核電站氣液增壓泵再循環安全注射系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種安全注射系統，尤其涉及一種核電站氣液增壓栗再循環安全注射系統。
【背景技術】
[0002]文獻:[非能動安全先進核電廠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非能動堆芯應急冷卻系統，主要通過堆芯補水箱、安注箱和內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，沒有再循環過程。
[0003]文獻:[柏平，譚祚.AC-600非能動安全系統設計.核動力工程，1989，05:19-23]中介紹了中國核動力研究設計院的AC600非能動安全系統，安注系統分為高、中、低三個系統。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構需直流電源供電夕卜，其余完全靠重力來實現其預期的功能。低壓安注和堆芯注射的長期再循環的水源都來自安全殼地坑，避免了像在現有壓水堆電廠中從注射到再循環階段水源從換料水箱到安全殼地坑的轉換。但再循環時需要用到電動安注栗，是一種能動的方式。
[0004]文獻:[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擬應用于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。該水力部件的結構能在不同階段給注入的含硼水流動產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產生實現常規壓水堆安注箱的大流量注入;隨后切換到水力部件內部高度渦旋流動，產生高流阻，以小流量模式注入反應堆，其效果如同常規壓水堆的低壓安注栗應急投人初期一段時間的注射特性。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是為了核電站發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安全注射系統。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現的:反應堆系統設置安注箱，安注箱的下端經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置有流體控制單元，安裝箱與一回路之間設置有截止止回閥，氣動增壓栗與地坑水支架的管路上設置有電動截止閥，安注箱的下封頭處還設置有液位傳感器。
[0007]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:本實用新型適合應用于三代核電站安注系統中，具有非能動屬性，依靠儲氣罐內壓縮氣體及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安注。本實用新型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堆堆芯長期冷卻要求。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0009]圖中:I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是反應堆。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0011 ]結合圖1，本實用新型分析了文獻中的優缺點，提出了安注箱加氣液增壓栗用于核電站發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，壓縮氣體經流體控制單元減壓后供給氣液增壓栗使用。本實用新型包括安注箱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和反應堆12。
[0012]所述流體控制單元是由24VDC蓄電池、控制器件PLC、執行器件電動執行器及調節閥、壓力傳感器組成，調節閥由于采用了節流管調控技術使得調節時非常省力。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、本實用新型的系統組成
[0014](I)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，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壓器內。
[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氣體以及儲氣罐內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行冷卻后進入主回路。
[0022]其中穩壓器設置在反應堆一回路上，屬于系統常規設備，不具體說明。
[0023]2、本實用新型的安注過程
[0024](I)安注箱安注過程
[0025]當一回路發生失水事故時，一回路壓力降低至安注壓力時，截止止回閥4開啟，安注箱內的水被安注箱上部的壓縮氣體勢能壓入反應堆內。當安注箱內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以及截止止回閥發出關閉信號，使流體控制單元3以及截止止回閥關閉，轉入再循環安注階段。
[0026](2)再循環安注
[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，初始處于關閉狀態。當系統接收到再循環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堆一回路冷管段，隨著安注箱內壓縮氣體進入氣液增壓栗，安注箱內壓縮氣體壓力便會降低，則流體控制單元3開啟，使儲氣罐內壓縮氣體流向安注箱，調節安注箱內的壓力在設定值。從地坑取水進行再循環安注，持續對堆芯進行長期冷卻。
[0028]本實用新型適合應用于三代核電站安注系統中，具有非能動屬性，依靠儲氣罐內壓縮氣體及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]當核電站一回路系統發生失水事故時，需要應用安全注射系統對其進行補水，保證堆芯始終處于冷卻劑淹沒狀態，確保反應堆堆芯有效冷卻。過去的設計都是采用能動的方式，即大量采用電動栗與核級閥門，系統設備量大而復雜。第三代核電的典型特征是非能動安全系統的廣泛應用，利用自然循環、重力、壓縮氣體膨脹等簡單的原理，來實現堆芯冷卻和安全殼的熱量排出，且設計簡化，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。
【主權項】
1.核電站氣液增壓栗再循環安全注射系統，其特征在于:反應堆系統設置安注箱，安注箱的下端經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置有流體控制單元，安裝箱與一回路之間設置有截止止回閥，氣動增壓栗與地坑水支架的管路上設置有電動截止閥，安注箱的下封頭處還設置有液位傳感器。
【專利摘要】本實用新型提供一種核電站氣液增壓泵再循環安全注射系統，反應堆系統設置安注箱，安注箱的下端經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置有流體控制單元，安裝箱與一回路之間設置有截止止回閥，氣動增壓泵與地坑水支架的管路上設置有電動截止閥，安注箱的下封頭處還設置有液位傳感器。本實用新型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堆堆芯長期冷卻要求。
【IPC分類】G21C15/18
【公開號】CN205211426
【申請號】CN201521048251
【發明人】楊志達, 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
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月11日