發(fā)明背景

即使經(jīng)過很長一段時間停止核反應(yīng)，核反應(yīng)堆仍然會產(chǎn)生熱量。該余熱必須通過專門的冷卻系統(tǒng)移除，以保持其完整性。如果熱量無法散發(fā)出去，氣溫會上升至足以產(chǎn)生氫氣的爆炸性環(huán)境，造成核心熔化，并且可能釋放的放射性物質(zhì)進入環(huán)境。

在總電功率損耗的情況下，保持芯的冷卻的唯一方式是所謂的“自然循環(huán)”。這是一種物理過程，利用從反應(yīng)堆流出的水與從蒸汽器管道返回的水的溫度差，在冷卻系統(tǒng)管道中創(chuàng)造流。蒸汽器是芯的熱量被交換和提取到外部作為清潔蒸汽的位置。這種蒸汽可消散到大氣中，避免了芯和外部環(huán)境的連接。

設(shè)計用于減輕事故的一些系統(tǒng)，其中常常包括反應(yīng)堆硼酸注水系統(tǒng)。它們作用于恢復(fù)反應(yīng)堆中的水位，以保持冷卻，此外，保持水中的硼濃度，以確保有足夠的停堆裕使反應(yīng)堆不超過臨界水平。

該系統(tǒng)由一個或多個含有一定量的硼酸水的蓄能器，并且有指定的氮氣加壓。這些蓄能器通過隔離閥(默認(rèn)打開)和一個止回閥，被連接到反應(yīng)器。

在普通情況下，在反應(yīng)堆中的壓力大于在蓄能器中的壓力。在這些條件下，止回閥保持關(guān)閉，并且必須要注射。然而，當(dāng)出現(xiàn)降壓情況時，反應(yīng)堆中的壓力低于蓄能器中的壓力，壓縮氮氣開始注硼酸水到反應(yīng)堆中，直到硼酸水完全排空。一旦排空，操作人員必須關(guān)閉隔離閥，并停止注射。

當(dāng)情況更為嚴(yán)重的時候，比如電力總損失，注射裝備控制失效。這意味著，在反應(yīng)堆得壓力繼續(xù)下降到一定值，壓縮氮氣進入反應(yīng)堆冷卻回路內(nèi)。

冷卻系統(tǒng)內(nèi)的氮氣對反應(yīng)堆中的化學(xué)或放射活性活動沒有任何不利影響。但是，由于氮是一種非冷凝氣體，最后進到電路的較高部分，蒸汽器管子的頂部。非冷凝性氣體的這種累積會導(dǎo)致自然循環(huán)流中斷，這是向外散熱唯一可用的途徑。氮氣極大地復(fù)雜了芯的冷卻過程，并且可以大大地提高了芯熔化的可能性。

為了防止氮氣接近反應(yīng)堆和蒸汽器，只可以采取兩個措施：

第一個措施是，當(dāng)注水結(jié)束時，關(guān)閉連接蓄能器到反應(yīng)堆的閥門。這種措施有幾個缺點：這些閥通常打開的或者永久斷開，以避免虛假閉合。這樣就必須給下達閉合命令。然而，在沒有電力的情況下，這是不可能關(guān)閉的。即使它可以由手提便攜式系統(tǒng)來實現(xiàn)，但是隔離要是進行得過快，會使得硼酸水注射不完全，要是進行得過慢，氮氣就會達到反應(yīng)堆中。

第二種措施是，通過溢流閥的裝置將氮氣排放到大氣。這種做法和上述措施有相同的缺點。

因此，顯然需要一些自動系統(tǒng)來防止氮氣進入反應(yīng)堆，且不需要任何外部能源用于其操作。此外，該系統(tǒng)應(yīng)能自動識別適當(dāng)?shù)牟僮鲿r間。一方面，它允許無人操作，另一方面，它能最大限度地把冷卻水注入到反應(yīng)堆中，同時也確保氮氣不進入反應(yīng)堆系統(tǒng)。

