核电厂非能动堆腔注水系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核电厂非能动堆腔注水系统，包括注水箱，用于储存水并向反应堆堆腔注水；注水管道，一端与注水箱底部连接，另一端与反应堆堆腔连接，用于将注水箱中的水注入到反应堆堆腔中；电动隔离阀，设置在注水管道上，用于控制注水箱与反应堆堆腔的连通或隔离；以及自力式流量调节阀组件，设置在电动隔离阀和反应堆堆腔之间的注水管道上，并以注水箱中的水的势能作为动力源，用于控制注水箱的注水流量维持在近似稳定的状态。相对于现有技术，本发明专利技术核电厂非能动堆腔注水系统结构简单、设置方便、流量控制稳定、注水箱布置要求低、节约水资源，可提高核电厂的运行安全。

【技术实现步骤摘要】
核电厂非能动堆腔注水系统
本专利技术属于核电领域，更具体地说，本专利技术涉及一种核电厂非能动堆腔注水系统。
技术介绍
目前国内外新建核电厂及在役核电厂均设置有严重事故后堆芯熔融物滞留系统以实现严重事故缓解，从而防止放射性物质释放，主要包括压力容器内滞留和压力容器外滞留两种技术方案。对于压力容器外滞留，主要提供一种具有熔融物扩展室的非能动压水堆核电厂堆芯捕集器，压力容器失效时对熔融物实施扩展、滞留和冷却。发生严重事故后，假设压力容器被熔穿，在压力容器外安装堆芯捕集、冷却和稳定系统，实现压力容器外滞留。但这种方案对设备材料的要求较高，且造价高昂，技术经济性差。对于压力容器内滞留，主要采用堆腔注水的方案，通过向堆腔内注入冷却水冷却反应堆压力容器(RPV)壁面，防止RPV下封头壁面被熔穿，将堆芯熔融物滞留于压力容器内。现有技术中非能动堆腔注水系统主要布置于安全壳外，该方案包括设置在安全壳外部的蓄压容器和注水箱，蓄压容器与注水箱、注水箱与堆腔之间通过注水管线连接，管线上设置有阀门和孔板。该方案利用蓄压容器中的压缩气体作为动力，推动注水箱中的水注入堆腔，依靠设置在蓄压容器和注水箱之间的减压阀以及注水箱下游的孔板控制注水流量。这种方案存在以下缺陷：1)注水管线上采用孔板控制注水流量，管路阻力系数恒定不变，系统运行时注水箱顶部氮气压力需维持恒定值才可满足系统的流量要求；2)减压阀阀后设定压力存在一定的偏差，导致注水箱顶部压力处于一个压力区间，系统的注水流量可能会超出系统的设计流量范围；3)采用孔板控制注水流量，要求蓄压容器、注水箱、阀门等设备及相连管线的设计压力较高，经济性较差，同时增加了设备维护、运行维修等风险；4)采用孔板控制注水流量，流量变化范围偏大，对水源造成一定浪费，增加了注水箱的容量。有鉴于此，确有必要提供一种流量控制稳定、水箱布置要求低、节约水资源的核电厂非能动堆腔注水系统，保证核电厂的安全运行。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：克服现有技术的不足，提供一种流量控制稳定、水箱布置要求低、节约水资源的核电厂非能动堆腔注水系统，保证核电厂的安全运行。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种核电厂非能动堆腔注水系统，包括：注水箱，用于储存水并向反应堆堆腔注水；注水管道，一端与注水箱底部连接，另一端与反应堆堆腔连接，用于将注水箱中的水注入到反应堆堆腔中；电动隔离阀，设置在注水管道上，用于控制注水箱与反应堆堆腔的连通或隔离；以及自力式流量调节阀组件，设置在电动隔离阀和反应堆堆腔之间的注水管道上，并以注水箱中的水的势能作为动力源，用于控制注水箱的注水流量维持在近似稳定的状态。作为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统的一种改进，所述自力式流量调节阀组件包括串联连接的手动调节阀和自力式差压调节阀，手动调节阀和自力式差压调节阀通过连接管连通，手动调节阀的入口和自力式差压调节阀的出口分别与所述注水管道连接。作为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统的一种改进，所述自力式差压调节阀设置有执行机构，执行机构包括上膜室和下膜室；所述手动调节阀入口注水管道与执行机构的上部通过第一引压管连通，手动调节阀入口注水管道中的压力通过第一引压管引入到执行机构的上膜室，所述连接管与执行机构的下部通过第二引压管连通，连接管内的压力通过第二引压管引入到执行机构的下膜室。作为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统的一种改进，所述注水管道上设置有流量计。作为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统的一种改进，所述自力式流量调节阀组件和反应堆堆腔之间的注水管道上设置有止回阀，用于防止反应堆堆腔内液体倒流至自力式流量调节阀组件。作为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统的一种改进，所述注水管道上还设置有隔离阀。作为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统的一种改进，所述电动隔离阀连接有电源进行供电。作为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统的一种改进，所述注水箱连接有补水管线。