一种应急浓硼酸注入系统作为压水堆第二套停堆系统技术方案

本发明专利技术属于核电厂反应堆设计技术领域，具体设计一种应急浓硼酸注入系统作为第二套停堆系统。该系统包括浓硼箱、充排气泵、充排开关以及相连管线，为一套独立的停堆系统。充排开关与反应堆保护系统相连，接受反应堆保护系统发出的停堆信号并实现浓硼酸的注入，注入开关通电磁铁断电，开关由重力下落浓硼酸注入管线，启堆时，使用充气泵将氦气充入排水管线，氦气充满后排水开关通电磁铁通电，管线封闭。本发明专利技术增强了事故情况下反应堆紧急停堆的可靠性、提高了反应堆的安全性，并且该系统为独立的子系统，不影响反应堆的内部环境。

An Emergency Concentrated Boric Acid Injection System as the Second Shutdown System of PWR

The invention belongs to the technical field of nuclear power plant reactor design, and specifically designs an emergency concentrated boric acid injection system as the second shutdown system. The system consists of a concentrated boron box, a charge and discharge pump, a charge and discharge switch and a connecting pipeline, which is an independent shutdown system. The charging and discharging switch is connected with the reactor protection system. It receives the shutdown signal from the reactor protection system and realizes the injection of concentrated boric acid. The injection switch is turned off by electromagnet. The switch is injected into the pipeline by gravity falling concentrated boric acid. When starting the reactor, the helium gas is filled into the drainage pipeline by an inflatable pump. After the helium gas is filled, the drainage switch is turned on by electromagnet and the pipeline is closed. The invention enhances the reliability of the reactor emergency shutdown in case of accident and improves the safety of the reactor, and the system is an independent subsystem without affecting the internal environment of the reactor.

