一种核电站余热排出系统

技术领域

本申请涉及核电技术领域，并且更具体地，涉及一种核电站余热排出系统。

背景技术

在核电机组发生事故后，需要导出堆芯及一回路余热。在最新的核电设计中，通常设置二次侧非能动余热排出系统，蒸汽和水的密度差作为驱动力，水箱中的水作为冷源。为了满足驱动力需求，水箱需要布置在高位，现有核电机组一般布置在反应堆厂房外部的上端，称为外挂水箱。由于要导出的热量较多时需要水箱中水装量很大，给反应堆厂房的建造造成很大难度，因此，会造成反应堆厂房资源浪费。

发明内容

本申请实施例提供一种核电站余热排出系统，以解决反应堆厂房导出热量时资源浪费的问题。

本申请实施例提供一种核电站余热排出系统，包括蒸汽发生器和冷却装置，其中：

在所述冷却装置的冷却单元中设置有换热器；

所述蒸汽发生器的输出端通过管道与所述换热器的输入端连接，所述换热器的输出端通过管道与所述蒸汽发生器的输入端连接；

所述冷却装置设置有空气入口和空气出口，所述冷却装置的冷却单元在一端连通所述空气入口，所述冷却装置的冷却单元在一端连通所述空气出口。这样，本申请实施例中，通过将蒸汽发生器产生的水蒸气传输到冷却装置中进行冷却，冷却后产生的冷凝水再传输给蒸汽发生器。从而达到了减少反应堆厂房资源浪费的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种核电站余热排出系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种核电站余热排出系统的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种核电站余热排出系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种核电站余热排出系统的结构示意图，如图1所示，包括蒸汽发生器101和冷却装置103，其中：

在所述冷却装置103的冷却单元104中设置有换热器102；

所述蒸汽发生器101的输出端通过管道与所述换热器102的输入端连接，所述换热器102的输出端通过管道与所述蒸汽发生器101的输入端连接；

所述冷却装置103设置有空气入口1301和空气出口1302，所述冷却装置的冷却单元104在一端连通所述空气入口1301，所述冷却装置的冷却单元104在一端连通所述空气出口1302。

其中，上述蒸汽发生器101可以是通过核电站堆芯衰变热产生水蒸气，例如：核电机组发生事故的情况下，上述蒸汽发生器101产生的水蒸气通过上述蒸汽发生器101的输出端与上述换热器102输入端之间的管道连接，到达上述换热器102中进行冷却，冷却的冷凝水通过上述换热器102的输出端与上述蒸汽发生器101的输入端之间的管道连接又回到上述蒸汽发生器101中。

另外，上述冷却装置103可以是位于反应堆厂房外部的一个密闭空间，上下两端分别设置空气入口1031和空气出口1032用来通入冷空气和排出热空气，利用热空气与冷空气的密度差形成的驱动力，使空气从空气入口流入，从空气出口流出，例如：上述冷却装置103可以是在室外设置的一个相对密闭空间，通过通入冷空气在冷却装置内形成冷却风道，将蒸汽发生器101产生的水蒸气冷却后，再将冷却后产生的冷凝水传输给蒸汽发生器101。

另外，上述冷却单元104可以包括冷却风道111和换热器102，上述冷却风道111可以是在冷却装置103内通入冷空气形成的，例如，水蒸气到达换热器102进行冷却时，需要从冷却装置103的空气入口通入冷空气，空气在冷却装置103内由热空气与冷空气的密度差驱动，形成一个冷却风道111。

本实施例中，通过将蒸汽发生器101产生的水蒸气经过冷却装置103变成冷凝水后，再返回到蒸汽发生器101中，并且采用非能动空气冷却方式使水蒸气在冷却装置103中变成冷凝水。从而达到了减少资源浪费的技术效果。

请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种核电站余热排出系统的结构示意图，如图2所示，包括蒸汽发生器101和换热器102，其中：

在所述冷却装置103的冷却单元104中设置有换热器102；

所述蒸汽发生器101的输出端通过管道与所述换热器102的输入端连接，所述换热器102的输出端通过管道与所述蒸汽发生器101的输入端连接；

所述冷却装置103设置有空气入口1301和空气出口1302，所述冷却装置的冷却单元104在一端连通所述空气入口1301，所述冷却装置的冷却单元104在一端连通所述空气出口1302。

