核電站氣液增壓泵再循環(huán)安全注射系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種安全注射系統(tǒng)，尤其涉及一種核電站氣液增壓栗再循環(huán)安全注射系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]文獻(xiàn):[非能動安全先進(jìn)核電廠AP1000/林誠格主編.北京:原子能出版社，2008.8:142-145頁]是西屋公司AP1000非能動堆芯應(yīng)急冷卻系統(tǒng)，主要通過堆芯補水箱、安注箱和內(nèi)置換料水箱滿足不同階段的非能動安注要求。其中堆芯補水箱依靠重力注入，安注箱依靠壓縮氣體膨脹而注入，內(nèi)置換料水箱依靠重力注入，堆芯長期冷卻依靠淹沒安全殼，沒有再循環(huán)過程。
[0003]文獻(xiàn):[柏平，譚祚.AC-600非能動安全系統(tǒng)設(shè)計.核動力工程，1989，05:19-23]中介紹了中國核動力研究設(shè)計院的AC600非能動安全系統(tǒng)，安注系統(tǒng)分為高、中、低三個系統(tǒng)。其中高壓安注為非能動的全壓式堆芯補水箱，除一些信號和閥門操縱機(jī)構(gòu)需直流電源供電外，其余完全靠重力來實現(xiàn)其預(yù)期的功能。低壓安注和堆芯注射的長期再循環(huán)的水源都來自安全殼地坑，避免了像在現(xiàn)有壓水堆電廠中從注射到再循環(huán)階段水源從換料水箱到安全殼地坑的轉(zhuǎn)換。但再循環(huán)時需要用到電動安注栗，是一種能動的方式。
[0004]文獻(xiàn):[鄭紅亮，張恒明，周彬.非能動安注箱用于我國新建CPR1000核電站初步可行性]是我國與日本三菱重工合作開發(fā)擬應(yīng)用于CPR1000堆型的非能動安注箱。其容積較大，在容器底部增加一個無運動零部件的水力部件。該水力部件的結(jié)構(gòu)能在不同階段給注入的含硼水流動產(chǎn)生很大差別的兩種不同(如20倍)阻力，使得這種安注裝置有兩大功能:水力部件低流阻狀態(tài)產(chǎn)生實現(xiàn)常規(guī)壓水堆安注箱的大流量注入；隨后切換到水力部件內(nèi)部高度渦旋流動，產(chǎn)生高流阻，以小流量模式注入反應(yīng)堆，其效果如同常規(guī)壓水堆的低壓安注栗應(yīng)急投人初期一段時間的注射特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了核電站發(fā)生失水事故后的安全注射而提供一種核電站氣液增壓栗再循環(huán)安全注射系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)置安注箱，安注箱的下端經(jīng)管路與一回路的冷管段相通，安注箱的上端與儲氣罐相連通，儲氣罐內(nèi)裝有壓縮氣體，所述安注箱的上端還與氣液增壓栗連通，氣液增壓栗與地坑水連通，氣液增壓栗的出口經(jīng)余熱排出冷卻器與一回路的冷管段連通，所述安注箱與儲氣罐之間、安注箱與氣液增壓栗之間分別設(shè)置有流體控制單元，安裝箱與一回路之間設(shè)置有截止止回閥，氣動增壓栗與地坑水支架的管路上設(shè)置有電動截止閥，安注箱的下封頭處還設(shè)置有液位傳感器。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明適合應(yīng)用于三代核電站安注系統(tǒng)中，具有非能動屬性，依靠儲氣罐內(nèi)壓縮氣體及24伏電源完成整個安注過程，包括初期大流量安注和長期的再循環(huán)安注。本發(fā)明不需要交流電動栗與閥門，尤其在全廠斷電(交流電)情況下也可使用，且整體電功耗不超過100瓦，可滿足失水事故后反應(yīng)堆堆芯長期冷卻要求。