【技术实现步骤摘要】
一种应急浓硼酸注入系统作为压水堆第二套停堆系统
本专利技术属于核电厂反应堆设计
，具体设计一种应急浓硼酸注入系统作为第二套停堆系统。
技术介绍
反应堆相关法规中要求，反应堆相关安全法规中要求，停堆手段必须由两个不同的系统组成。第二套停堆系统是防止反应堆保护系统停堆失效的纵深防御手段。两个系统中，至少有一个系统能在单一故障情况下独立行使，使反应堆从运行工况和事故工况迅速进入有足够深度的次临界的功能。即使在堆芯具有最大后备反应性情况下，两个系统中至少有一个系统能独立使反应堆从正常运行工况进入次临界，并以足够的深度和高的可靠度保持次临界状态。在核电站事故情况下，实现应急停堆是保护反应堆安全的重要前提。对于传统压水堆设计来说，应急停堆的主要实现途径是向堆芯中插入由中子毒物组成的控制棒使反应堆立刻进入次临界状态。这种依靠控制棒实现紧急停堆的过程是:反应堆保护系统进行逻辑运算，产生反应堆紧急停堆驱动信号，紧急停堆驱动信号使停堆断路器线圈失电，停堆断路器打开，棒电源失电，控制棒下落，反应堆停堆。这种应急停堆方法存在控制棒不能下插导致反应堆不能紧急停堆的潜在可能性。压水堆核电站的反应性控制中包括化学容积控制系统，通过向冷却剂中添加硼酸调节一回路水的硼浓度，从而对反应性进行调节。目前，传统的化学容积控制系统无法及时提供应急硼注入，也无法实现高浓度硼酸的注入，因此，其只能作为反应堆功率调节的手段，并不能作为一种应急停堆的手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有的技术缺陷，提供一种应急浓硼酸注入系统作为第二套停堆系统。增强事故情况下反应堆应急停堆系统的可靠性，提高反应堆的安全性。本专利技术的技术方案如下：一种应急浓硼酸注入系统作为第二套停堆系统，上部浓硼箱提供浓硼酸，应急停堆时，充气开关通电磁铁断开，浓硼酸由注入管线流入注入环管充满反应堆内的冷却管线，最后汇集到出口管线，排水时，打开充气泵将氦气注入管线，最后排水开关通电磁铁接通，管线封闭。如上所述的应急浓硼酸注入系统，其中，在所述的浓硼酸贮存箱内设有用于保证溶液温度不低于硼结晶温度的电加热元件。如上所述的应急浓硼酸注入系统，其中，所述的浓硼酸贮存箱内的硼溶液浓度为7000-9000ppm，硼酸贮存箱内的温度高于9000ppm硼酸溶液结晶温度。一种应急浓硼酸注入系统作为第二套停堆系统，在事故工况下，正常情况为反应堆停堆保护系统向应急停堆子系统发出紧急停堆信号，紧急停堆信号使停堆断路器线圈断电，控制棒电源断电，控制棒下落，但当控制棒下落失效时，反应堆停堆保护系统向应急浓硼酸注入系统发出信号，应急浓硼酸注入系统收到信号后启动充排泵，或者在非能动手段失效后，通过能动手段注入浓硼酸溶液使反应堆紧急停堆，极大地提高了反应堆的安全性。附图说明图1为第二套应急停堆系统的管线排布示意图。图2为充水管线控制开关示意图。图3为排水管线控制开关示意图。图中，1.浓硼酸贮存箱2.充水管线控制开关3.排水管线控制开关4.充排水管线5.充排水环管6.堆内冷却管7.充排水管线8.压力容器9.充排水泵10.通电磁铁11.通电磁铁。具体实施方式应急浓硼酸注入系统是在原有控制棒断电后依靠重力下插的应急停堆手段之外，增加应急浓硼酸注入系统作为能动的应急停堆手段。该种配置属于能动与非能动相结合的安全措施，使应急停堆手段具有冗余性和多样性，从而提高了反应堆的安全性。本专利技术所提供的应急浓硼酸注入系统，接收反应堆保护系统发出的停堆失效的信号，应急浓硼酸系统包括浓硼酸贮存箱，浓硼酸贮存箱内设有用于保证溶液温度不低于硼结晶温度的电加热元件，浓硼酸贮存箱通过充水管线连接充水环管，充水环管连接均匀分布的堆芯冷却管，另一端的管线上接有充排气泵，接收反应堆保护系统发出的停堆失效的信号。在应急停堆时，充气开关通电磁铁断开，浓硼酸由注入管线流入注入环管充满反应堆内的冷却管线，最后汇集到出口管线，排水时，打开充气泵将氦气注入管线，最后排水开关通电磁铁接通，管线封闭。本专利技术提供了在控制棒发生下落失效时的应急停堆手段，并且使用两种手段相结合的方法，从大体上增强了紧急停堆实现的可行性，从而保证了反应堆的安全性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应急浓硼酸注入系统，包括浓硼箱（1）提供浓硼酸，应急停堆时，充气开关（2）通电磁铁断开，浓硼酸由注入管线（4）流入注入环管（5）充满反应堆内的冷却管线（6）最后汇集到出口管线（7） 排水时，打开充气泵（9）将氦气注入管线，最后排水开关（3）通电磁铁接通，管线封闭。

【技术特征摘要】
1.一种应急浓硼酸注入系统，包括浓硼箱（1）提供浓硼酸，应急停堆时，充气开关（2）通电磁铁断开，浓硼酸由注入管线（4）流入注入环管（5）充满反应堆内的冷却管线（6）最后汇集到出口管线（7）排水时，打开充气泵（9）将氦气注入管线，最后排水开关（3）通电磁铁接通，管线封闭。2.根据权利要求1所述的一种用于第二套浓硼酸应急停堆系统，其特征在于，所述浓硼酸箱内设有保证硼不结晶的电加热设备。3.根据权利要求2所述的一种用于第二套浓硼酸应急停堆系统，其特征在于，所述储存罐位于压力容器的左上方，水平距离为压力容器三倍直径长度，径向距离为压力容器的两倍高度。4.根据权利要求3所述的一种用于第二套浓硼酸应急停堆系统，其特征在于，所述浓硼箱中硼溶液为7000-9000ppm。5.根据权利要求3所述的一种用于第二套...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄美，赵颖，汤建楠，杨梦灵，侯荣彬，李景太，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11