核电厂非能动最终热阱冷却系统及方法

1.一种核电厂非能动最终热阱冷却系统，其特征在于，包括用于提供冷却水的换料水箱(1)、安全壳(2)、依次连接在所述换料水箱(1)和安全壳(2)之间的冷却水换热装置(3)和非能动冷却装置(4)；
所述安全壳(2)内设置有通过将冷却水注入所述安全壳(2)内而对所述安全壳(2)进行冷却的安注管线(21)，所述安全壳(2)内顶部设置有通过将冷却水喷淋至所述安全壳(2)内而对所述安全壳(2)进行冷却的喷淋装置(22)，所述安全壳(2)的底部设置有用于汇集所述安全壳(2)内的水的地坑(23)；
所述非能动冷却装置(4)包括冷却器(41)、位于所述冷却器(41)的上方并通过气导管(44)和液导管(45)连接所述冷却器(41)的冷凝器(42)、以及利用势能对所述冷凝器(42)进行冷却的高位水箱(43)，所述冷却器(41)、气导管(44)、冷凝器(42)和液导管(45)之间相互连通形成一供闭路循环水流通的循环回路；
所述换料水箱(1)和所述地坑(23)分别通过第一管道(51)和第二管道(52)连接所述冷却水换热装置(3)的进口端，所述冷却水换热装置(3)的出口端通过第三管道(53)连接所述冷却器(41)的进口端，所述喷淋装置(22)和安注管线(21)分别通过第四管道(54)和第五管道(55)连接所述冷却器(41)的出口端，且所述第四管道(54)和第五管道(55)上分别设置有第一水泵(61)和第二水泵(62)。
2.根据权利要求1所述的核电厂非能动最终热阱冷却系统，其特征在于，所述第一管道(51)至第五管道(55)上分别设有控制阀(71、72、73、74、75)，所述第一管道(51)和第二管道(52)上还分别设有单向阀(81、82)。
3.根据权利要求1所述的核电厂非能动最终热阱冷却系统，其特征在于，所述换料水箱(1)和所述冷却器(41)的出口端之间还连接有第六管道(56)，所述换料水箱(1)、第一管道(51)、冷却水换热装置(3)、第三管道(53)、冷却器(41)和第六管道(56)之间相互连通形成一换料水箱(1)冷却水循环回路；所述第六管道(56)上设有控制阀(76)。
4.根据权利要求1所述的核电厂非能动最终热阱冷却系统，其特征在于，所述冷却水换热装置(3)的进口端位置还设有通过第一管道(51)和/或第二管道(52)泵取所述换料水箱(1)中的冷却水和/或地坑(23)中的水的第三水泵(63)。
5.根据权利要求1所述的核电厂非能动最终热阱冷却系统，其特征在于，所述冷凝器(42)包括盘管，所述盘管一端通过所述气导管(44)连接至所述冷却器(41)上端，所述盘管另一端通过所述液导管(45)连接至所述冷却器(41)的下端；且所述气导管(44)通过所述冷却器(41)与所述液导管(45)连通；
所述冷却水换热装置(3)包括至少一个换热器(31)；所述第一管道(51)和第二管道(52)的一端分别连接所述换料水箱(1)和地坑(23)，所述第一管道(51)和第二管道(52)的另一端均连接所述换热器(31)的进口端；所述第三管道(53)一端连接所述换热器(31)的出口端，另一端连接所述冷却器(41)的进口端。
6.根据权利要求5所述的核电厂非能动最终热阱冷却系统，其特征在于，所述换热器(31)连接有用于接通冷源的进水管(32)和出水管(33)；所述冷源通过所述进水管(32)进入所述换热器(31)，与通过所述换热器(31)的进口端进入所述换热器(31)中的水进行热交换后，通过所述出水管(33)流出所述换热器(31)。
7.根据权利要求1所述的核电厂非能动最终热阱冷却系统，其特征在于，所述高位水箱(43)和所述冷却器(41)之间设有第七管道(57)，所述第七管道(57)一端连接所述高位水箱(43)，另一端延伸至所述冷凝器(42)上方；所述第七管道(57)上设有控制阀。