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖中:1是安注箱，2是儲氣罐，3與3’均是流體控制單元，4是截止止回閥，5與5’均是壓力傳感器，6是液位傳感器，7是穩(wěn)壓器，8是電動截止閥，9是余熱排出冷卻器，10是氣液增壓栗，11是地坑水，12是反應(yīng)堆。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0011]結(jié)合圖1，本發(fā)明分析了文獻(xiàn)中的優(yōu)缺點，提出了安注箱加氣液增壓栗用于核電站發(fā)生失水事故后的安全注射，主要靠大容量蓄壓安注箱完成失水事故初期所需大流量冷卻劑，長期安注過程依靠氣液增壓栗從地坑吸水注入反應(yīng)堆中，氣液增壓栗所需壓縮氣體來自于多個儲氣罐中的高壓壓縮氣體，壓縮氣體經(jīng)流體控制單元減壓后供給氣液增壓栗使用。本發(fā)明包括安注箱1、儲氣罐2、流體控制單元3與3’、截止止回閥4、壓力傳感器5與5’、液位傳感器6、穩(wěn)壓器7、電動截止閥8、余熱排出冷卻器9、氣液增壓栗10、地坑水11和反應(yīng)堆12。
[0012]所述流體控制單元是由24VDC蓄電池、控制器件PLC、執(zhí)行器件電動執(zhí)行器及調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器組成，調(diào)節(jié)閥由于采用了節(jié)流管調(diào)控技術(shù)使得調(diào)節(jié)時非常省力。兩個流體控制單元總峰值功耗不超過100瓦，運行功耗50瓦，待機(jī)功耗10瓦左右，故蓄電池可以滿足失水事故后長時間安注冷卻的電功耗要求。
[0013]1、本發(fā)明的系統(tǒng)組成
[0014](1)安注箱為一圓筒壓力容器，上下兩個球形封頭。
[0015](2)流體控制單元2個，流體控制單元3安裝在儲氣罐通往安注箱的管道上，流體控制單元3’安裝在安注箱通往氣液增壓栗的管道上，其作用為將氣體減壓。
[0016](3)截止止回閥一個，安裝在安注箱通往一回路冷管段的管道上。電動截止閥一個安裝在地坑到氣液增壓栗之間。
[0017](4)壓力傳感器三個，一個壓力傳感器安裝在儲氣罐內(nèi)，一個壓力傳感器安裝在安注箱頂部，一個的壓力傳感器位于穩(wěn)壓器內(nèi)。
[0018](5)液位傳感器一個，安裝在安注箱底部。
[0019](6)氣液增壓栗進(jìn)口處管道從地坑吸水，出口管道通往一回路冷管段，其壓縮空氣由安注箱內(nèi)氣體以及儲氣罐內(nèi)氣體通過流體控制單元3 ’輸送。
[0020](7)儲氣罐若干個，每個儲氣罐儲有壓縮氣體，其個數(shù)取決于安注壓力和時間。
[0021](8)余熱排出冷卻器對地坑來的水進(jìn)行冷卻后進(jìn)入主回路。
[0022]其中穩(wěn)壓器設(shè)置在反應(yīng)堆一回路上，屬于系統(tǒng)常規(guī)設(shè)備，不具體說明。
[0023]2、本發(fā)明的安注過程
[0024](1)安注箱安注過程
[0025]當(dāng)一回路發(fā)生失水事故時，一回路壓力降低至安注壓力時，截止止回閥4開啟，安注箱內(nèi)的水被安注箱上部的壓縮氣體勢能壓入反應(yīng)堆內(nèi)。當(dāng)安注箱內(nèi)氣體壓力下降較多時，流體控制單元3打開，由儲氣罐提供壓縮氣體經(jīng)流體控制單元減壓后使用。安注箱下封頭處有一液位傳感器，當(dāng)液面低于傳感器處時，此傳感器立即給流體控制單元3以及截止止回閥發(fā)出關(guān)閉信號，使流體控制單元3以及截止止回閥關(guān)閉，轉(zhuǎn)入再循環(huán)安注階段。
[0026](2)再循環(huán)安注
