具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种余热排出系统，包括：主管、小流量管、泵前取压管和泵后取压管，

所述主管连接于反应堆冷却剂系统环路的热段和冷段之间，所述主管上沿热段至冷段的冷却剂流动方向依次设有第一隔离阀、循环泵、热交换器和第二隔离阀，

所述小流量管连接于所述主管的第一连通口和第二连通口之间，所述第一连通口为所述第一隔离阀和所述循环泵之间的位置，所述第二连通口为所述热交换器和第二隔离阀之间的位置，所述小流量管上设有自力式压差调节阀，

所述循环泵将主管分为泵前段和泵后段，

所述泵前取压管设于主管的泵前段和自力式压差调节阀之间，用于将泵前段中冷却剂的压力P1导入自力式压差调节阀中，

所述泵后取压管设于主管的泵后段和自力式压差调节阀之间，用于将泵后段中冷却剂的压力P2导入自力式压差调节阀中，

当第一隔离阀开启且第二隔离阀关闭，或反应堆冷却剂系统环路冷段中冷却剂的压力升高时，压差P＝P2-P1大于设定值，以使自力式压差调节阀开启，实现小流量管与主管的连通，

当第一隔离阀和第二隔离阀均开启时，压差P＝P2-P1小于设定值，以使自力式压差调节阀关闭，实现小流量管与主管的断开。

本发明还提供一种利用上述的系统排出反应堆冷却剂系统中余热的方法，包括以下步骤：

开启第一隔离阀，关闭第二隔离阀，以使主管与小流量管的连通，启动循环泵，通过循环泵的动力将小流量管与主管构成的循环中的冷却剂加热至设定值，

开启第二隔离阀，以使主管与小流量管断开连接，且与反应堆冷却剂系统构成循环，通过循环泵的动力将反应堆冷却剂系统环路热段中的冷却剂泵入热交换器中冷却后再送至反应堆冷却剂系统环路热段中。

本发明还提供一种核电系统，包括反应堆冷却剂系统和上述的余热排出系统。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供一种余热排出系统，包括：主管、小流量管20、泵前取压管21和泵后取压管22，

主管连接于反应堆冷却剂系统环路的热段10和冷段30之间，主管上沿热段10至冷段30的冷却剂流动方向依次设有第一隔离阀001、循环泵002、热交换器004和第二隔离阀005，

小流量管20连接于主管的第一连通口和第二连通口之间，第一连通口为第一隔离阀001和循环泵002之间的位置，第二连通口为热交换器004和第二隔离阀005之间的位置，小流量管20上设有自力式压差调节阀006，

循环泵002将主管分为泵前段和泵后段，

泵前取压管21设于主管的泵前段和自力式压差调节阀006之间，用于将泵前段中冷却剂的压力P1导入自力式压差调节阀006 中，

泵后取压管22设于主管的泵后段和自力式压差调节阀006之间，用于将泵后段中冷却剂的压力P2导入自力式压差调节阀006 中，

当第一隔离阀001开启且第二隔离阀005关闭，反应堆冷却剂系统环路冷段30中冷却剂的压力升高时，压差P＝P2-P1大于设定值，以使自力式压差调节阀006开启，实现小流量管20与主管的连通，

当第一隔离阀001和第二隔离阀005均开启时，压差P＝P2-P1 小于设定值，以使自力式压差调节阀006关闭，实现小流量管20 与主管的断开。

在电厂功率运行状况下，通过关闭第一隔离阀001和第二隔离阀005，使得本系统与反应堆冷却剂系统隔离。在投入冷却堆芯前，需对系统进行预热，以减少热冲击带来的设备寿命缩短。

通过在小流量管20上设置压力式压差调节阀006，并将余热排出主管上的循环泵002的泵前压力和泵后压力导入压力式压差调节阀006中，从而能够根据泵的扬程来自动调整压力式压差调节阀006的状态，从而自动控制小流量管20的通断。

即在预热工况下，第一隔离阀001开启，第二隔离阀005关闭，泵后压力大，循环泵002扬程超过压力式压差调节阀006的设定值，压力式压差调节阀006自动打开，小流量管20连通，冷却剂通过循环泵002在余热排出主管和小流量管20之间进行内循环，直至循环泵002将内循环中的冷却剂加热至系统连通反应堆冷却剂系统的温度要求；在余热排出工况下，第一隔离阀001和第二隔离阀005均开启，此时循环泵002前后压差减小，至循环泵002扬程降低至小于压力式压差调节阀006的设定值时，压力式压差调节阀006自动关闭，小流量管20隔离，反应堆冷却剂系统热段10中的冷却剂通过循环泵002泵入在余热排出主管线上的热交换器004中，经冷却后送至反应堆冷却剂系统的冷段30中，以将反应堆冷却剂系统中的余热排出。并且，本系统在余热排出工作过程中发生事故，如反应堆冷却剂系统环路的冷段30压力突然升高或第二隔离阀关闭时，循环泵002需要克服的阻力增大，流量减少，扬程升高，直至超过压力式压差调节阀006的设定值，压力式压差调节阀006开启，小流量管20连通，循环泵002从对反应堆冷却剂系统的循环转为系统的内循环，循环泵002不会被卡死，或者损坏，从而保持了设备和系统的安全的状态。