可选的，所述冷却单元104在连通所述空气入口1031的一端设置有风道阀门105。

其中，风道阀门105可以控制在上述冷却单元104中是否通入冷空气，例如：风道阀门105开启时，冷却装置的空气入口1031进入的冷空气可以通入上述冷却单元104中，形成冷却风道111，上述冷却风道111就可以利用冷空气与热空气的密度差形成的驱动力，使空气从冷却单元104连通空气入口1031的一端流入，从冷却单元104连通空气出口1032的一端流出。

该实施方式中，可以实现通过控制风道阀门105的开启或关闭来控制该冷却风道111是否形成。

可选的，所述系统还包括蒸汽管道106，其中所述蒸汽发生器101的输出端通过所述蒸汽管道106与所述换热器102的输入端连接。

其中，上述蒸汽管道106的输入端可以与蒸汽发生器101的输出端相连接，将蒸汽发生器101产生的水蒸气传输到换热器102中，上述蒸汽管道106的输出端可以有多个，分别连接一个换热器，例如：如图3所示，上述蒸汽发生器101产生的水蒸气全部输入蒸汽管道106，通过蒸汽管道106输出时可以有第一输出端与第一换热器1021相连接，可以有第二输出端与第二换热器1021相连接等等，蒸汽管道106的输出端可以由系统中的换热器数量决定。

该实施方式中，本申请实施例中蒸汽发生器101产生的水蒸气可以通过蒸汽管道106输出到多个换热器进行冷却，在事故初期堆芯衰变热较大时，可以使得较多的水蒸气可以分流到多个换热器进行冷却。达到了提高核电站余热排出系统冷却能力的技术效果。

其中，可选的，所述系统还包括在所述蒸汽管道106与所述换热器102的输入端之间的管道上设置有第一阀门107。

其中，上述第一阀门107可以是蒸汽管道106到冷却单元104之间的任意位置，设置上述第一阀门107可以控制上述冷却单元104是否开始工作，例如：上述第一阀门107开启时，蒸汽发生器101产生的水蒸气可以通过蒸汽管道106传输到冷却单元104进行冷却，上述第一阀门107关闭时，蒸汽发生器101产生的水蒸气就不可以进入到冷却装置103中。

该实施方式中，可以实现控制上述核电站余热排出系统的使用。

可选的，所述系统还包括冷凝水管道108，其中所述换热器102的输出端通过所述冷凝水管道108与所述蒸汽发生器101的输入端连接。

其中，上述冷凝水管道108的输出端可以与蒸汽发生器101的输入端相连接，将换热器102产生的冷凝水传输到蒸汽发生器101中，上述冷凝水管道108的输入端可以有多个，分别与一个换热器连接，例如：如图3所示，上述冷凝水管道108可以通过其输出端将全部冷凝水传输给蒸汽发生器101，上述冷凝水管道108的输入端连接关系可以是第一输入端与第一换热器1021相连接，第二输入端与第二换热器1022相连接等等，冷凝水管道108的输入端数量可以由系统中的换热器数量决定。

该实施方式中，上述多个换热器输出的冷凝水可以集合到冷凝水管道108中，使得上述蒸汽发生器101产生的水蒸气冷却后产生的冷凝水返回到蒸汽发生器101中，通过在上述冷却装置103中冷却水蒸气可以降低反应堆厂房建造的难度，减少反应堆厂房的造价。达到了减少资源浪费的技术效果。

其中，可选的，所述系统还包括在换热器102的输出端与冷凝水管道108之间的管道上设置有第二阀门109。

其中，上述第二阀门109可以是冷却单元104到冷凝水管道108之间的管道上的任意位置，设置第二阀门109可以与上述第一阀门107配合控制上述冷却单元104是否开始工作，例如：上述第一阀门107开启后，为了防止瞬态冲击，第二阀门109间隔一段时间开启，此时蒸汽发生器101产生的水蒸气可以通过蒸汽管道106传输到冷却单元104进行冷却，冷却形成的冷凝水可以通过冷凝水管道108传输到上述蒸汽发生器101中。通过设置上述第二阀门109可以实现控制上述核电站余热排出系统的使用情况。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的另一种核电站余热排出系统的结构示意图，如图3所示，包括蒸汽发生器101、第一换热器1021和第二换热器1022，其中：

在所述冷却装置103的冷却单元104中设置有换热器102；

所述蒸汽发生器101的输出端与所述第一换热器1021的输入端连接，所述第二换热器1022的输出端与所述蒸汽发生器101的输入端连接；

所述冷却装置103设置有空气入口1031和空气出口1032，所述冷却装置的第一冷却单元1041和第二冷却单元1042在一端连通所述空气入口1031，所述冷却装置的第一冷却风道1041和第二冷却风道1042在一端连通所述空气出口1032。

