轮机21的汽缸作功。
在一些实施例中，该一回路12中还可设置稳压器（未图示），稳压器在反应堆10正常运行时，起保持压力的作用；而在反应堆10发生事故时，提供超压保护。稳压器里可设有加热器和喷淋系统（未图示），当反应堆10里压力过高时，喷洒冷水降压；当堆内压力太低时，加热器自动通电加热使水蒸发以增加压力。
常规岛20在一些实施例中可包括汽轮机21、冷凝器22以及发电机（未图示），汽轮机21的汽缸通过管道与蒸汽发生器123二次侧相连，其转子可以在蒸汽发生器123产生的高温高压蒸汽的作用下转动。发电机的转子与汽轮机21的转子相连，以使得发电机能够在汽轮机21的转子作用下发电。
冷凝器22由冷却盘管和冷凝器箱体组成，冷却盘管在冷凝器箱体内。冷凝器22通过引水管道和重要厂用水泵45与最终热阱40相连，以将最终热阱40中的冷却剂（例如，海水、湖水等）引入到冷凝器22的冷却盘管中来将乏蒸汽冷凝成为液态水流入冷凝器22的箱体内，同时重要厂用水泵45将冷凝器22的冷却盘管中热冷却剂送回到最终热阱40中，如此循环。蒸汽发生器123二次侧、汽轮机21以及冷凝器22一道构成地下核电厂1的二回路。常规岛20在一些实施例中可包括辅助补给水箱24，该辅助补给水箱24与上述二回路相连，以根据需要向二回路中补充冷却水。
如图2所示，地下核电厂1在一些实施例中可包括应急堆芯冷却系统50及应急辅助给水系统60。该应急堆芯冷却系统50可包括安全壳内换料水箱51、非能动专用水箱52、输送管道53以及安注箱54，输送管道53将安全壳内换料水箱51以及安注箱54与地下核电厂1的一回路及喷淋系统相连，用于实现安注和喷淋等作业。在一些实施例中，非能动专用水箱52可设置于地上，并通过管路与输送管路53相连，以实现非能动的应急冷却需求。该应急辅助给水系统60包括辅助给水箱61以及输送管道62，输送管道62与输送管道53共用部分管路，将辅助给水箱61与应急堆芯冷却系统50及蒸汽供应系统相连。
当地下核电厂发生失水事故且有源时，可采用如下措施：首先打开阀a(并启动高压安注泵531)或者阀b（并启动低压安注泵532）、阀c以及阀d或e，然后开启阀j以及阀i分别向反应堆121和蒸汽发生器123内注入冷却剂，导出堆芯热量，保证堆芯的安全。必要时打开阀g，启动喷淋泵喷淋降低安全壳11的压力，保证安全壳11的完整性。
当地下核电厂发生失水事故且无源时，可采用如下措施：首先打开阀f和阀d或e，然后打开阀j以及阀h以非能动的方式分别向反应堆121和蒸汽发生器123内注入冷却剂，导出堆芯热量，保证堆芯的安全。必要时打开阀g，以非能动的方式喷淋降低安全壳压力，保证安全壳的完整性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种地下核电厂，包括核岛，所述核岛用于利用核裂变能产生蒸汽；其特征在于，所述核岛建设于地下，并被地下承压壳覆盖。
2.根据权利要求1所述的地下核电厂，其特征在于，所述核岛包括安全壳以及设置于安全壳内的蒸汽供应系统。
3.根据权利要求2所述的地下核电厂，其特征在于，所述蒸汽供应系统包括反应堆、蒸汽发生器一次侧和主泵，所述反应堆、所述蒸汽发生器一次侧以及所述主泵串联形成一回路。
4.根据权利要求3所述的地下核电厂，其特征在于，所述地下核电厂还包括常规岛，所述常规岛亦建设于地下，并被所述地下承压壳覆盖。
5.根据权利要求4所述的地下核电厂，其特征在于，所述常规岛包括与所述蒸汽发生器二次侧相连的汽轮机、与所述汽轮机相连的发电机以及用于对做功后的蒸汽进行冷却的冷凝器。
6.根据权利要求5所述的地下核电厂，其特征在于，所述地下核电厂包括用于为所述冷凝器提供冷却剂的最终热阱，所述最终热阱设于地上。
7.根据权利要求2-6任一项所述的地下核电厂，其特征在于，所述地下核电厂包括应急堆芯冷却系统和所述应急堆芯冷却系统包括安全壳内换料水箱、地上的非能动专用水箱、安注箱以及第一输送管道，所述第一输送管道将所述安全壳内换料水箱、非能动专用水箱和安注水箱与该地下核电厂的一回路及喷淋系统相连。
8.根据权利要求7所述的地下核电厂，其特征在于，所述地下核电厂包括应急辅助给水系统，所述应急辅助给水系统包括应急辅助给水箱以及第二输送管道，所述第二输送管道与所述第一输送管道共用部分管路，并将所述辅助给水箱与所述应急堆芯冷却系统及所述蒸汽供应系统相连。
9.根据权利要求8所述的地下核电厂，其特征在于，所述辅助给水箱以及所述第二输送管道建设于地下。
10.根据权利要求8所述的地下核电厂，其特征在于，所述非能动专用水箱设于地上。
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