8.根据权利要求1所述的核电厂非能动最终热阱冷却系统，其特征在于，所述第四管道(54)和第五管道(55)之间还设有将所述第四管道(54)和第五管道(55)连通的第八管道(58)；所述第八管道(58)一端于所述第一水泵和安全壳(2)之间连接在所述第四管道(54)上，所述第八管道(58)另一端于所述第二水泵与安全壳(2)之间连接在所述第五管道(55)上。
9.根据权利要求1-8任一项所述的核电厂非能动最终热阱冷却系统，其特征在于，所述换料水箱(1)内设置有探测所述换料水箱(1)内水位的液位浮球(11)、和/或探测所述换料水箱(1)内的温度变化的温度探测器(12)。
10.一种使用权利要求1-9任一项所述的核电厂非能动最终热阱冷却系统的核电厂非能动最终热阱冷却方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过第一管道(51)和/或第二管道(52)将换料水箱(1)的冷却水和/或安全壳(2)的地坑(23)中的水注入冷却水换热装置(3)中进行换热，所述换料水箱(1)的冷却水和/或地坑(23)中的水经换热后变成热水；
S2、将所述热水通过第三管道(53)输入到非能动冷却装置(4)的冷却器(41)内，对非能动冷却装置(4)的闭路循环水加热，所述热水经冷却器(41)后变回冷却水；
其中，闭路循环水加热过程中产生蒸汽，蒸汽由气导管(44)输入到冷凝器(42)内，蒸汽在冷凝器(42)内经高位水箱(43)喷下的水冷却，冷却后的闭路循环水从冷凝器(42)通过液导管(45)流入冷却器(41)；
S3、通过第四管道(54)上的第一水泵(61)和/或第五管道(55)上的第二水泵(62)将所述冷却水经过喷淋装置(22)和/或安注管线(21)注入所述安全壳(2)内，对所述安全壳(2)进行降温；对所述安全壳(2)降温后的冷却水变为热水再汇集在所述安全壳(2)的地坑(23)中，以回流至冷却水换热装置(3)再进行循环冷却工作。

核电厂非能动最终热阱冷却系统及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种核电厂最终热阱冷却系统，尤其涉及一种核电厂非能动最终热阱系统及方法。\n背景技术\n[0002] 核反应堆的一个特点是在停堆后仍需要对堆芯进行冷却，因为核燃料有自衰变余热，虽然比人控裂变产生的热量小的多，但是如果长时间得不到冷却，也会使得堆芯达到上千度的温度，导致核燃料棒融化，然后是烧穿外层保护的钢壳、混凝土结构等，造成核泄漏。\n而在反应堆停堆的情况下，余热冷却系统的泵所需的电力就需要从外部输入。一般情况会准备多路外电网输入，同时每台机组一般有2台应急柴油发电机供电，而且同一电厂内的其他机组的应急柴油发电机也可以互相备用。\n[0003] 日本福岛在强烈的地震后，第一核电厂的外电网全部瘫痪了，自身的应急柴油发电机在运行一小时后，也因为海啸的袭击而全部丧失，这就导致失去所有外部电源供应，堆芯失去强迫冷却手段。反思福岛核电站事故，安全壳冷却系统需要电源支持和脆弱的应急电源是最终导致堆芯融化的两大原因。\n[0004] 国际上对安全壳内降温的方式一般采用新一代核电站AP1000的安全理念使用了被动安全的概念。例如在停堆散热的问题上，在反应堆顶部就建有一个数千吨的水箱了。一旦发生像福岛这样备用电源全部丧失的极端事故，仍可让安全壳顶部的水箱内的水淋洒在钢制安全壳表面进行降温。但是，这种降温方式对于第二代核电站的建设来说其耗能多、建造水箱和钢制安全壳耗费的钢材量巨大，制作难度较高。\n发明内容\n[0005] 本发明要解决的技术问题在于，提供一种简化建造过程、节省建设投资、稳定性高及冷却效果好的核电厂非能动最终热阱冷却系统及方法。