發(fā)明說明書

首先，本說明書適用于核電廠是常用的安全系統(tǒng)，包括本發(fā)明。然而，應(yīng)該指出的是

這個減壓系統(tǒng)也可以用于其它應(yīng)用中。

本發(fā)明的減壓系統(tǒng)，解決了上述的問題和缺點，并且具備下面描述的其他優(yōu)點。

用于加壓容器的減壓系統(tǒng),本發(fā)明設(shè)置有開口彈簧和氣動致動器的主閥，可以在一側(cè)連接到填充有氣體的加壓容器中，在另一側(cè)連接大氣中。這個彈簧有一個預(yù)設(shè)的機械壓力，因此，當(dāng)加壓容器內(nèi)的壓力大于預(yù)定的機械壓力時，主閥保持關(guān)閉，當(dāng)加壓容器內(nèi)的壓力比預(yù)設(shè)的彈簧機械壓力的低時，主閥門打開，允許壓容器減壓至大氣中。

更好的是，根據(jù)本發(fā)明，用于壓力容器的減壓系統(tǒng)，還可以設(shè)置連接在加壓容器和主閥之間的電磁閥，并且還可以設(shè)置至少連接加壓容器和主閥之間的手動閥。

有利的是，根據(jù)本發(fā)明，用于壓力容器的減壓系統(tǒng)，也可設(shè)置氣動線路來連接該主閥的輸出口，利用連接到該壓力容器中的出口處帶隔離閥致動器的齒輪氣動馬達，利用多余氣體關(guān)閉閥門，以防止氣體侵入電路。

作為一個可替代物，具有比基礎(chǔ)系統(tǒng)更顯著的操作優(yōu)勢，這個主閥它包括：

-可連接到壓力容器；

-一個壓力室，是加壓容器中的氣體積累處；

-壓力室配有一個壓力截流件，與該開口彈簧相連接；以及

至少一個氣體出口，當(dāng)加壓室內(nèi)的壓力超過預(yù)定的機械壓力，截流件會利用開口彈簧的作用切斷加壓室和氣體出口之間的連接。而當(dāng)加壓室內(nèi)的壓力小于所述預(yù)定機械壓力時，壓力室會連接氣體出口，加壓氣體容器允許被排放到大氣中。

更優(yōu)的是，壓力腔室配置有一個浮子，在液體進入加壓室情況下，用于切斷壓力容器的氣體出口。

此外，本發(fā)明所述的用于加壓容器的的減壓系統(tǒng)，還配有與閉合彈簧相關(guān)聯(lián)的第二活塞，通過空氣注入第一空氣入口的方式，關(guān)閉加壓容器和氣體出口的連接。并且還配有與第三彈簧相關(guān)的開口活塞，通過空氣注入第二空氣入口的方式，打開加壓氣容器和口氣出口的連接。

此外，根據(jù)本發(fā)明用于壓力容器的減壓系統(tǒng)，還配置與截流件和開口彈簧相關(guān)聯(lián)的螺紋圓盤，所以截流件的相對位置限定了由開口彈簧施加的預(yù)設(shè)機械壓力。

更優(yōu)的是，根據(jù)本發(fā)明，所述的減壓系統(tǒng)，還在殼內(nèi)的放置多個部件，在這些部件中還放了一些置于螺釘?shù)穆菁y孔。這些螺釘是可以調(diào)整這些部分的相對位置的。彼此之間是螺紋的倍數(shù)的距離

根據(jù)本發(fā)明，減壓系統(tǒng)至少具有以下優(yōu)點：

它的主要操作不需要任何外部電源，在事故發(fā)生時可以發(fā)揮其作用，甚至在毫無電力的情況下；

只有當(dāng)所有的硼酸水被注入時，系統(tǒng)恢復(fù)會在何時時機進行操作，并防止氣體進入反應(yīng)器電路，操作自動執(zhí)行，無需人工輔助；