作为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统的一种改进，所述核电厂非能动堆腔注水系统设置于安全壳内或安全壳外。相对于现有技术，本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统具有以下技术效果：1)自力式流量调节阀组件可将注水流量维持在较稳定的区间，波动范围小，注水过程稳定，可靠性高；2)在自力式流量调节阀组件调节性能允许的条件下，阀前最低运行压力稍高于阀后最高运行压力即可，降低了注水箱高位布置的要求，降低了反应堆厂房内的布置难度，降低了设备的设计压力；3)注水过程可维持较稳定的注水流量，避免注水前期阶段流量的浪费，减少了注水箱的水装量，提高了核电厂的经济性和布置可行性；4)非能动堆腔注水依靠压力容器外部的自然循环实现热量排出，稳定的注水流量与蒸发损失平衡，不会造成反应堆堆腔内冷却水溢流，并能维持较好的自然循环过程；5)稳定的注水流量不会造成反应堆堆腔内液位产生较大波动，使得反应堆堆腔液位测量更准确，有利于注水过程的控制；6)由于注水流量趋于稳定，注水管道上配置的流量计量程窄，测量精度更高；7)采用自力式流量调节阀组件控制注水流量，系统启动后无需外界提供动力，运行更安全。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统进行详细说明，其中：图1为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统的结构原理示意图。图2为本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统自力式流量调节阀组件的结构示意图。附图标记：10-注水箱；12-反应堆堆腔；14-注水管道；16-电动隔离阀；18-自力式流量调节阀组件；180-手动调节阀；182-自力式差压调节阀；1820-执行机构；1820a-上膜室；1820b-下膜室；184-连接管；186-第一引压管；187-第二引压管；20-止回阀；22-流量计；24-隔离阀。具体实施方式为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限定本专利技术。请参阅图1所示，本专利技术核电厂非能动堆腔注水系统，包括：注水箱10，用于储存水并向反应堆堆腔12注水；注水管道14，一端与注水箱10底部连接，另一端与反应堆堆腔12连接，用于将注水箱10中的水注入到反应堆堆腔12中；电动隔离阀16，设置在注水管道14上，用于控制注水箱10与反应堆堆腔12的连通或隔离；以及自力式流量调节阀组件18，设置在电动隔离阀16和反应堆堆腔12之间的注水管道14上，并以注水箱10中的水的势能作为动力源，用于控制注水箱10的注水流量维持在近似稳定的状态。注水箱10用于储存水并向反应堆堆腔12提供水源，注水箱10的体积和储水量应保证系统以不低于安全要求的最低流量向反应堆堆腔12注水，在严重事故环境压力(如0.6Mpa.abs)下，以不低于55m3/h的流量向反应堆堆腔注水，持续注水时间不少于4小时。注水箱10与反应堆堆腔12的高度差根据反应堆堆腔12进行调整，注水箱10内长期储存有水，待事故发生时，可随时向反应堆堆腔12注水，注水箱10连接有补水管线(图未示出)，当注水箱10内的水的液位过低时，通过补水管线向注水箱10内补水。注水箱10中的水通过水的重力作用自动经注水管道14注入反应堆堆腔12中。注水管道14的一端连接在注水箱10的底部出口，另一端连接反应堆堆腔12，注本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电厂非能动堆腔注水系统，其特征在于，包括：注水箱，用于储存水并向反应堆堆腔注水；注水管道，一端与注水箱底部连接，另一端与反应堆堆腔连接，用于将注水箱中的水注入到反应堆堆腔中；电动隔离阀，设置在注水管道上，用于控制注水箱与反应堆堆腔的连通或隔离；以及自力式流量调节阀组件，设置在电动隔离阀和反应堆堆腔之间的注水管道上，并以注水箱中的水的势能作为动力源，用于控制注水箱的注水流量维持在近似稳定的状态。

【技术特征摘要】
1.一种核电厂非能动堆腔注水系统，其特征在于，包括：注水箱，用于储存水并向反应堆堆腔注水；注水管道，一端与注水箱底部连接，另一端与反应堆堆腔连接，用于将注水箱中的水注入到反应堆堆腔中；电动隔离阀，设置在注水管道上，用于控制注水箱与反应堆堆腔的连通或隔离；以及自力式流量调节阀组件，设置在电动隔离阀和反应堆堆腔之间的注水管道上，并以注水箱中的水的势能作为动力源，用于控制注水箱的注水流量维持在近似稳定的状态。2.根据权利要求1所述的核电厂非能动堆腔注水系统，其特征在于，所述自力式流量调节阀组件包括串联连接的手动调节阀和自力式差压调节阀，手动调节阀和自力式差压调节阀通过连接管连通，手动调节阀的入口和自力式差压调节阀的出口分别与所述注水管道连接。3.根据权利要求2所述的核电厂非能动堆腔注水系统，其特征在于，所述自力式差压调节阀设置有执行机构，执行机构包括上膜室和下膜室；所述手动调节阀入口注水管道与执行机构的上部通过第一引压管连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：高清，李振光，李盛杰，蒋燕祥，彭跃，胡剑，周绍飞，吴小天，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44