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本发明属于核设施安全设备技术领域，涉及一种非能动乏燃料水池冷却补水及余热利用系统，包括乏燃料水池、冷却水池、乏燃料衰变余热冷却系统、余热利用系统和非能动补水系统；乏燃料水池内填充冷却剂对乏燃料组件进行冷却，冷却水池位于乏燃料水池的上方。乏燃料衰变余热冷却系统，依靠自然循环能力导出乏燃料水池内乏燃料组件产生的衰变余热；余热利用系统，用以实现乏燃料组件衰变余热能量的转化及利用；非能动补水系统，用以在系统正常运行工况及事故工况下保障乏燃料水池及时补水。本发明提出的系统能够在失去电力的事故工况下，通过非能动的方式实现乏燃料水池的正常及事故工况补水，并解决乏燃料水池存在的经济性较低的问题。