用于核電站的堆芯補水箱制造技術

一種用于核電站的堆芯補水箱，其特征在于，包括：用于容納第一冷卻介質的封閉的主殼體，所述主殼體的頂端設有與堆芯的冷卻劑系統的冷管連通的入口，所述主殼體的底端設有與直接堆芯注入管線連通的出口，所述主殼體的內壁面和外壁面中的至少一個上設有多個換熱促進結構，以促進所述主殼體內的第一冷卻介質與主殼體的外部的換熱。由于主殼體的內壁面和外壁面中的至少一個上設有多個換熱促進結構，能夠促進所述主殼體內的第一冷卻介質與主殼體的外部的換熱，增強堆芯補水箱的換熱能力，進而提高核電站的安全裕度，提高非能動核電站的安全。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種補水箱，更具體地說，涉及一種用于核電站反應堆的補水箱。
技術介紹
一般地，非能動系統通常依賴重力、自然對流和熱傳遞等自然規律運行，而不需要外界提供動力。特別是在核電站的反應堆中，非能動系統具有結構簡單，對外部的動力及人員操作依賴少等優點，大大降低了核電站系統的成本，提高了核電站的安全性。目前，在核電站中，首先采用堆芯補水箱(CMT)的設計，非能動系統中共設計了兩個堆芯補水箱，每個容量大約71m3，最初裝滿低溫含硼水。每個補水箱頂端通過壓力平衡管線(PBL)連接到冷卻劑系統(RCS)的冷段，使補水箱壓力保持與冷卻劑系統相同。每個補水箱的下部通過下泄管線與直接堆芯注入(DVI)管線相連，為應急冷卻系統(ECC)提供致冷流量。在很多瞬態或事故中，堆芯補水箱代替了傳統二代核電站的高壓安全注水系統，在堆芯補水箱的下泄管線隔離閥打開之后，堆芯補水箱開始循環，應急冷卻系統的冷卻劑上充至壓力平衡管線，以代替含硼冷卻水流進冷卻劑系統。當冷卻劑系統壓力或者水量減小到某一點時，蒸汽開始注入壓力平衡管線，再循環回路中斷，堆芯補水箱開始向應急冷卻系統排水。應急冷卻系統的主要作用是向堆芯提供大量的低溫含硼水，以降低堆芯的反應性，同時補償通過破口等流出的冷卻劑。然而，在事故過程中，非能動應急冷卻系統還應對一回路(主回路)系統進行冷卻，以確保系統的降溫降壓，在這方面堆芯補水箱并沒有發揮太大的作用。在反應堆發生事故的情況下，冷卻劑系統的高溫流體會通過壓力平衡管線進入堆芯補水箱。現有的堆芯補水箱設計成圓柱加上下兩個半球型封頭，內外壁光滑，外壁為常溫且無保溫。因此進入堆芯補水箱的高溫流體可以通過堆芯補水箱向外進行傳熱。進入堆芯補水箱的熱流體通過對流換熱或導熱將熱量傳遞到堆芯補水箱的冷壁面，溫度上升的冷壁面又會將熱量傳遞到堆芯補水箱外部(大氣、水蒸氣)；當堆芯補水箱液位下降之后，液面以下的流體通過對流或導熱與堆芯補水箱的壁面進行換熱，然后將熱量導到外界；進入堆芯補水箱液面以上的空間的蒸汽可在壁面冷凝，冷凝一方面是將系統的熱量載到反應堆的一回路之外，同時，若大量的冷凝則會顯著減小堆芯補水箱內液位的下降速度，進而延遲自動降壓系統的開啟。因此，堆芯補水箱的換熱能力實際上對事故進行影響較大，而現有堆芯補水箱設計成了直徑較大、內壁面光滑，換熱能力較差的結構，導致換熱能力相當有限或者發揮不充分。
技術實現思路
本技術所解決的技術問題在于提供一種用于核電站的堆芯補水箱，能夠增強堆芯補水箱換熱能力，提高非能動核電站的安全裕度。根據本技術一個方面的實施例，提供一種用于核電站的堆芯補水箱，包括：用于容納第一冷卻介質的封閉的主殼體，所述主殼體的頂端設有與堆芯的冷卻劑系統的冷管連通的入口，所述主殼體的底端設有與直接堆芯注入管線連通的出口，所述主殼體的內壁面和外壁面中的至少一個上設有多個換熱促進結構，以促進所述主殼體內的第一冷卻介質與主殼體的外部的換熱。根據一種實施例的堆芯補水箱，還包括外部殼體，所述主殼體設置在所述外部殼體中，所述外部殼體內容納有第二冷卻介質，以對所述主殼體進行冷卻。根據一種實施例的堆芯補水箱，所述換熱促進結構包括一體地形成在所述主殼體的內壁面和外壁面中的至少一個上的多個凸肋。根據一種實施例的堆芯補水箱，所述凸肋依次連接成螺旋形狀。根據一種實施例的堆芯補水箱，所述凸肋的橫截面具有大致的Y形。根據一種實施例的堆芯補水箱，所述凸肋的橫截面具有大致的T形。根據一種實施例的堆芯補水箱，相鄰的兩個所述凸肋的橫截面相對于所述內壁面和外壁面朝向同一方向彎曲。根據一種實施例的堆芯補水箱，多個所述凸肋分別在所述主殼體的軸向方向和徑向方向延伸。根據一種實施例的堆芯補水箱，所述換熱促進結構包括安裝在所述內壁面和外壁面中的至少一個上的多孔管。根據一種實施例的堆芯補水箱，所述主殼體內設有上支撐板和下支撐板，所述上支撐板和下支撐板之間設有多個換熱管，所述上支撐板和下支撐板上形成多個通孔，以使得第一冷卻介質穿過所述上支撐板和下支撐板。根據一種實施例的堆芯補水箱，所述主殼體包括設有所述入口的上殼體和設有所述出口的下殼體，所述上殼體和下殼體通過多個換熱管連通。