在正常操作期間，考慮到主閥可能安裝在難以進入的區(qū)域。允許遠(yuǎn)程定位并通過外部空氣壓力的裝置打開或關(guān)閉主閥；

當(dāng)壓縮空氣不可用時，手動定位功能仍然是可用的，通過一些簡單的機械推動開啟或閉活塞；

-它的簡單堅固的設(shè)計，尤其在物質(zhì)替代方案方面，其組成部件具備高可靠性，這是在核電廠安全系統(tǒng)所要求的；

-這個簡單的設(shè)計也方便了裝置的保養(yǎng)，因為它的組成部件可以很容易被拆解，可以在它們的表面做完整充分的檢驗。調(diào)整方便，操作便利；

它很容易被安裝在現(xiàn)有設(shè)施上，因為它僅需要被連接到輸出手動排氣閥，蓄能器的安裝處。并且本發(fā)明呈現(xiàn)體積小和重量輕的特質(zhì)。這些通常是核領(lǐng)域的地震研究所需考慮到變量。

附圖的簡要說明

為了更好地理解上述內(nèi)容，附上一些圖紙，其中僅作為非限制性實施例，以及兩個具體的實際案例。

圖1是典型核電廠中使用的安全注入貯液器的系統(tǒng)圖，其包括本發(fā)明，符合第一個具體案例。

圖2是典型核電廠中使用的安全注入貯液器的系統(tǒng)圖，其包括本發(fā)明，符合第二個具體案例。

圖3是殼體的剖視圖，符合第二個具體案例。在其內(nèi)，明確主閥。

第一個具體案例說明。

如在圖1中可以看出，根據(jù)本發(fā)明，其中所述減壓系統(tǒng)安裝于電路，配置壓力容器1，也叫蓄電池(儲能器)，它是含有硼酸的水的容器，由氣體加壓，例如氮氣。該電路還包括在蓄電池(儲能器)1中的過壓安全閥2；蓄電池(儲能器)1和反應(yīng)器(在圖中未顯示)之間的隔離閥3；止回閥4防止從反應(yīng)器中冷卻液向蓄電池(儲能器)1逆流；和一個閥門5，用于吸入/排出氣體到蓄電池(儲能器)1。

應(yīng)該要注意的是，這些前述的元件被示出在附圖，加以描述的是為了提高對系統(tǒng)的操作的理解，它們通常與本發(fā)明一起出現(xiàn)。但這些元素不是本發(fā)明的一部分。根據(jù)本發(fā)明，減壓系統(tǒng)包括一個主閥8，致動器或活塞，和可調(diào)機械壓力的開口彈簧(未在該圖中示出)，所以當(dāng)在致動器沒有壓力時，閥門自動處于打開狀態(tài)。

本發(fā)明的減壓系統(tǒng)，更優(yōu)的是還包括一個三通電磁閥7，所以，當(dāng)電磁閥7通電，點a和c之間的液體流動，當(dāng)電磁閥7不通電時，點b和c之間液體流動。根據(jù)需求，可以添加附加電磁閥來打開或關(guān)閉閥門。它的最低配置，電磁閥點b和c之間可以直接被管代替。

本發(fā)明的減壓系統(tǒng)還包括兩個手動隔離閥6a和6b，用于將將減壓系統(tǒng)從主電源線隔離。

作為附加的功能，可以安裝一個氣動管線9，供應(yīng)廢氣到氣動馬達M，面向閥門3的致動器，這使得閥門可以緊急關(guān)閉。

第一個具體案例的操作。

該系統(tǒng)的操作的重點是閥8和，其氣動執(zhí)行器及開口彈簧之間。它們之間，對立的條件是：彈簧具有預(yù)定的機械力Fa試圖打開閥門。為抵抗這樣的力，氣動執(zhí)行器施加閉合力Fc，它被供給的壓力與其他變量之間它是獨立的。當(dāng)這種壓力高于一定值時，這將是Fc的>Fa，閥門將無限期地保持關(guān)閉。

