一種用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)，具體而言，設(shè)及一種用于核電站的非 能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 安全的核電是一種高能源密度的清潔能源，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)和保 障能源安全有重要的作用。然而一旦核電站出現(xiàn)安全問(wèn)題，則對(duì)工作人員、周邊居民W及生 態(tài)環(huán)境等會(huì)帶來(lái)巨大的威脅。為此核電站安全問(wèn)題是人們應(yīng)用核電時(shí)必須重點(diǎn)考慮的問(wèn) 題。目前核電站傾向于采用非能動(dòng)安全技術(shù)處理事故。所謂非能動(dòng)安全技術(shù)是指在發(fā)生事 故情況下利用自然力完成各種冷卻功能，其中自然力可由重力、蓄壓氣體壓力、自然循環(huán)產(chǎn) 生的驅(qū)動(dòng)力等來(lái)產(chǎn)生，無(wú)需累及外部電源。因此，在提高了核電站安全可靠性的同時(shí)大大簡(jiǎn) 化了了核電站的安全系統(tǒng)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的核電站包括主回路系統(tǒng)和與其連通的反應(yīng)堆堆忍應(yīng)急冷卻系統(tǒng)反應(yīng) 堆堆忍應(yīng)急冷卻系統(tǒng)用于在發(fā)生事故時(shí)帶走主回路系統(tǒng)中反應(yīng)堆堆忍殘余裂變產(chǎn)生的反 應(yīng)堆堆忍余熱。
[0004] 圖1示出了當(dāng)前非能動(dòng)核電站的主回路系統(tǒng)。如圖1所示，當(dāng)前非能動(dòng)核電站的 主回路系統(tǒng)包括蒸汽發(fā)生器6、u型管5、主回路系統(tǒng)冷段3、主回路系統(tǒng)熱段4、主累9、反應(yīng) 堆壓力容器2、位于反應(yīng)堆壓力容器2內(nèi)的反應(yīng)堆堆忍1、波動(dòng)管10與穩(wěn)壓器11，其中U型 管5設(shè)置在蒸汽發(fā)生器6中，U型管出口端匯集到蒸汽發(fā)生器底部的冷腔室隔間7,冷腔室 隔間7通過(guò)主累9與主回路系統(tǒng)冷段3連通，主回路系統(tǒng)冷段3與反應(yīng)堆壓力容器2連通， 反應(yīng)堆壓力容器2還與主回路系統(tǒng)熱段4連通，主回路系統(tǒng)熱段4通過(guò)波動(dòng)管10與穩(wěn)壓器 11連通并通過(guò)蒸汽發(fā)生器底部的熱腔室隔間8與U型管5的入口端連通，冷卻劑通過(guò)主回 路系統(tǒng)冷段3進(jìn)入反應(yīng)堆壓力容器2,到達(dá)反應(yīng)堆堆忍1的入口，在流經(jīng)反應(yīng)堆堆忍1時(shí)帶 走反應(yīng)堆堆忍產(chǎn)生的核反應(yīng)能量，被加熱的冷卻劑(例如溫度為大約32rC)流經(jīng)主回路系 統(tǒng)熱段4,到達(dá)蒸汽發(fā)生器底部的熱腔室隔間8并進(jìn)入U(xiǎn)型管5的入口端，通過(guò)U型管5將 熱量傳遞給蒸汽發(fā)生器6內(nèi)和U型管5外的冷卻劑，U型管5內(nèi)的冷卻劑溫度降低(例如冷 卻劑溫度為280°C)并通過(guò)U型管的出口端匯集在蒸汽發(fā)生器底部冷腔室隔間7,冷腔室隔 間內(nèi)7的冷卻劑通過(guò)主累9累入主回路系統(tǒng)冷段3,再次回到反應(yīng)堆壓力容器2,形成主回 路系統(tǒng)的閉式冷卻循環(huán)。圖1中箭頭F1為溫度較低的冷卻劑流向，箭頭F2為溫度較高的 冷卻劑流向。 陽(yáng)0化]為了穩(wěn)定主回路系統(tǒng)的壓力，主回路系統(tǒng)熱段4通過(guò)波動(dòng)管10與穩(wěn)壓器11連 通，穩(wěn)壓器11內(nèi)為飽和液與飽和蒸汽(例如為冷卻水的飽和液與飽和蒸汽)，滿足主回路系 統(tǒng)的穩(wěn)壓要求。穩(wěn)壓器11用于將主回路系統(tǒng)的壓力維持在正常運(yùn)行的高壓狀態(tài)巧日大約 15. 5MPa)，使得在正常工作狀態(tài)下的反應(yīng)堆堆忍1反應(yīng)期間，反應(yīng)堆壓力容器2內(nèi)的冷卻劑 不會(huì)出現(xiàn)沸騰。