根據一種實施例的堆芯補水箱，所述上殼體和下殼體的相對的壁設置成圓形的支撐板，所述支撐板上形成多個通孔，所述通孔與換熱管分別連通。根據本技術的用于核電站的堆芯補水箱，由于主殼體的內壁面和外壁面中的至少一個上設有多個換熱促進結構，能夠促進所述主殼體內的第一冷卻介質與主殼體的外部的換熱，增強堆芯補水箱的換熱能力，進而提高核電站的安全裕度，提高非能動核電站的安全。附圖說明本技術將參照附圖來進一步詳細說明，其中：圖1是根據本技術的示例性實施例的用于核電站的堆芯的冷卻系統的原理圖；圖2是根據本技術的第一種示例性實施例的用于核電站的堆芯補水箱的軸向剖視圖；圖3是根據本技術的第一種示例性實施例的換熱促進結構的局部剖視圖；圖4是根據本技術的第二種示例性實施例的換熱促進結構的局部剖視圖；圖5是根據本技術的第三種示例性實施例的換熱促進結構的局部剖視圖；圖6是根據本技術的第四種示例性實施例的換熱促進結構的局部剖視圖；圖7是根據本技術的第五種示例性實施例的換熱促進結構的局部剖視圖；圖8是根據本技術的第六種示例性實施例的換熱促進結構的局部剖視圖；圖9是根據本技術的第七種示例性實施例的換熱促進結構的局部剖視圖；圖10是根據本技術的第八種示例性實施例的換熱促進結構的局部剖視圖；圖11是根據本技術的第九種示例性實施例的換熱促進結構的局部剖視圖；圖12是根據本技術的第二種示例性實施例的用于核電站的堆芯補水箱的軸向剖視圖；圖13是根據本技術的第三種示例性實施例的用于核電站的堆芯補水箱的主殼體的軸向剖視圖；以及圖14是沿圖13中A-A線的徑向剖視圖。具體實施方式雖然將參照含有本技術的較佳實施例的附圖充分描述本技術，但在此描述之前應了解本領域的普通技術人員可修改本文中所描述的技術，同時獲得本技術的技術效果。因此，須了解以上的描述對本領域的普通技術人員而言為一廣泛的揭示，且其內容不在于限制本技術所描述的示例性實施例。另外，在下面的詳細描述中，為便于解釋，闡述了許多具體的細節以提供對本文披露的實施例的全面理解。然而明顯地，一個或多個實施例在沒有這些具體細節的情況下也可以被實施。在其他情況下，公知的結構和裝置以圖示的方式體現以簡化附圖。圖1是根據本技術的示例性實施例的用于核電站的堆芯的冷卻系統的原理圖。如圖1所示，該冷卻系統設置成非能動系統，包括堆芯補水箱(CMT)100，用于為壓力容器108內的堆芯107進行降溫，壓力容器108連接熱管106和冷管105。每個堆芯補水箱的頂端通過壓力平衡管線(PBL)101連接到冷卻劑系統(RCS)102的冷管105，使堆芯補水箱100內的壓力保持與冷卻劑系統102相同。每個堆芯補水箱的下部通過下泄管線與直接堆芯注入(DVI)管線103相連，為應急冷卻系統(ECC)104提供冷卻流量。在很多瞬態或事故中，在堆芯補水箱100的下泄管線隔離閥106打開之后，堆芯補水箱100開始循環，應急冷卻系統102的高溫冷卻劑在浮升本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于核電站的堆芯補水箱，其特征在于，包括：用于容納第一冷卻介質的封閉的主殼體，所述主殼體的頂端設有與堆芯的冷卻劑系統的冷管連通的入口，所述主殼體的底端設有與直接堆芯注入管線連通的出口，所述主殼體的內壁面和外壁面中的至少一個上設有多個換熱促進結構，以促進所述主殼體內的第一冷卻介質與主殼體的外部的換熱。

【技術特征摘要】
1.一種用于核電站的堆芯補水箱，其特征在于，包括：用于容納第一冷卻介質的封閉的主殼體，所述主殼體的頂端設有與堆芯的冷卻劑系統的冷管連通的入口，所述主殼體的底端設有與直接堆芯注入管線連通的出口，所述主殼體的內壁面和外壁面中的至少一個上設有多個換熱促進結構，以促進所述主殼體內的第一冷卻介質與主殼體的外部的換熱。2.如權利要求1所述的堆芯補水箱，其特征在于，還包括外部殼體，所述主殼體設置在所述外部殼體中，所述外部殼體內容納有第二冷卻介質，以對所述主殼體進行冷卻。3.如權利要求1所述的堆芯補水箱，其特征在于，所述換熱促進結構包括一體地形成在所述主殼體的內壁面和外壁面中的至少一個上的多個凸肋。4.如權利要求3所述的堆芯補水箱，其特征在于，所述凸肋依次連接成螺旋形狀。5.如權利要求3所述的堆芯補水箱，其特征在于，所述凸肋的橫截面具有Y形。6.如權利要求3所述的堆芯補水箱，其特征在于，所述凸肋的橫截面具有T形。7.如權利要求3所述的堆芯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳煉，鐘佳，崔成鑫，房芳芳，黃挺，
申請(專利權)人：國核華清北京核電技術研發中心有限公司，國家核電技術有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11