[0027]流體控制單元3’安裝在連接安注箱頂部與氣液增壓栗的管道上，初始處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)接收到再循環(huán)安注信號即其啟動信號為液位傳感器給出安注箱水箱水位過低信號，截止閥8立即開啟，流體控制單元3’立即開啟，安注箱內(nèi)的壓縮氣體便通過流體控制單元3’降壓提供給氣液增壓栗，氣液增壓栗具備增壓能力，將地坑水增壓然后注入反應(yīng)堆一回路冷管段，隨著安注箱內(nèi)壓縮氣體進(jìn)入氣液增壓栗，安注箱內(nèi)壓縮氣體壓力便會降低，則流體控制單元3開啟，使儲氣罐內(nèi)壓縮氣體流向安注箱，調(diào)節(jié)安注箱內(nèi)的壓力在設(shè)定值。從地坑取水進(jìn)行再循環(huán)安注，持續(xù)對堆芯進(jìn)行長期冷卻。
[0028]本發(fā)明適合應(yīng)用于三代核電站安注系統(tǒng)中，具有非能動屬性，依靠儲氣罐內(nèi)壓縮氣體及24伏電源完成整個安注過程，包括初期大流量安注和長期的再循環(huán)安注。不需要交流電動栗與閥門，在全廠斷電(交流電)情況下也可使用，且整體電功耗不超過100瓦。
[0029]當(dāng)核電站一回路系統(tǒng)發(fā)生失水事故時，需要應(yīng)用安全注射系統(tǒng)對其進(jìn)行補水，保證堆芯始終處于冷卻劑淹沒狀態(tài)，確保反應(yīng)堆堆芯有效冷卻。過去的設(shè)計都是采用能動的方式，即大量采用電動栗與核級閥門，系統(tǒng)設(shè)備量大而復(fù)雜。第三代核電的典型特征是非能動安全系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，利用自然循環(huán)、重力、壓縮氣體膨脹等簡單的原理，來實現(xiàn)堆芯冷卻和安全殼的熱量排出，且設(shè)計簡化，較少了大量核級閥門、栗與電纜，大大降低了人因錯誤可能性。
【主權(quán)項】
1.核電站氣液增壓栗再循環(huán)安全注射系統(tǒng)，其特征在于:反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)置安注箱，安注箱的下端經(jīng)管路與一回路的冷管段相通，安注箱的上端與儲氣罐相連通，儲氣罐內(nèi)裝有壓縮氣體，所述安注箱的上端還與氣液增壓栗連通，氣液增壓栗與地坑水連通，氣液增壓栗的出口經(jīng)余熱排出冷卻器與一回路的冷管段連通，所述安注箱與儲氣罐之間、安注箱與氣液增壓栗之間分別設(shè)置有流體控制單元，安裝箱與一回路之間設(shè)置有截止止回閥，氣動增壓栗與地坑水支架的管路上設(shè)置有電動截止閥，安注箱的下封頭處還設(shè)置有液位傳感器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種核電站氣液增壓泵再循環(huán)安全注射系統(tǒng)，反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)置安注箱，安注箱的下端經(jīng)管路與一回路的冷管段相通，安注箱的上端與儲氣罐相連通，儲氣罐內(nèi)裝有壓縮氣體，所述安注箱的上端還與氣液增壓泵連通，氣液增壓泵與地坑水連通，氣液增壓泵的出口經(jīng)余熱排出冷卻器與一回路的冷管段連通，所述安注箱與儲氣罐之間、安注箱與氣液增壓泵之間分別設(shè)置有流體控制單元，安裝箱與一回路之間設(shè)置有截止止回閥，氣動增壓泵與地坑水支架的管路上設(shè)置有電動截止閥，安注箱的下封頭處還設(shè)置有液位傳感器。本發(fā)明不需交流電動泵與閥門，尤其在全廠斷電情況下也可使用，且整體電功耗不超過100瓦，可滿足失水事故后反應(yīng)堆堆芯長期冷卻要求。
【IPC分類】G21C15/18
【公開號】CN105427903
【申請?zhí)枴緾N201510939115
【發(fā)明人】楊志達(dá), 劉春雨, 吳天昊, 周杰, 欒秀春, 王俊玲, 韓偉實, 沈明啟
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月11日