\n[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电厂非能动最终热阱冷却系统，包括用于提供冷却水的换料水箱、安全壳、依次连接在所述换料水箱和安全壳之间的冷却水换热装置和非能动冷却装置；\n[0007] 所述安全壳内设置有通过将冷却水注入所述安全壳内而对所述安全壳进行冷却的安注管线，所述安全壳内顶部设置有通过将冷却水喷淋至所述安全壳内而对所述安全壳进行冷却的喷淋装置，所述安全壳的底部设置有用于汇集所述安全壳内的水的地坑；\n[0008] 所述非能动冷却装置包括冷却器、位于所述冷却器的上方并通过气导管和液导管连接所述冷却器的冷凝器、以及利用势能对所述冷凝器进行冷却的高位水箱，所述冷却器、气导管、冷凝器和液导管之间相互连通形成一供闭路循环水流通的循环回路；\n[0009] 所述换料水箱和所述地坑分别通过第一管道和第二管道连接所述冷却水换热装置的进口端，所述冷却水换热装置的出口端通过第三管道连接所述冷却器的进口端，所述喷淋装置和安注管线分别通过第四管道和第五管道连接所述冷却器的出口端，且所述第四管道和第五管道上分别设置有第一水泵和第二水泵。\n[0010] 优选地，所述第一管道至第五管道上分别设有控制阀，所述第一管道和第二管道上还分别设有单向阀。\n[0011] 优选地，所述换料水箱和所述冷却器的出口端之间还连接有第六管道，所述换料水箱、第一管道、冷却水换热装置、第三管道、冷却器和第六管道之间相互连通形成一换料水箱冷却水循环回路；所述第六管道上设有控制阀。\n[0012] 优选地，所述冷却水换热装置的进口端位置还设有通过第一管道和/或第二管道泵取所述换料水箱中的冷却水和/或地坑中的水的第三水泵。\n[0013] 优选地，所述冷凝器包括盘管，所述盘管一端通过所述气导管连接至所述冷却器上端，所述盘管另一端通过所述液导管连接至所述冷却器的下端；且所述气导管通过所述冷却器与所述液导管连通；\n[0014] 所述冷却水换热装置包括至少一个换热器；所述第一管道和第二管道的一端分别连接所述换料水箱和地坑，所述第一管道和第二管道的另一端均连接所述换热器的进口端；所述第三管道一端连接所述换热器的出口端，另一端连接所述冷却器的进口端。\n[0015] 优选地，所述换热器连接有用于接通冷源的进水管和出水管；所述冷源通过所述进水管进入所述换热器，与通过所述换热器的进口端进入所述换热器中的水进行热交换后，通过所述出水管流出所述换热器。\n[0016] 优选地，所述高位水箱和所述冷却器之间设有第七管道，所述第七管道一端连接所述高位水箱，另一端延伸至所述冷凝器上方；所述第七管道上设有控制阀。\n[0017] 优选地，所述第四管道和第五管道之间还设有将所述第四管道和第五管道连通的第八管道；所述第八管道一端于所述第一水泵和安全壳之间连接在所述第四管道上，所述第八管道另一端于所述第二水泵与安全壳之间连接在所述第五管道上。\n[0018] 优选地，所述换料水箱内设置有探测所述换料水箱内水位的液位浮球、和/或探测所述换料水箱内的温度变化的温度探测器。\n[0019] 本发明还提供一种核电厂非能动最终热阱冷却方法，包括以下步骤：\n[0020] S1、通过第一管道和/或第二管道将换料水箱的冷却水和/或安全壳的地坑中的水注入冷却水换热装置中进行换热，所述换料水箱1的冷却水和/或地坑中的水经换热后变成热水；\n[0021] S2、将所述热水通过第三管道输入到非能动冷却装置的冷却器内，对非能动冷却装置的闭路循环水加热，所述热水经冷却器后变回冷却水；\n[0022] 其中，闭路循环水加热过程中产生蒸汽，蒸汽由气导管输入到冷凝器内，蒸汽在冷凝器内经高位水箱喷下的水冷却，冷却后的闭路循环水从冷凝器通过液导管流入冷却器；\n[0023] S3、通过第四管道上的第一水泵和/或第五管道上的第二水泵将所述冷却水经过喷淋装置和/或安注管线注入所述安全壳内，对所述安全壳进行降温；对所述安全壳降温后的冷却水变为热水再汇集在所述安全壳的地坑中，以回流至冷却水换热装置再进行循环冷却工作。\n[0024] 本发明通过冷却水换热装置和非能动冷却装置实现冷却水在换料水箱和安全壳之间循环，通过第一水泵和第二水泵将冷却水输入至安全壳内，以达到冷却安全壳的作用，具有简化建造过程、节省建设投资、稳定性高及冷却效果好等特点，其在第二代核电站内运行时具有运行初期完全非能动的特性，无需外加动力；既可以在全厂失电情况下冷却，也可以作为失去冷源事故的缓解手段。