當(dāng)有事故的情況下，當(dāng)蓄電池(儲能器)1開始注射自之后，伴隨著硼化水的減少，氣體壓力將逐漸減小。壓力將達到一個較低值時，注射已經(jīng)完成，并且在蓄電池(儲能器)1沒有更多的硼酸水。

然后，壓力應(yīng)變成Fa>Fc,開口彈簧開始打開閥門8。在剛剛開始后，正面反彈將完全打開主閥8，由于閥門越被打開，致動器將被更減壓，而彈簧將有更多的力來打開閥門。

其效果是蓄電池(儲能器)1的完整減壓，防止氣體能夠到達反應(yīng)堆冷卻回路。如果在閥3有氣動馬達M，抽空的氣體可以足夠關(guān)閉隔離閥3，這讓系統(tǒng)。

處于在一個更安全的狀態(tài)。

三通電磁閥7用以蓄電池(儲能器)的完整減壓后的恢復(fù)初始配置工作。在這些條件下，主閥8保持打開，通過閥5防止蓄電池(儲能器)1在此注滿。。

關(guān)閉主閥8，必要啟動三通電磁閥7，并且打開氣體供給，通過a-c管道達到致動器，這樣，主閥8被再次關(guān)閉，現(xiàn)在蓄電池(儲能器)1可以再次通過閥5加壓。這也可以通過手動關(guān)閉閥6b來實現(xiàn)。

蓄電池(儲能器)工作壓力完成，三通電磁閥7對齊導(dǎo)管b-c去磁，系統(tǒng)已經(jīng)可以重新再被使用。

第二具體案例說明。

根據(jù)本發(fā)明，圖2和3所示的減壓系統(tǒng)的第二具體案例。

在這個案例，殼體80內(nèi)配備了主閥8。如圖3中，并如下所述。

如圖1，在隔離閥6b安裝后，殼體80以相同的方式被安裝。在此案例中，電磁閥不被需要，而在那個位置，它可以是簡單的管，置于殼體80進氣閥5的致動器和第一輸入空氣口200之間。這連接表明，當(dāng)進氣閥5打開時，在殼體80的主閥8被設(shè)定，同時關(guān)閉。如下所述?？梢酝ㄟ^一個附加的電磁閥的裝置，作為一個獨立的控制使用(與進氣閥5不同)。

圖3，詳細(xì)展示出了殼體80內(nèi)的元件。

這殼體80包括一個到蓄能器100的連接，允許氣體進入到加壓室20。該加壓室20可以承受蓄能器1相同的內(nèi)部壓力。

在其上側(cè)，圍繞其軸線，有一個合型缸60和一截流元件30，通過它們之間的O形環(huán)的裝置用于關(guān)閉艙室。封閉區(qū)后，截流件30具有一些通向一個中心管的小孔。

合型缸60還具有截流件30的指導(dǎo)作用，并且還用作活塞70的密封表面。還有一個附加功能，即作為截流件30的行程的限制端。

這個案例里，可以被認(rèn)為截流件30，開口彈簧10和調(diào)整盤90，執(zhí)行和第一案例的主閥8的相同的功能。此調(diào)整盤90通過螺紋與截流件30接合連結(jié)。

還有一部件110，是開口幕彈簧10的底座和殼體，這種開放彈簧10可以推下調(diào)整盤90和截流元件30。這部件110由部件120和部件130保持著，它們由螺釘140鎖定。其大小和位置足以達到正確的工作點，以打開彈簧10，和關(guān)閉截流件30的開啟行程。

如在圖3所示，殼體80配有一個連到中心體210的上殼體170，兩者通過在之間的螺紋連接。因此，上殼體170保護該系統(tǒng)的內(nèi)部元件。

在元素170內(nèi)部，有一個活塞組件，用于無條件打開截流件30。在元件210的底部，還有另一個活塞，用于到無條件關(guān)閉截流件30。

殼體80還包括一個下部主體220與到主體210連接。此下部主體220限定了的壓力室20。下主體220和主體210之間的可以用不同的方式來連接，但優(yōu)選的案例是通過在兩者之間的O形環(huán)和足夠螺釘作為凸緣狀密封。這些螺釘和O形環(huán)在圖3中未示出。