可选的，所述系统设置有多个冷却单元，每个冷却单元包括一个换热器、一个冷却风道及风道阀门。

其中，上述系统可以只有一个冷却单元，也可以有两个及两个以上的冷却单元，例如：如图3所示，系统包含第一冷却单元1041和第二冷却单元1042，第一冷却单元1041包括第一冷却风道1111、第一换热器1021和第一风道阀门1051，第二冷却单元包括第二冷却风道1112、第二换热器1022和第二风道阀门1052，上述第一冷却单元和第二冷却单元在同一端连通所述空气入口1031，在另一端连通所述空气出口1032。

冷却装置103中可以设置一个冷却单元，也可以设置两个及两个以上的冷却单元，设置一个冷却单元的冷却装置103通入空气后形成一个冷却风道，设置两个及两个以上的冷却单元时，每个冷却单元通入空气后都可以形成一个冷却风道，例如：如图3所示，当系统的冷却装置内设置了第一冷却单元1041和第二冷却单元1042时，从冷却装置103的空气入口1031通入冷空气后，第一冷却单元1041中形成第一冷却风道1111，第二冷却单元1042中形成第一冷却风道1112。

该实施方式中，通过在冷却装置103内设置多个冷却单元，将较多的水蒸气分流到各个冷却单元中进行冷却，可以实现提高系统冷却能力的技术效果。

该实施方式中，可选的，所述冷却单元可以在连通所述空气入口1031的一端设置有风道阀门。

其中，风道阀门可以控制上述冷却单元中是否通入冷空气，以形成冷却风道，例如：风道阀门1051开启时，冷却装置的空气入口1031进入的冷空气可以通入上述第一冷却单元1041和第二冷却单元1042中，第一冷却风道1111和第二冷却风道1112就可以利用冷空气与热空气的密度差形成的驱动力，使空气从冷却单元连通空气入口1031的一端流入，从冷却风道连通空气出口1032的一端流出。

另外，多个冷却风道的风道阀门可以部分开启，开启风道阀门的冷却风道可以对水蒸气进行冷却，关闭风道阀门的冷却风道不用进行冷却，通过控制开启风道阀门的数量可以控制对应的冷却风道的形成。另外，开启风道阀门的数量可以通过观察一回路的参数情况来确定。例如：如图3所示，在事故初期堆芯衰变热较大的情况下，此时可以将第一风道阀门1051和第二风道阀门1052都开启，形成第一冷却风道1111和第二冷却风道1112，上述冷却装置103的冷却能力也就越强；在事故后期堆芯衰变热较小的情况下，此时可以选择将第一风道阀门1051将第二风道阀门1052关闭，此时只形成第一冷却风道1041，上述冷却装置103的冷却能力也就减弱。

该实施方式中，风道阀门开启的数量越多，系统的冷却能力就越强，反之越弱，可以实现通过控制开启风道阀门的数量来调整系统的冷却能力，控制一回路的温度。

可选的，所述系统还包括管道间110，所述管道间110设置在任意相邻两个冷却风道之间，连接所述蒸汽管道106的管道经过所述管道间110与所述换热器1052入口端连接，连接所述换热器1051出口端的管道经过所述管道间110与所述冷凝水管道108连接。

其中，上述管道间110可以隔开相邻两个换热器，例如：如图3所示，管道间110设置在冷却单元1041和冷却单元1042之间，隔开了第一换热器1021和第二换热器1022，使各换热器可在不同冷却单元中工作。另外，上述管道间内可以有连接蒸汽管道的管道，也可以有连接换热器的管道，例如：管道间110中有传输蒸汽发生器101输出的水蒸气的热管道，也有传输经第一换热器1021冷却的冷凝水的冷管道。

该实施方式中，通过在冷却装置103内设置管道间110将不同冷却单元隔开，使各个冷却风道的形成不受其他冷却风道的影响，可以实现冷却能力可调整的技术效果。

其中，管道间的数量可以是多个，可以由系统内冷却单元的数量决定，系统内存在两个冷却单元，也就有一个换热器；系统内存在三个冷却单元时，也就有两个换热器等等，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体结构，可以参考前述结构示意图，在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统可以有其他的结构组成。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述换热器、冷却风道、风道阀门和管道间具体数量都是可以调整的，例如，所述冷却装置的空气入口和空气出口的位置是相对的，可以利用热空气上升形成的驱动力，使空气从空气入口流入，从空气出口流出，形成冷却风道即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。