本發明屬于核電廠系統設計領域，具體涉及一種核電站能動和非能動協同冷卻的最終熱阱系統，該系統包括能動二回路充排系統、能動安全殼冷卻系統、能動屏蔽冷卻水系統、非能動二回路自然循環系統、非能動安全殼熱管冷卻系統、上部熱管冷卻系統和下部熱管冷卻系統。本發明解決了只有安全殼頂部噴淋不能局部噴淋的非能動換熱器效率較低、開式換熱器換熱效率低、依靠安全電源才能啟動非能動系統、水溫高導致事故前期蒸發量大等技術問題。

技術領域

本發明屬于核電廠系統設計領域，具體涉及一種核電站能動和非能動協同冷卻的最終熱阱系統。

背景技術

自福島核事故以來，核電站的安全性和應對措施的多樣性被廣泛重視。近年來國際上新一批的核電建設重點采用更安全、更先進的三代核電機組。美國設計的核電站采用全非能動安全系統應對設計基準事故和超設計基準事故，其最終熱阱通過安全殼空氣冷卻系統將熱量傳導到空氣，而法國采用多列能動安全系統應對事故，其最終熱阱是通過能動系統循環將熱量傳導到海水，上述核電廠的最終熱阱較為單一，一旦發生共因故障，后果較為嚴重。國內外其他具有多種最終熱阱系統的電廠，熱阱系統多為獨立運行，協同作用不強，不能相互支持。例如在設計基準事故下采用能動噴淋，超設計基準采用非能動安全殼冷卻，能動系統不能為非能動系統提供強化作用，本發明采用閉式非能動安全殼冷卻，增加殼內換熱器的非能動噴淋設施，提高換熱能力，使得能動和非能動設施協同作用加快熱量導出。另外，國內外非能動系統回路上采用的閥門都是電動閥門，需要依靠電源系統才能開啟。本發明提供一種熔斷原理的閥門，巧妙的與事故下溫度升高相結合，可以自動開啟通路，實現真正的非能動導熱。國內外殼外環形水箱多為聯通結構，事故后殼外水箱溫度高將導致非能動換熱器換熱性能下降甚至裸漏。

因此需要提供一種核電站能動和非能動協同冷卻的最終熱阱系統，以解決現有技術存在的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種核電站能動和非能動協同冷卻的最終熱阱系統，解決了只有安全殼頂部噴淋不能局部噴淋的非能動換熱器效率較低、開式換熱器換熱效率低、依靠安全電源才能啟動非能動系統、水溫高導致事故前期蒸發量大等技術問題。

實現本發明目的的技術方案：

一種核電站能動和非能動協同冷卻的最終熱阱系統，該系統包括能動二回路充排系統、能動安全殼冷卻系統、能動屏蔽冷卻水系統、非能動二回路自然循環系統、非能動安全殼熱管冷卻系統、上部熱管冷卻系統和下部熱管冷卻系統；

其中能動二回路充排系統穿過安全殼固定連接在非能動二回路自然循環系統的下方，能動安全殼冷卻系統穿過安全殼固定連接在位于安全殼外的能動屏蔽冷卻水系統上方，非能動安全殼熱管冷卻系統包括上部熱管冷卻系統和下部熱管冷卻系統，分別位于安全殼的上部和下部。

所述的能動二回路充排系統包括應急補水箱、應急補水泵、蒸發器和排氣閥，應急補水箱、應急補水泵和排氣閥位于安全殼外，蒸發器位于安全殼內，應急補水箱、應急補水泵、蒸發器和排氣閥依次通過管道連接，應急補水泵位于應急補水箱下方，排氣閥高于蒸發器，應急補水泵通過管道將水輸送到蒸發器，蒸發器產生的蒸汽通過排氣閥排出。

所述的能動安全殼冷卻系統包括殼內水箱、安全殼冷卻泵、安全殼換熱器、安全殼頂部噴頭、殼內熱管換熱器頂部噴頭和高壓補水箱，殼內水箱、安全殼冷卻泵和安全殼換熱器通過管道依次相連，安全殼換熱器另一端分別連接安全殼頂部噴頭和殼內熱管換熱器頂部噴頭，高壓補水箱通過管道與安全殼冷卻泵相連。

所述的安全殼冷卻泵與殼內水箱底部高度齊平或低于殼內水箱底部高度，安全殼換熱器位于安全殼冷卻泵的上方；殼內水箱位于安全殼內最底部，安全殼冷卻泵和安全殼換熱器位于安全殼外，安全殼頂部噴頭位于安全殼內最高處，殼內熱管換熱器頂部噴頭位于安全殼內，位置低于安全殼頂部噴頭，殼內熱管換熱器頂部噴頭和安全殼頂部噴頭的高度高于蒸發器。