在壓力室20的底側(cè)，有一個空心制成的浮子裝置40，或填充有低密度和高強度的材料。在加壓室20的底側(cè)，有螺紋排氣塞50，配其相應(yīng)的O形環(huán)，它可以用來降壓腔室20，可以在該系統(tǒng)的校準(zhǔn)期間提供壓力的點。

第二個具體案例的操作。

減壓系統(tǒng)的操作，根據(jù)第二案例，解釋如下。當(dāng)加壓室20有足夠的壓力，這個壓力抵消截流件30施加的向上力Fc，并抵消了由關(guān)閉元件30的重量施加Fa以及調(diào)整盤90，加上打開彈簧10施加的力。同時的Fc>Fa，在壓力室20中不斷的較高的壓力無限期地關(guān)閉閥門。

在事故情況下，儲能器1硼酸水抽空，氣體將膨脹，儲能器1壓力將降低。當(dāng)所有的硼酸水已經(jīng)離開儲能器1時，它將保持剩余壓力。這個殘壓不能抵消的開口彈簧10的力，位移到截流件30的底部。因此，氣體將通過其孔和中心腔，并最終通過出口端口180，直到蓄能器1總減壓至大氣壓的。

一旦達到這種狀態(tài)，截流件30保持其低部位置，系統(tǒng)開通。截流件30只能由壓力室20的再加壓返回到其向后位置，并通過第一入口或通過其它機械推力200注入加壓空氣致動活塞70。然后，活塞70滑動到頂部，向上推調(diào)整盤90，直到將截流件30推到頂部位置，關(guān)閉閥門。

第一入口200的減壓后，通過第二彈簧80，截止活塞70返回到其默認(rèn)狀態(tài)。

當(dāng)被要求需要維修或其他操作的原因，開口活塞150可以無條件打開閥門，給儲能器1減壓。這可以在加壓空氣通過的第二輸入190注入時操作。然后，只需將壓力室20通向空氣出口180的通道打開，活塞150倒推部件110，開口彈簧10，盤90和截流件30，。

一旦減壓，第三彈簧160回到活塞150到其默認(rèn)位置。相同的開口效果可用機械來實現(xiàn)，代替空氣壓力，可以用足夠長度的簡單螺紋螺釘，或從同一空氣入口190使用其它推動元素來推動活塞150。

截流件30和調(diào)節(jié)盤90之間的相對位置，是由旋轉(zhuǎn)一兩次獲得的，它確定了系統(tǒng)將啟動時，打開彈簧10的機械壓力，和加壓室20的壓力。

為方便部件120，部件130以及之主體210間的相對定位，一些螺紋螺釘140放置于部件120，部件130以及之主體210間。這種固定方式，允許這些元素的精確定位，彼此之間是螺紋的倍數(shù)的距離。

最后，在止回閥4的故障的情況下，浮子40具有關(guān)閉閥的功能，在它們的減壓后，這個開閥可能成為反應(yīng)器冷卻劑的一個泄漏點。

浮子40的操作是自主的并簡單地自動浮在泄漏制冷劑上。一旦達到上限，壓力內(nèi)外之間的簡單差，保持閥關(guān)閉，由于在浮子的上側(cè)的空腔，在其打開位置足狗放置整個截流件30。

雖然參照本發(fā)明的展示了兩個經(jīng)典案例，很明顯對本領(lǐng)域的技術(shù)中，容易該減壓系統(tǒng)描述作出許多變化和修改，并且提到的所有細(xì)節(jié)都可以用其它等價技術(shù)替換，只要不超出被追加索賠所確定的保護范圍。