非能动安全壳冷却系统技术综述

作者:华艳 刊名:科技创新与应用 上传者:葛廷晏

【摘要】随着核电技术的发展,核电站的安全问题越来越受重视。而安全壳作为核电厂专设安全设施,可保护核反应堆免于外部事故的危害,事故后作为核反应堆放射性包容的最后一道安全屏障,可保护环境及公众免于过量辐射。反应堆事故停堆后,大量蒸汽释放到安全壳内,引起安全壳温度及压力迅速升高。为了保持安全壳的完整性和密封性,必须及时将安全壳热量导出。非能动安全壳冷却系统担当着提供最终热阱的角色,保障着事故工况下安全壳的完整性。因此,在未来的核电站设计中,对非能动安全壳冷却系统的相关开发甚为重要。文章主要对非能动安全壳冷却系统的国内外专利申请情况、主要涉及国内外专利申请人分布、国内外申请量的发展趋势等进行了统计分析。

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科技创新与应用 l 2017年第1o期 科 技 创 新 非能动安全壳冷却系统技术综述 华 艳 (国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心,广东 广州 510530) 摘 要:随着核 电技 术的发展 ,核电站的安全问题越 来越受重视 。而安全 壳作为核 电厂专设安全设施,可保护核反应堆免予外部 事故的危害,事故后作为核反应堆放射性包容的最后一道安全屏障,可保护环境及公众免于过量辐射。反应堆事故停堆后,大量 蒸汽释放到安全壳 内,引起安全壳温度及压 力迅速升 高。为 了保持安全 壳的完整性和密封性 ,必须及 时将安全壳热量导 出。非能 动安全壳冷却 系统担 当着提供 最终热阱的角色,保障着事故工况下安全壳的完整性。因此 ,在未来的核 电站设计 中,对非能动安 全壳冷却系统的相关开发甚为重要。文章主要对非能动安全壳冷却系统的国内外专利申请情况、主要涉及国内外专利申请人分 布、国内外申请量 的发展趋势等进行 了统计分析 。 关键词 :非能动安全 壳冷却余热 ;安全喷淋技术 ;核电站 1背景技术 安全壳是核电站反应堆的重要部分。当反应堆发生失水事故或 主蒸汽管道破裂事故后,大量的放射性蒸汽释放到安全壳内,安全 壳内温度和压力迅速升高。为了防止由于安全壳超高温高压而产生 的放射性泄漏 ,必须及时地将安全壳内剩余热量导出,以保证安全 壳的完整性和密封性。在新一代反应堆中,提出了非能动安全壳冷 却方法 。 目前 ,技术上 比较成熟的非能动安全壳冷却系统采用安全喷淋 系统为主 ,结合辅助冷却方式 的反应堆非能动安全壳冷却系统 ,下 面就介绍采用安全喷淋冷却系统为主的反应堆非能动安全壳冷却 系统的原理及其关键技术 。 2非能动安全壳冷却 的安全喷淋技术 2.1非能动安全壳冷却系统 图 1为非能动安全壳冷却系统 的示意图。安全喷淋系统是非能 动安全壳冷却系统的主要冷却技术,喷淋是安全壳热量排出的重要 手段 。非能动安全喷淋装置大致也分成两种 ,一种是将喷淋装置安 装在安全壳内部 ,该喷淋装置在安全壳外 的若干个蓄压水箱 ,蓄压 水箱的出水管连接至集管 ,集管通过安全壳贯穿件与安全壳 内的喷 淋环管连接 ,在安全壳外的集管上设有 电动隔离阀 ,安全 壳内的集 管上设有止回阀 ,安全喷淋装置主体安装在安全壳 内部 ,会对 安全 壳造成一定的贯穿 ,从而会影响安全壳的密封安全性 ;另一种是将 整个安全喷淋装置安装在安全壳外 部 ,这样可 以减少对安全壳 的贯 穿 ,提高安全壳 的安全密封性能 。 图 1非能动安全壳冷却 系统 2.2非能动安全壳冷却系统 中的冷却辅助冷却技术 在事故工况下,为 了实现对安 全壳 的长期冷却 ,主要采用空气 冷却辅助系统进行。一般的空气冷却辅助系统由安全壳外部的屏蔽 厂房 、空气导流板及安全壳外壁共 同形成 ,其 中空气导流板在非能 动安全壳冷却系统中尤其重要 。 一 38 一 ZUUf uu uu ZUIU zu l 2UI Z l 眦 q u 图2 SIPOABS库全球非能动安全壳冷却技 术近 10年申请量 变化 3非能动安全壳冷却系统的专利分布情况分析 3.1专利 申请量分析 在 VEN数据库 中,使用非能动安全壳冷却技术领域的主要关 键词和分类号 ,统计非能动安全壳冷却技术领域 的申请 量随时间的 变化 ,并用图 2列出了近几年 的专利申请量变化 。 从 图 2中可 以明显看 出,非能动安全壳冷却系统领域在 201 1 年之后 申请量有着大幅度提升 。经过分析 ,201 1年之后 申请量增加 的主要原因是由于 日本福岛核事故的影响。 3

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