一种核电厂改进型中压安注系统

摘要

本发明涉及一种核电厂改进型中压安注系统。所述系统由两个安注箱及其对应的连接管线、注入管线以及连通管线和一系列阀门组成。两个安注箱分别通过连接管线、注入管线连接在核电厂反应堆冷却剂系统上，在每条连接管线上分别设置有串联的2个电动隔离阀和2个止回阀。在两条连接管线靠近安注箱底部的位置之间，设有所述连通管线，在连通管线上设有一个电动隔离阀。每条注入管线上设有探测器，用于探测注入管线上的破口。两条连接管线上的电动隔离阀正常运行时处于开启状态，连通管线上的电动隔离阀正常运行时处于关闭状态。本发明对提高核电厂的安全性和经济性有较高的价值。

说明书

技术领域

本发明涉及核电技术，具体涉及一种核反应堆安注系统。

背景技术

核电厂专设安全设施中非常重要的一项就是安全注入系统。安全注入系 统其中一个功能是向堆芯注水，以重新淹没并冷却堆芯，限制燃料元件温度 的上升。安注箱(一般为中压安注系统的一部分)作为一种非能动的注入手 段，能够在核电厂发生一回路破口失水事故后，快速补偿丧失的冷却剂，每 台安注箱提供淹没堆芯所需容积的50％。无论是非能动还是能动核电站，安 注箱都是不可或缺的重要安注水来源和事故缓解手段。

现有中压安注系统设计中，无论是两环路还是三环路核电厂，如果连接 安注箱与主回路的管线上发生破口(甚至反应堆冷却剂系统发生破口)，则 主回路的冷却剂从破口丧失，且破口对应安注箱的安注水丧失，增加堆芯损 伤风险的同时，留给操纵员进行事故缓解操作的时间也相对变短。

本发明对提高核电厂的安全性和经济性有较高的价值。

发明内容

本发明的目的在于针对核电站安全设计的需要，提供一种改进型中压安 注系统，在核电厂发生安注箱注入管线破口事故或者主回路破口事故时，减 少或避免安注水的流失浪费，增强核电厂应对失水事故的缓解能力，提高核 电厂的安全性。

本发明的技术方案如下：

一种核电厂改进型中压安注系统，由两个安注箱及其对应的连接管线、 注入管线以及连通管线和一系列阀门组成。

进一步，如上所述的一种核电厂改进型中压安注系统，两个安注箱分别 通过连接管线、注入管线连接在核电厂反应堆冷却剂系统上。在每条连接管 线上分别设置有串联的2个电动隔离阀和2个止回阀。

进一步，如上所述的一种核电厂改进型中压安注系统，在两条连接管线 靠近安注箱底部的位置之间，设有连通管线。在连通管线上设有一个电动隔 离阀。

更进一步，如上所述的一种核电厂改进型中压安注系统，每条注入管线 上设有探测器，用于探测注入管线上的破口。

更进一步，如上所述的一种核电厂改进型中压安注系统，两条连接管线 上的电动隔离阀正常运行时处于开启状态，连通管线上的电动隔离阀正常运 行时处于关闭状态。

本发明的有益效果如下：(1)系统可以在安注箱注入管线失水事故时， 有效避免对应管线安注箱中安注水的损失，增加了进入反应堆冷却剂系统的 安注水量，加强了核电厂缓解安注箱注入管线破口失水事故的能力，增强了 核电厂的安全性；(2)系统能够自动化实现破口安注箱注入管线的隔离、自 动化实现破口管线对应安注箱的安注水分流，能够更快、更有效的缓解核电 厂安注箱注入管线破口失水事故；(3)改进了传统中压安注系统在遇到安注 箱注入管线破口失水事故时安注箱水丧失的缺憾，有益于降低核电厂概率安 全分析中堆芯损伤频率；(4)当发生安注箱注入管线破口失水事故时，系统 能够自动向反应堆压力容器注入更多的安注水，在提高核电厂安全性的同时， 为操纵员后续动作提供了更充裕的时间，有利于减小人因失效概率；(5)本 发明以两环路核电厂为例，同样思路和方法可用于三环路(或其它类型)核 电厂，适用性和推广性较强。

