一种用于非能动核电厂的蒸汽发生器非能动补水系统

摘要

本发明公开了一种用于非能动核电厂的蒸汽发生器非能动补水系统，在启动给水系统的基础上还包括蒸汽发生器非能动补水系统，所述蒸汽发生器非能动补水系统包括热交换器和蓄压箱，所述热交换器设于凝结水箱内，所述凝结水箱的底部标高高于所述蒸汽发生器顶部标高，所述热交换器入口的蒸汽管线连接蒸汽发生器和的主蒸汽管线，其出口管线与启动给水母管连接；所述蓄压箱内储存一定量的冷却水，蓄压箱内设有高压氮气维持压力，蓄压箱出口通过电动阀连接至启动给水母管。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于非能动核电厂的蒸汽发生器非能动补水系统，非能动核电厂在此是指采用AP1000、CAP1000和CAP1400等技术的核电厂。

背景技术

反应堆停堆后，由于中子在很短一段时间内引起的裂变反应，以及裂变产物衰变等产生的热量在很长一段时间内仍需要排出，否则会导致冷却剂沸腾甚至堆芯熔化的严重事故。在压水堆核电厂设计中，通常采用能动的方式为蒸汽发生器补水，在电源供给有保障的情况下，通过给水泵驱动蒸汽发生器二次侧给水进行强迫循环，将堆芯余热导出，并送至最终热阱。

在AP1000、CAP1000、CAP1400等核电厂，在某些工况下由启动给水系统为蒸汽发生器15和16提供给水并维持其液位。若无法成功维持液位导致液位下降至某一整定值，电厂的非能动堆芯冷却系统将启动以非能动方式紧急排出堆芯衰变热。在电厂寿期内，非能动堆芯冷却系统启动是有次数限制的，故应尽可能减少其不必要启动。

启动给水系统如图1所示，两台启动给水泵2和3从凝结水箱1吸水，分别流经止回阀4和5、隔离阀6和7后，汇集至一条启动给水母管8，流经启动给水调节阀9和10、启动给水止回阀11和12、启动给水隔离阀13和14后，为两台蒸汽发生器15和16供水。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中两台启动给水泵为电动泵，运行需要交流电源支持，在全厂断电工况(丧失厂外交流电源叠加备用柴油发电机组失效)下，启动给水泵无法启动，启动给水系统无法维持蒸汽发生器液位，导致非能动堆芯冷却系统启动。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种用于非能动核电厂的蒸汽发生器非能动补水系统，包括启动给水系统，所述启动给水系统包括两台启动给水泵，两台所述启动给水泵从凝结水箱吸水，分别流经对应的止回阀、隔离阀后，汇集至一条启动给水母管，后分别流经对应的启动给水调节阀、启动给水止回阀、启动给水隔离阀后，为两台蒸汽发生器供水；

其特征在于，在启动给水系统的基础上还包括蒸汽发生器非能动补水系统，所述蒸汽发生器非能动补水系统包括热交换器和蓄压箱，所述热交换器设于凝结水箱内，所述凝结水箱的底部标高高于所述蒸汽发生器顶部标高，所述热交换器入口的蒸汽管线连接蒸汽发生器的主蒸汽管线，其出口管线与启动给水母管连接；所述蓄压箱内储存一定量的冷却水，蓄压箱内储存有高压氮气维持压力，蓄压箱出口通过电动阀连接至启动给水母管。

其中，所述热交换器出口管线上设有气动阀。

本发明优点在于：

1、非能动压水堆核电厂二回路给水系统出现故障时，通过非能动补水系统维持蒸汽发生器液位，导出堆芯余热，减少对非能动堆芯冷却系统的依赖，减少非能动堆芯冷却系统的不必要启动，降低启动次数。

2、换热器和蓄压箱自动投入运行，降低了人因失误的可能性。

3、二回路给水可靠性提高，降低堆芯损坏概率及大量放射性向环境释放概率。

附图说明

图1为现有技术启动给水系统；

图中附图标记：凝结水箱1、启动给水泵2、启动给水泵3、止回阀4、止回阀5、隔离阀6、隔离阀B 7、启动给水母管8、启动给水调节阀A 9、启动给水调节阀10、止回阀11、止回阀12、启动给水隔离阀13、启动给水隔离阀14、蒸汽发生器15、蒸汽发生器16、蒸汽隔离阀17、蒸汽隔离阀18；

图2为本发明改进的蒸汽发生器非能动补水系统；

图中附图标记：凝结水箱1、启动给水泵2、启动给水泵3、止回阀4、止回阀5、隔离阀6、隔离阀B 7、启动给水母管8、启动给水调节阀9、启动给水调节阀10、止回阀11、止回阀12、启动给水隔离阀13、启动给水隔离阀14、蒸汽发生器15、蒸汽发生器16、蒸汽隔离阀17、蒸汽隔离阀18、蓄压箱21、隔离阀22、隔离阀31、热交换器32、气动阀33、止回阀34。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

本实例在启动给水系统的基础上增设蒸汽发生器非能动补水系统，如图2所示。

1、将凝结水箱1放置于高处，水箱底部标高至少高于蒸汽发生器顶部标高。

2、在凝结水箱1内设置热交换器32，热交换器32入口的蒸汽管线连接蒸汽发生器15和16的主蒸汽管线，其出口管线与启动给水母管8连接。

3、增设蓄压箱21，蓄压箱内储存一定量的冷却水，水质与凝结水箱一致，由高压氮气维持其压力。另外，在蓄压箱出口设置一电动阀22，位置如图所示。

当蒸汽发生器15和16液位低于某一设定值，且电动启动给水泵2和3提供的给水已经丧失(在全厂断电工况下)或预期即将丧失(丧失了厂外交流电源，备用柴油发电机组也即将停运)时，及时关闭蒸汽隔离阀17和18，开启气动阀33，将热交换器32投入运行，使得蒸汽凝结后的凝结水再次通过启动给水母管8注入两台蒸汽发生器15和16，吸收热量汽化，将衰变热源源不断地导出至凝结水箱1的同时，保持整个封闭环路内水装量不变。另外，根据蒸汽发生器液位的变化，自动开启电动阀22，由蓄压箱21内的高压氮气提供驱动力，为蒸汽发生器15和16提供冷却水，提高或维持蒸汽发生器液位。达到尽可能避免非能动堆芯冷却系统启动的目的。

与其它发明相比，本发明将热交换器布置在非能动核电厂现有的凝结水箱1中。在电动泵不可用的情况下，蒸汽-冷凝水自然循环建立后，可利用非能动方式导出衰变热。另考虑自然循环建立较慢，等自然循环建立很可能蒸汽发生器液位早已降低到某一整定值，非能动堆芯冷却系统早已自动启动了，达不到避免非能动堆芯冷却系统启动的目标。为了解决这个问题，本专利申请中还设置了蓄压箱25，利用压缩氮气提供短时间的给水，在蒸汽-冷凝水自然循环建立之前为蒸汽发生器提供短时间的给水。