經(jīng)反應(yīng)堆堆忍1加熱的冷卻水在流經(jīng)U型管5時(shí)，將熱量傳遞給蒸汽發(fā)生器 6內(nèi)和U型管5外的冷卻水，使得蒸汽發(fā)生器6中的冷卻水蒸發(fā)形成蒸汽，蒸汽發(fā)生器6中 蒸汽通過(guò)主蒸汽管線12,通過(guò)常開(kāi)的主蒸汽隔離閥13被輸送給蒸汽輪機(jī)（圖1中未示出)， 帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，從而將反應(yīng)堆堆忍產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?br>[0006] 核電站發(fā)生完全斷電的情況下，由于主蒸汽隔離閥13關(guān)閉，蒸汽發(fā)生器的二次側(cè) (蒸汽發(fā)生器6內(nèi)和U型管5外的空間）內(nèi)的飽和水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽無(wú)法輸送給蒸汽輪機(jī) (圖1中未示出)，蒸汽發(fā)生器的二次側(cè)無(wú)法利用正常工作方式帶走反應(yīng)堆堆忍殘余裂變產(chǎn) 生的反應(yīng)堆堆忍余熱。此時(shí)，非能動(dòng)核電站首先依靠主回路系統(tǒng)的自然循環(huán)，將一部分反 應(yīng)堆堆忍余熱通過(guò)蒸汽發(fā)生器內(nèi)的U型傳熱管傳遞給蒸汽發(fā)生器二次側(cè)，使得蒸汽發(fā)生器 二次側(cè)內(nèi)存有的飽和冷卻水不斷吸熱蒸發(fā)，導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器二次側(cè)內(nèi)壓力升高，當(dāng)壓力升 高到蒸汽發(fā)生器二次側(cè)泄壓閥設(shè)定的開(kāi)啟壓力時(shí)巧日7. 8MPa)，蒸汽發(fā)生器二次側(cè)泄壓閥開(kāi) 啟，向安全殼內(nèi)排出高壓蒸汽，給蒸汽發(fā)生器二次側(cè)泄壓，當(dāng)壓力降低至當(dāng)蒸汽發(fā)生器二次 側(cè)泄壓閥設(shè)定的關(guān)閉壓力時(shí)巧日7. 6MPa)，蒸汽發(fā)生器二次側(cè)泄壓閥關(guān)閉。蒸汽發(fā)生器二次 側(cè)泄壓閥關(guān)閉后，蒸汽發(fā)生器二次側(cè)由于U型管的持續(xù)換熱吸收反應(yīng)堆堆忍余熱其內(nèi)部壓 力重新升高，蒸汽發(fā)生器二次側(cè)泄壓閥如此往復(fù)開(kāi)啟關(guān)閉，排出蒸汽，直至蒸汽發(fā)生器二次 側(cè)液位降低至蒸汽發(fā)生器二次側(cè)設(shè)定的低低液位。此時(shí)，如果無(wú)法繼續(xù)帶走反應(yīng)堆堆忍余 熱，則將發(fā)生事故。
[0007] 因而，需要提供一種用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)，在蒸汽發(fā)生器二次側(cè)液 位降低到低低液位時(shí)，對(duì)其進(jìn)行可靠的非能動(dòng)補(bǔ)水，使得蒸汽發(fā)生器二次側(cè)持續(xù)載出反應(yīng) 堆堆忍余熱，降低反應(yīng)堆堆忍裸露的風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)事故后響應(yīng)時(shí)間，提高核電站的安全裕量。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)，其能夠在核 電站完全斷電的情況下利用非能動(dòng)方式對(duì)蒸發(fā)器二次側(cè)持續(xù)進(jìn)行補(bǔ)水，使得蒸汽發(fā)生器二 次側(cè)持續(xù)載出反應(yīng)堆堆忍余熱，避免發(fā)生事故。
[0009] 本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案提供了一種用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)，核電 站的主回路系統(tǒng)包括放置于安全殼內(nèi)的蒸汽發(fā)生器和U型管，用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安 注系統(tǒng)包括放置在安全殼內(nèi)的非能動(dòng)蓄壓安注箱、安注管、安注隔離閥、冷卻水W及惰性氣 體，非能動(dòng)蓄壓安注箱的底部高于U形管的頂部，冷卻水W及惰性氣體位于非能動(dòng)蓄壓安 