\n[0025] 冷却水在换料水箱、冷却水换热装置、非能动冷却装置和安全壳之间形成的冷却回路在外部环境和安全壳内流体形成双重界面，可容忍单侧泄漏，即仅冷凝器发生泄漏时，系统整体的密封不受影响，不会导致安全壳地坑水向环境泄漏。\n附图说明\n[0026] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：\n[0027] 图1是本发明的核电厂非能动最终热阱冷却系统一实施例的结构示意图；\n[0028] 图2是本发明的核电厂非能动最终热阱冷却系统一实施例的管道连接图；\n[0029] 图3是本发明的核电厂非能动最终热阱冷却系统另一实施例的管道连接图。\n具体实施方式\n[0030] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。\n[0031] 如图1-3所示，本发明一实施例的核电厂非能动最终热阱冷却系统，包括换料水箱1、安全壳2、依次连接在换料水箱1和安全壳2之间的冷却水换热装置3和非能动冷却装置4；换料水箱1用于装冷却水，为系统提供冷却水，以对安全壳2进行冷却；冷却水换热装置3用于与冷却水进行热交换；冷却水经热交换后变热后可经非能动冷却装置4进行冷却，再进入安全壳2或流回换料水箱1中。\n[0032] 通常，安全壳2的壁厚在1米左右，热阻极大、密封性好，能够将放射性物质阻挡在其内，即使发生核泄漏事故，放射性物质也能被限制在安全壳2范围内，无法向外界逸散。\n安全壳2内设置有安注管线21，冷却水可通过该安注管线21注入安全壳2内而对安全壳2进行冷却；安全壳2内顶部设置有喷淋装置22，冷却水可通过喷淋装置22喷淋至安全壳2内而对安全壳2进行冷却；安全壳2的底部设置地坑23，用于汇集安全壳2内的水，并可排出安全壳2，从而将安全壳2内的热量导出。\n[0033] 核电厂非能动最终热阱冷却系统通过非能动冷却装置4的设置，实现系统在应急冷却情况下（如冷却水换热装置3失效、核电厂电力故障或失电等）对安全壳2进行冷却。\n非能动冷却装置4包括冷却器41、通过气导管44和液导管45连接冷却器的冷凝器42、以及利用势能对冷凝器42进行冷却的高位水箱43，该高位水箱43用于装冷却水，利用势能淋至冷凝器42上而冷却冷凝器42中的水；冷凝器42的设置位置高于冷却器41的设置位置，从而冷凝器42位于冷却器41的上方，该上方包括正上方、斜上方等位置。该冷却器41、气导管44、冷凝器42和液导管45之间相互连通形成一供闭路循环水流通的循环回路。作为一种实施方式，冷凝器42可包括盘管，盘管一端通过气导管44连接至冷却器41上端，盘管另一端通过液导管45连接至冷却器42的下端；且气导管44通过冷却器41与液导管45连通。在实际运用中，高位水箱43可设置在山顶等高于冷却器41的位置上。\n[0034] 闭路循环水在冷却器41内可与进入冷却器41的冷却水进行热交换，以冷却经过该冷却器41的冷却水。当冷却水已在冷却水换热装置3热交换而变热水后流经该冷却器\n41，该热水在该冷却器41中可与其闭路循环水进行热交换，闭路循环水受热可汽化，通过气导管44流至冷凝器42中，冷凝后回复成液态水经液导管45自动流回冷却器41中，热水则通过与闭路循环水热交换后回冷。闭路循环水可在吸热汽化-放热冷凝之间反复，而不需动力。\n[0035] 换料水箱1和安全壳2的地坑23分别通过第一管道51和第二管道52连接冷却水换热装置3的进口端，换料水箱1内的冷却水通过第一管道51流至冷却水换热装置3，地坑23内的水通过第二管道52流至冷却水换热装置3。冷却水换热装置3的出口端通过第三管道53连接冷却器41的进口端，换料水箱1内的冷却水和地坑23内的水经过冷却水换热装置3后再通过该第三管道53进入冷却器41。