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申请/专利权人：上海核工程研究设计院股份有限公司

摘要：本发明提出了一种多功率尺度一体化反应堆及其使用方法，在反应堆压力容器内至少布置两列及以上换热器序列，所述每个换热器序列上布置有至少2级换热器，所述换热器序列布置在贴近所述压力容器内壁面，所述每个换热器序列中的每级换热器通过之间的连接管线上的隔离阀串联并隔离；所述每个换热器序列由一条给水管线和对应于不同功率等级热负荷需求的蒸汽热水输出管线组成，所述给水管线和汽热水输出管线上均设置隔离阀。取消主泵，并通过非能动的自然循环实现热量移出；一体化反应堆消除大破口发生的可能性；多级串联换热器实现多功率等级能量输出的目的。

主权项：1.一种多功率尺度一体化反应堆，其特征在于：采用一体化设计方案，同时采用全自然循环的设计理念移除堆芯释热；在反应堆压力容器内至少布置两列及以上换热器序列，所述每个换热器序列上布置有至少2级换热器，所述换热器序列布置在贴近所述压力容器内壁面，所述每个换热器序列中的每级换热器通过之间的连接管线上的隔离阀串联并隔离；所述每个换热器序列由一条给水管线和对应于不同功率等级热负荷需求的蒸汽热水输出管线组成，所述给水管线和蒸汽热水输出管线上均设置隔离阀；所述每个换热器序列在所述反应堆压力容器中对称分布。

全文数据：一种多功率尺度一体化反应堆及其使用方法技术领域本发明涉及一体化反应堆设计，特别是可实现多尺度功率输出的反应堆领域。背景技术现阶段为满足不同应用场景的需求，小型反应堆研发已受到国内外的重点关注，而小型反应堆可以单独或作为一个较大联合体的模块建造，容量可随需求的增长而增加。对于小型堆，一体化设计显示出其独特的优势：主冷却剂系统主要设备均位于压力容器内，包括蒸汽发生器、控制棒驱动机构、稳压器等，一体化的设计取消了主管道，消除了大破口事故发生的可能性。此外，基于地区供热、发电甚至于热电联供的需求，将反应堆设计为可灵活方便的实现不同蒸汽品质输出或者热电联供显得尤为必要。本发明利用一体化反应堆设计理念，设计一体化小型反应堆，利用多级换热组件的设计，实现不同功率等级的负荷需求。发明内容本发明的目的是提供一种可实现多功率等级负荷需求的一体化堆型设计方案，在保证足够安全的条件下，拓展反应堆用途。为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：采用一体化设计方案，同时采用全自然循环的设计理念移除堆芯释热；在反应堆压力容器内至少布置两列及以上换热器序列，所述每个换热器序列上布置有至少2级换热器，所述换热器序列布置在贴近所述压力容器内壁面，所述每个换热器序列中的每级换热器通过之间的连接管线上的隔离阀串联并隔离；所述每个换热器序列由一条给水管线和对应于不同功率等级热负荷需求的蒸汽热水输出管线组成，所述给水管线和汽热水输出管线上均设置隔离阀。优选的，所述每个换热器序列在所述反应堆压力容器中对称分布。优选的，所述每个换热器序列布置在堆芯活性区之上。一种多功率尺度一体化反应堆的使用方法，根据反应堆热负荷需求，打开所述每序列换热器的第N级换热器以下的所有换热器隔离阀，打开第N级换热器的蒸汽热水输出管线阀门并关闭第N级以下级的换热器的蒸汽热水输出管线阀门，其中N为不大于所述每序列换热器的级数。本发明提出一种多功率尺度一体化反应堆，消除大破口发生的可能性；取消主泵，并通过非能动的自然循环实现热量移出；多级串联换热器实现多功率等级能量输出的目的。附图说明图1为一种多尺度自然循环一体化反应堆示意图。其中：1—反应堆压力容器；2—第3级蒸汽热水输出管线阀门；3—第3级蒸汽热水管道；4—第2级蒸汽热水输出管线阀门；5—第2级蒸汽热水管道；6—第1级蒸汽热水输出管线阀门；7—第1级蒸汽热水管道；8—给水调阀；9—给水管道；10—反应堆堆芯；11—第3级换热器；12—2、3级换热器隔离阀；13—第2级换热器；14—1、2级换热器隔离阀；15—第1级换热器。具体实施方式实施例为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的主体包括一体化反应堆压力容器以及多级换热器。本发明最终可使设计的反应堆具有多功能热负荷输出能力。如图1所示，以三级换热器为例说明。当热负荷需求较低时，如需要反应堆实现供热功能，根据用户需求，反应堆仅需要输出较低功率并加热给水即可。这种情况下，一级换热器设计能力足够满足负荷需求：关闭1、2级换热器隔离阀14，并打开第1级蒸汽热水输出管线阀门6，则反应堆以较低功率的能量输出给用户。当热负荷需求相对较高，如用户需要较高品质蒸汽时，将三级换热器全部投运显得不是很有必要。在这种情况下，投运两级换热器即可满足用户需求：关闭2、3级换热器隔离阀12，并保持1、2级换热器隔离阀14处于打开状态，且关闭第1级蒸汽热水输出管线阀门6同时打开第2级蒸汽热水输出管线阀门4，则反应堆以中等功率的能量输出给用户。当用户需要最高品质的蒸汽时或用户有电力需求时，设计中考虑将三级换热器全部投运：打开换热器串联管线上的所有隔离阀，并关闭第1和2级蒸汽热水输出管线阀门4、6同时打开第3级蒸汽热水输出管线阀门2，则反应堆以较高功率的能量输出给用户。本发明并不严格地局限于所述实例，本发明提出的方案适用于任何使用多功率尺度一体化反应堆设计的堆型。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

权利要求：1.一种多功率尺度一体化反应堆，其特征在于：采用一体化设计方案，同时采用全自然循环的设计理念移除堆芯释热；在反应堆压力容器内至少布置两列及以上换热器序列，所述每个换热器序列上布置有至少2级换热器，所述换热器序列布置在贴近所述压力容器内壁面，所述每个换热器序列中的每级换热器通过之间的连接管线上的隔离阀串联并隔离；所述每个换热器序列由一条给水管线和对应于不同功率等级热负荷需求的蒸汽热水输出管线组成，所述给水管线和汽热水输出管线上均设置隔离阀。2.如权利要求1所述的一种多功率尺度一体化反应堆，其特征在于：所述每个换热器序列上布置有至少2级换热器，每级换热器通过之间的连接管线上的隔离阀串联并隔离。3.一种多功率尺度一体化反应堆的使用方法，其特征在于：根据反应堆热负荷需求，打开所述每序列换热器的第N级换热器以下的所有换热器隔离阀，打开第N级换热器的蒸汽热水输出管线阀门并关闭第N级以下级的换热器的蒸汽热水输出管线阀门，其中N为不大于所述每序列换热器的级数。

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