附图说明

图1为传统中压安注系统；

图2为传统中压安注系统注入管线破口事故时注水示意图；

图3为本发明改进型中压安注系统；

图4为本发明改进型中压安注系统注入管线破口事故时注水示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

图1为传统中压安注系统。图1中的两个安注箱1和2分别通过连接管 线3和4、注入管线11和12连接在反应堆冷却剂系统13上。连接管线3和 4上分别有1个电动隔离阀和2个止回阀。

图2为传统中压安注系统注入管线破口事故时注水示意图。从图中可以 看出，当注入管线11发生破口14时，安注箱2的安注水能注入反应堆冷却 剂系统13，而安注箱1的安注水将从破口14流失。同理，当注入管线12发 生破口时，安注箱2的安注水将从破口流失。

图3为本发明核电厂改进型中压安注系统。与图1传统中压安注系统相 比，改进型中压安注系统的连接管线3和4上各增加了1个常开电动隔离阀 7和8，注入管线上各增加1个破口探测器装置13和14，连接管线3和4之 间增加了连通管线18，连通管线18上有一个常闭电动隔离阀19。常开电动 隔离阀5和6，在正常停堆期间，当一回路绝对压力低于7.0MPa时关闭，防 止安注箱向反应堆冷却剂系统注入硼水。常开电动隔离阀5和7、6和8在事 故工况时，可根据信号判断自动关闭。

安注箱1和2内存有含硼水，用绝对压力约为4.2MPa的氮气覆盖。当 反应堆冷却剂系统的压力降到安注箱压力以下时，由氮气压将含硼水注入到 反应堆压力容器下降段，能在短时间内淹没堆芯，避免燃料棒熔化。每个安 注箱能提供淹没堆芯所需容积的50％。

如图4所示，当注入管线15发生破口时，首先探测装置13探测到破口 的存在，常开电动隔离阀5和7自动关闭，连通管线18上的常闭电动隔离阀 19自动打开。破口管线对应的安注箱1中的安注水可以通过安注箱2对应的 注入管线16注入到反应堆冷却剂系统17。同理，当注入管线16发生破口时， 探测装置14探测到破口的存在，常开电动隔离阀6和8自动关闭，连通管线 18上的常闭电动隔离阀19自动打开。破口管线对应的安注箱2中的安注水 可以通过安注箱1对应的注入管线15注入到反应堆冷却剂系统17。这样， 无论破口发生在注入管线15还是16，2台安注箱的水都可以注入到反应堆冷 却剂系统，增加了事故发生时安注水的注入量。

注入管线上的探测器13和14对于破口的探测，可以通过多种方法实现。 其中一种可行的办法是考虑当注入管线15或16上有破口时，探测器两端的 压力与正常运行时不同。正常运行时，探测器的压力应与反应堆冷却剂系统 基本一致(一般为15.5MPa)。破口发生时，破口处的压力会迅速下降，导 致该管线上压力迅速下降。则可根据探测到某一边的探测器压力迅速下降， 例如下降大于6MPa，则关闭该管线，打开连通管线18上的隔离阀19。

以上是针对破口发生在安注箱注入管线上时，对改进型中压安注系统实 施方式进行的说明。当破口发生在反应堆冷却剂系统上时，也可以使用本设 计的思路，通过对传统中压安注系统增加探测器、电动隔离阀和连通管线的 方式，增加破口失水事故时安注箱注入的安注水。

本发明是以两环路核电厂(2台安注箱)为例进行设计改进及说明。对 于三环路(或其它类型)核电厂原理相同，也可以通过对传统中压安注系统 增加探测器、电动隔离阀和连接管线的方式，避免注入管线破口甚至反应堆 冷却剂系统破口失水事故时、破口处对应安注箱中安注水的丧失，增加核电 厂的安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本 发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利 要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。