而喷淋装置22和安注管线21则分别通过第四管道54和第五管道55连接冷却器41的出口端，使得经过冷却器41的冷却水可分别经过第四管道54、第五管道55进入安全壳2内，对安全壳2进行冷却。且，在第四管道\n54和第五管道55上分别设置有第一水泵61和第二水泵62，通过第一水泵61和第二水泵\n62工作可将冷却水注入安全壳2中。\n[0036] 冷却水换热装置3的进口端位置还设有第三水泵63，用于通过第一管道51泵取换料水箱1内的冷却水、通过第二管道52泵取地坑23中的水或泵取前述两种中的水。换料水箱1内进一步可设置有液位浮球11，用于探测换料水箱1内水位；或者，换料水箱1内设置有温度探测器12，用于探测换料水箱1内的温度变化；可以理解地，换料水箱1内也可同时设有该液位浮球11和温度探测器12。\n[0037] 上述的第一管道51至第五管道55上分别设有控制阀71、72、73、74、75，以控制各管道内的水流量或开关管道。优选地，第四管道54上的控制阀74于第一水泵61和喷淋装置22之间、临近喷淋装置22设置；第五管道55上的控制阀75也可于第二水泵62和安注管线21之间、临近安注管线21设置。第一管道51和第二管道52上还分别设有单向阀81、\n82，通过在第一管道51上设置单向阀81，可防止第一管道51内冷却水流回换料水箱1中；\n通过在第二管道52上设置单向阀81，防止第二管道52内的水流回地坑23中。\n[0038] 进一步地，第四管道54和第五管道55之间还可设有第八管道58，用于将第四管道\n54和第五管道55连通。该第八管道58一端于第一水泵61和安全壳2之间连接在第四管道54上，另一端于第二水泵62与安全壳2之间连接在第五管道55上。优选地，第八管道\n58一端于第一水泵61和第四管道54上控制阀74之间而连接第四管道54，第八管道58另一端于第二水泵62和第五管道55上的控制阀75之间而连接第五管道55。该第八管道58上也可根据需要设置控制阀78。\n[0039] 当第一水泵61损坏不工作时，需要采用喷淋装置22对安全壳2进行冷却，通过第二水泵62工作，仍可将冷却水自第五管道55流到第八管道58，再从第八管道58流到第四管道54后流至喷淋装置22；其中，在不需要安注管线21冷却安全壳2时，可将第五管道55上的控制阀75关闭，反之则开启第五管道55上的控制阀75。同样，当第二水泵62损坏不工作时，需要采用安注管线21冷却安全壳2，可通过第一水泵61工作，将冷却水自第四管道54流到第八管道58，再从第八管道58流到第五管道55后流至安注管线21；其中，在不需要喷淋装置22冷却安全壳2时，可将第四管道54上的控制阀74关闭，反之则开启第四管道54上的控制阀74。\n[0040] 进一步地，换料水箱1和冷却器41的出口端之间还连接有第六管道56，换料水箱\n1、第一管道51、冷却水换热装置3、第三管道53、冷却器41和第六管道56之间相互连通形成一换料水箱1冷却水循环回路，换料水箱1内的冷却水可经第一管道51流至冷却水换热装置3，进行热交换后变热水，热水流至冷却器41经冷却后变回冷却水，然后经第六管道56可再流回换料水箱1内。该第六管道56上设有控制阀76，用于开关该第六管道56或控制该第六管道56内水流量。\n[0041] 高位水箱43和冷却器41之间设有第七管道57，第七管道57一端连接高位水箱\n43，另一端延伸至冷凝器42上方，通过第七管道57可将高位水箱43内的冷却水淋至冷凝器42上，将冷凝器42内部的汽化水冷凝回液态水。为将高位水箱43内的冷却水更加均匀淋到冷凝器42上方，可在该第七管道57位于冷凝器42上方的一端设置喷淋头431。此外，在第七管道57上也设有控制阀（未图示），用于开关该第七管道57或控制该第七管道57内水流量。\n[0042] 上述各水泵及控制阀等均可通过单片机控制、高能蓄电池供电。其中，冷却水换热装置3包括至少一个换热器31；如图2所示，作为一种选择性实施方式，冷却水换热装置3包括一个换热器31。