注箱內(nèi)，非能動(dòng)蓄壓安注箱通過(guò)安注管、設(shè)置在安注管上的安注隔離閥與蒸汽發(fā)生器二次 側(cè)連通，在正常運(yùn)行工況，安注隔離閥處于關(guān)閉位置，在發(fā)生事故時(shí)，蒸汽發(fā)生器二次側(cè)內(nèi) 的飽和水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽，使得蒸汽發(fā)生器二次側(cè)內(nèi)的液位逐步降低至蒸汽發(fā)生器二次側(cè) 設(shè)定的低低液位，從而使得安注隔離閥打開(kāi)，非能動(dòng)蓄壓安注箱中的冷卻水在惰性氣體的 壓力作用下，通過(guò)安注管進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，逐步淹沒(méi)U形管，此時(shí)U形管內(nèi)的一次側(cè)熱水被 冷卻，二次側(cè)的冷卻水則被加熱至飽和并產(chǎn)生蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽由二次側(cè)的泄壓閥排出，非 能動(dòng)蓄壓安注箱內(nèi)的冷卻水則繼續(xù)補(bǔ)充到蒸汽發(fā)生器內(nèi)。
[0010] 根據(jù)本實(shí)用新型的上述一個(gè)實(shí)施方案提供的用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)， 其中用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)還包括安注調(diào)節(jié)閥，非能動(dòng)蓄壓安注箱通過(guò)安注 管、設(shè)置在安注管上的安注隔離閥和在安注管上沿冷卻水流動(dòng)方向設(shè)置在安注隔離閥下游 的安注調(diào)節(jié)閥與蒸汽發(fā)生器二次側(cè)連通。
[0011] 根據(jù)本實(shí)用新型的上述一個(gè)實(shí)施方案提供的用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)， 其中在正常運(yùn)行工況，安注隔離閥和安注調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉位置。在發(fā)生事故時(shí)，蒸汽發(fā)生器 二次側(cè)內(nèi)的飽和水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽，使得蒸汽發(fā)生器二次側(cè)內(nèi)的液位逐步降低至蒸汽發(fā)生 器二次側(cè)設(shè)定的低低液位，從而使得安注隔離閥和安注調(diào)節(jié)閥打開(kāi)，非能動(dòng)蓄壓安注箱中 的冷卻水在惰性氣體的壓力作用下，通過(guò)安注管和安注隔離閥和安注調(diào)節(jié)閥進(jìn)入蒸汽發(fā)生 器，逐步淹沒(méi)U形管。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型的上述一個(gè)實(shí)施方案提供的用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)， 其中惰性氣體為壓力至少為8MPa的氮?dú)狻?br>[0013] 根據(jù)本實(shí)用新型的上述一個(gè)實(shí)施方案提供的用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)， 其中補(bǔ)充到蒸汽發(fā)生器內(nèi)的非能動(dòng)蓄壓安注箱中的冷卻水由安注調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制。
[0014] 根據(jù)本實(shí)用新型的上述一個(gè)實(shí)施方案提供的用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)， 其中核電站包括主回路系統(tǒng)和與其連通的反應(yīng)堆堆忍應(yīng)急冷卻系統(tǒng)，反應(yīng)堆堆忍應(yīng)急冷卻 系統(tǒng)用于在發(fā)生事故時(shí)帶走主回路系統(tǒng)中反應(yīng)堆堆忍殘余裂變產(chǎn)生的反應(yīng)堆堆忍余熱。
[0015] 根據(jù)本實(shí)用新型的用于核電站的非能動(dòng)蓄壓安注系統(tǒng)W非能動(dòng)方式運(yùn)行，始終確 保蒸發(fā)器二次側(cè)內(nèi)液位保持在正常