由此，本系统实现了在不需要额外的仪控逻辑配置的前提下，小流量管20在不同需求工况下的自动启闭，即可以实现余热排出系统的预热功能以及循环泵002的保护功能，又可以实现在执行正常冷却时，小流量管20的自动隔离。从而本系统具有结构简单、可靠性高的优点，同时对系统的冷却能力有直接的提升，经济效益显著；此外，还保证了循环泵的安全性。

并且，本系统的设置，压缩了停堆换料时间，提升了系统的冷却能力，运行方法安全、设置简单，具备优秀的经济性和运行能力。

本实施例中，为保证泵前压力的准确性，泵前取压管21设于主管的第一连通口和自力式压差调节阀006之间。

本实施例中，泵后取压管22设于主管的第三连通口和自力式压差调节阀006之间，第三连通口为循环泵002和热交换器004 之间的位置。

本实施例中，主管还设有止回阀003，止回阀003为循环泵 002和热交换器004之间的位置。

如图2所示，本实施例中，自力式压差调节阀006包括主阀 1、导阀2和阀杆3，

主阀1具有主阀腔，主阀腔中设有阀座4，阀座将主阀腔分割为进液腔11和出液腔12，进液腔11开设有进液口，进液口与主管的泵前段相连，出液腔12开设有出液口，出液口与主管的泵后段相连，阀座4上开设有连通进液腔和出液腔的阀口，

导阀2具有膜腔，膜腔中设有膜片5，膜片5将膜腔分割为上膜腔201和下膜腔202，泵前取压管21与下膜腔202连通，泵后取压管22与上膜腔201连通，

阀杆3的一端通过弹簧6与膜片5相连，阀杆3的另一端设有与阀座的阀口配合的阀芯31，设定值为弹簧6的弹力，

当膜片5上下两端的压差ΔP小于弹簧6的弹力时，阀芯31 关闭阀口，以实现自力式压差调节阀006的自动关闭，

当压差ΔP小于弹簧6的弹力时，阀杆3上移带动阀芯31打开阀口，以实现自力式压差调节阀006的自动开启。

具体地，膜片5上游取压压力P₂和下游取压压力P₁，经过管线输入到膜室内作用在膜片5上，产生的作用力与弹簧6的反作用力相平衡，决定了阀芯31、阀座4的相对位置，控制了阀门的关闭。当P₂、P₁压差增加时，膜片5上的作用力大于弹簧6 的反作用力，使阀芯31开向阀座4的位置。当P₂、P₁压差减小时，膜片5上的作用力小于弹簧6的反作用力，使阀芯31关向阀座4的位置。

具体地：

电厂功率运行期间，第一隔离阀001、第二隔离阀005关闭，本系统与反应堆冷却剂系统与本系统隔离，处在备用状态，循环泵002停转，小流量管20上的自力式压差调节阀006处在关闭的状态；

停堆期间，电厂反应堆冷却剂系统降温到180℃时，达到本系统的介入点，本系统开始预热。开启第一隔离阀001，第二隔离阀005仍处在关闭状态，连通本系统入口管线(主管的泵前段) 与反应堆冷却剂系统，系统升压到2.5-3.0MPa，启动循环泵002。由于返回管线(主管的泵后段)的关闭，循环泵001需要克服的阻力较大，扬程超过自力式压差调节阀006的设定值，小流量管20连通，循环泵002通过小流量管20进行内循环，直至将系统内的温度加热到与反应堆冷却剂系统的温差小于60℃，达到了系统连通反应堆冷却剂系统的条件要求。

稍后开启第二隔离阀005，本系统的进出口管线均与反应堆冷却剂系统连通，循环泵002开始对反应堆冷却剂进行循环冷却，此时阻力减小，循环泵002流量提升到850m³/h,扬程变低,小于自力式压差调节阀006的设定值，自力式压差调节阀006关闭，小流量管20隔离，通过循环泵002的流量即为纯冷却流量。

本系统正在反应堆进行冷却时，在某些事故情况下，如反应堆冷却剂系统环路冷段30管线压力突然升高，或第二隔离阀005 关闭，循环泵002需要克服的阻力增大，流量减少，扬程升高，直至超过自力式压差调节阀006的定值，自力式压差调节阀006 开启，小流量管20连通，循环泵002从对反应堆冷却剂系统的循环转为系统的内循环，循环泵002不会被卡死，或者损坏，保持了设备和系统的安全的状态。

实施例2：

本实施例提供一种利用实施例1的系统排出反应堆冷却剂系统中余热的方法，包括以下步骤：

开启第一隔离阀001，关闭第二隔离阀005，以使主管与小流量管20的连通，启动循环泵002，通过循环泵002的动力将小流量管20与主管构成的循环中的冷却剂加热至设定值，

开启第二隔离阀005，以使主管与小流量管20断开连接，且与反应堆冷却剂系统构成循环，通过循环泵002的动力将反应堆冷却剂系统环路热段10中的冷却剂泵入热交换器004中冷却后再送至反应堆冷却剂系统环路热段10中。

以某电厂中采用的余热排出系统为例，其扬程特征曲线如图 3所示，该系统中自力式压差调节阀006的压差设定为83m(对应的泵流量为400m³/h)，即泵流量在400m³/h以上(对应扬程小于83m)时，自力式压差调节阀006关闭，系统进入余热排出工况；泵流量在400m³/h以下(对应扬程大于83m)时，自力式压差调节阀006开启，系统进入预热工况。

实施例3：

本实施例提供一种核电系统，包括反应堆冷却剂系统和实施例1的余热排出系统。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。