作为另一种选择性实施方式，如图3所示，冷却水换热装置3可包括两个换热器31，当其中一换热器31故障不能使用时，则启动另一换热器31工作，或两换热器\n31同时工作，当其中一换热器31故障时不影响系统的热交换工作。该换热器31的数量根据需要设置，不限于一个或两个。\n[0043] 第一管道51和第二管道52的一端分别连接换料水箱1和地坑23，第一管道51和第二管道52的另一端均连接换热器31的进口端；第三管道53一端连接换热器31的出口端，另一端连接冷却器41的进口端。换热器31连接有用于接通冷源的进水管32和出水管\n33；冷源通过进水管32进入换热器31，与通过换热器31的进口端进入换热器31中的水进行热交换后，通过出水管33流出换热器31。冷源可为大海、河流或水库等水域。\n[0044] 在正常情况下，该核电厂非能动最终热阱冷却系统的冷却方法是通过第三水泵63将换料水箱1的冷却水或/和，安全壳2的地坑23中的水注入冷却水换热装置3中进行换热。在冷却水换热装置3中，冷源通过进水管32进入换热器31，与注入冷却水换热装置3中的换料水箱1或/和地坑23的水进行热交换后，通过出水管33排回冷源中并将热量带走。\n[0045] 特别地，该核电厂非能动最终热阱冷却系统适用在应急情况下（如冷却水换热装置3失效、核电厂电力故障或失电等）对安全壳2进行冷却。因此，本发明还提供一种核电厂非能动最终热阱冷却方法，由上述的核电厂非能动最终热阱冷却系统工作实现，参考图\n1-3，该方法可包括以下步骤：\n[0046] S1、通过第一管道51和/或第二管道52将换料水箱1的冷却水和/或安全壳2的地坑23中的水注入冷却水换热装置3中进行换热，换料水箱1的冷却水和/或地坑23中的水经换热后变成热水。换热主要在冷却水换热装置3的换热器31中实现；第一管道51和第二管道52的开启或关闭分别可通过其上的控制阀71、72控制。\n[0047] S2、将热水通过第三管道53输入到非能动冷却装置4的冷却器41内，对非能动冷却装置4的闭路循环水加热，热水经冷却器41后变回冷却水。\n[0048] 其中，闭路循环水加热过程中产生蒸汽，蒸汽由气导管44输入到冷凝器42内，蒸汽在冷凝器42内经高位水箱43喷下的水冷却，冷却后的闭路循环水从冷凝器42通过液导管45流入冷却器41。冷却后的闭路循环水主要通过位差自动从冷凝器42通过液导管45流入冷却器41。\n[0049] 第三管道53的开启或关闭通过其上的控制阀73控制。热水通过第三管道53输入到非能动冷却装置4中可由设置在冷却水换热装置3的进口端位置的第三水泵63工作实现。\n[0050] S3、通过第四管道54上的第一水泵61和/或第五管道55上的第二水泵62将冷却水经过喷淋装置22和/或安注管线21注入安全壳2内，对安全壳2进行降温；对安全壳\n2降温后的冷却水变为热水再汇集在安全壳2的地坑23中，以回流至冷却水换热装置3再进行循环冷却工作。同样，第四管道54和第五管道55的开启或关闭分别可通过其上的控制阀74、75控制。\n[0051] 以下以几种具体冷却模式来说明本发明的冷却方法。\n[0052] 应急喷淋模式：在正常的安全壳2喷淋控制失效的情况下，无法对安全壳2内温度进行降温，此时换料水箱1的冷却水、或者安全壳2的地坑23中的水、或者换料水箱1的冷却水和地坑23中的水通过第三水泵63注入冷却水换热装置3中的换热器31进行换热后变成热水；打开第三管道53上的控制阀，热水通过换热器31的出口端输入到非能动冷却装置4的冷却器41内，对非能动冷却装置4的闭路循环水加热，闭路循环水加热过程中会产生蒸汽，蒸汽由气导管44输入到冷凝器42内，遇到高位水箱43内的喷淋下的水，蒸汽放热冷凝，由于存在位差，冷却后的闭路循环水自动从冷凝器42通过液导管45流入冷却器41，热水经冷却器41后变回冷却水；同时关闭第六管道56上的控制阀、第五管道55上的控制阀，通过第一水泵61和第二水泵62将冷却水注入安全壳2内，通过喷淋装置22对安全壳\n2进行降温，水再汇集在安全壳2的地坑23以回流至换热器31再进行循环冷却工作。