本实用新型提供了一种利用浮球阀控制的池式反应堆余热排出系统，适用于铅铋合金冷却反应堆；设置以不锈钢为材质、纵截面呈U型的冷却容器，内腔密闭，作为冷却腔，注入有液态水冷却剂，密闭的反应堆安全容器相适配地内置于冷却容器内侧侧壁围设形成的空腔内，侧壁与冷却容器的内侧侧壁相贴，顶端与冷却容器顶端相齐平并于相接处焊接密封；冷却腔由绝热围桶分隔形成外侧腔室与内侧腔室，能够由上方的储水箱通过供水管经外侧腔室向腔内注入液态水冷却剂，内侧腔室顶端设有水蒸汽排出管道，管端设有烟囱，与外部大气环境相通，供水管上设有浮球阀，不锈钢浮球浮于内侧腔室液面上。本实用新型结构设计简洁、可靠性较高，有利于提高反应堆的安全性，降低反应堆的经济成本。