\n[0053] 应急安注模式：在正常的安全壳2安全注入系统失效的情况下，无法维持反应堆水装量。此时换料水箱1中的冷却水、或者安全壳2的地坑23中的水、或者换料水箱1的冷却水和地坑23中的水通过第三水泵63注入冷却水换热装置3中的换热器31进行换热后变成热水；打开第三管道53上的控制阀，热水通过换热器31的出口端输入到非能动冷却装置4的冷却器41内，对非能动冷却装置4的闭路循环水加热，闭路循环水加热过程中会产生蒸汽，蒸汽由气导管44输入到冷凝器42内，遇到高位水箱43内的喷淋下的水，蒸汽放热冷凝，由于存在位差，冷却后的闭路循环水自动从冷凝器42通过液导管45流入冷却器41，热水经冷却器41后变回冷却水；同时关闭第六管道56上的控制阀、第四管道54上的控制阀，通过第一水泵61和第二水泵62将冷却水注入安全壳2内，通过安注管线21对安全壳\n2进行降温，水再汇集在安全壳2的地坑23以回流至换热器31再进行循环冷却工作。\n[0054] 应急喷淋、安注模式：在正常的安全壳2喷淋控制和安全注入系统失效的情况下，此时换料水箱1中的冷却水、或者安全壳2的地坑23中的水、或者换料水箱1的冷却水和地坑23中的水通过第三水泵63注入冷却水换热装置3中的换热器31中进行换热后变成热水；打开第三管道53上的控制阀，热水通过换热器31的出口端输入到非能动冷却装置4的冷却器41内，对非能动冷却装置4的闭路循环水加热，闭路循环水加热过程中会产生蒸汽，蒸汽由气导管44输入到冷凝器42内，遇到高位水箱43内的喷淋下的水，蒸汽放热冷凝，由于存在位差，冷却后的闭路循环水自动从冷凝器42通过液导管45流入冷却器41，热水经冷却器41后变回冷却水；同时第六管道56上的控制阀，通过第一水泵61和第二水泵\n62将冷却水注入安全壳2内，通过喷淋装置22和安注管线21对安全壳2进行降温，水再汇集在安全壳2的地坑23以回流至换热器31再进行循环冷却工作。\n[0055] 此外，通过本发明的核电厂非能动最终热阱冷却系统实现的冷却方法海包括应急冷却模式：在极端情况或者自然灾害的情况下，冷却水换热装置3的冷源入口无法工作或者被堵塞，安全壳2没有冷源的供应，此时换料水箱1中的冷却水通过第三水泵63注入冷却水换热装置3中，而此时,冷却水换热装置3无法与冷源换热，反而因为其它热源使之升温，而需要通过第一管道51将换料水箱1中的冷却水输入冷却水换热装置3，冷却水流经冷却水换热装置3的换热器31进行热交换而带走冷却水换热装置3的热量，冷却水由于吸热变成热水。第三管道53的控制阀打开，热水通过换热器31的出口端经第三管道53输入到非能动冷却装置4的冷却器41内，对非能动冷却装置4的闭路循环水加热，闭路循环水加热过程中会产生蒸汽，蒸汽由气导管44输入到冷凝器42内，遇到高位水箱43喷淋下的水，蒸汽放热冷凝，由于存在位差，冷却后的闭路循环水自动从冷凝器42通过液导管45流入冷却器41，同时关闭第四管道54上的控制阀、第五管道55上的控制阀，热水经冷却器41后变回冷却水通过第六管道56回流至换料水箱1中再进行循环冷却工作。\n[0056] 冷却水在换料水箱1、冷却水换热装置3、非能动冷却装置4和安全壳2之间形成的冷却回路在外部环境和安全壳2内流体形成双重界面，可容忍单侧泄漏，即仅冷凝器42发生泄漏时，系统整体的密封不受影响，不会导致安全壳地坑23水向环境泄漏。结合传热学的发展，本发明可用于传统的预应力安全壳2冷却；无需建设大型钢制安全壳，可简化建造过程，节省建设投资，没有钢铁腐蚀导致安全壳减薄甚至穿孔的可能，能确保安全壳冷却连续进行。该冷却回路可以用于二代核电站的安全升级，避免向安全壳2内直接注水，防止安全壳2超压，避免放射性向环境排放。\n[0057] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。