具有炉心筒注入延伸管道的紧急炉心冷却系统技术方案

本发明专利技术的紧急炉心冷却系统将从用于高压轻水反应堆的高压安注泵或安注箱提供的紧急炉心冷却水直接注入到反应堆容器下行水道中。从彼此相对的每个直接容器注入喷嘴和安装在炉心筒的外表面上的每个注入延伸管道之间将管连接器完全去除。用来从每个直接容器注入喷嘴注入水的紧急炉心冷却水进水口形成在每个注入延伸管道面对着每个直接容器注入喷嘴的轴线的表面上。由此，按照液压连接的方式采用其中紧急炉心冷却水射流流进注入延伸管道中的结构。

Emergency furnace core cooling system with furnace core injection into extended pipeline

The emergency furnace core cooling system of the invention will be injected directly into the downstream channel of the reactor vessel from the emergency cooling water supplied by the high pressure water injection pump or an injection tank used by the high pressure light water reactor. The pipe connector is completely removed from each of the direct containers opposing each other and to each injection extending pipe mounted on the outer surface of the cylinder. An emergency cooling water inlet for injecting water into a nozzle from each direct container is formed on the surface of each injection extending pipe facing each of the direct containers to inject the axis of the nozzle. Thus, the structure of the emergency cooling water jet flows into the injection extended pipeline according to the hydraulic connection mode.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及用于高压轻水反应堆的紧急炉心冷却系统(ECCS)，用来将从高压安注泵或安注箱提供的紧急炉心冷却水注入到反应堆容器的下行水道中，并且更具体地说涉及用于阻止紧急炉心冷却水直接旁通排出现象的下行水道注入延伸管道技术，其中紧急炉心冷却水在大破口失水事故(LBLOCA)的情况中由下行水道的强横向流引导，然后从反应堆中排出。
技术介绍
高压轻水反应堆即使在已经在充分考虑了安全边际的情况下设计出的情况下会碰到不期望有的安全问题。如果在出现其中大量冷却水泄漏的安全问题时没有提供足够的 紧急炉心冷却水，则炉心会过热，从而导致对反应器造成损坏。为了在冷却水泄漏时使炉心冷却，高压轻水反应堆配备有高压安注泵和安注箱，从而在外面将紧急炉心冷却水排出。紧急炉心冷却水供应源根据注入喷嘴端部的位置分成两种类型。在这两种类型之中，一种为冷段注入型，其中注入喷嘴位于冷段处，并且另一个为直接容器注入型，其中注入喷嘴位于反应堆容器处。冷段注入型的含义是，紧急炉心冷却水通过注入管线提供给反应堆系统，所述注入管线连接在与用来从反应器冷却水循环系统的循环泵将冷却水提供给反应器容器的管道对应的冷段上，但是存在这样的缺点，即在紧急炉心冷却水提供给破裂的冷段时，紧急炉心冷却水从破裂的冷段完全泄漏出，因此不能期望获得反应堆炉心冷却效果。因此，直接容器注入型当前经设计为包括直接容器注入(DVI)喷嘴，用来将紧急炉心冷却水提供给反应堆容器，并且将紧急炉心冷却水直接提供给在反应堆容器和炉心支撑筒之间的下行水道。但是，直接容器注入型存在这样的问题，即紧急炉心冷却水直接旁通现象增加，其中在冷段破裂时，紧急炉心冷却水通过下行水道的强横向流朝着破裂冷段引导，并且从反应堆容器中排出。如图IA至ID所示，用于防止出现紧急炉心冷却水直接旁通现象的常规技术如此设计，从而注入延伸管道110或110’安装在图IA的下行水道140的炉心筒100的外表面上或者安装在图IB的炉心筒100中的挡板区域上，并且注入延伸管道110或110’使用管子130与横跨下行水道140的DVI喷嘴120连接。另外，该常规技术如此设计，从而注入延伸管道210安装在图IC的炉心筒200的外表面上，并且注入延伸管道210使用突出喷嘴230和230’与横跨下行水道240的DVI喷嘴220连接。如分别在图IA和IB中所示的美国专利No. 5377242 (James D. Carlton等人)和5135708 (James D. Carlton等人)中所披露的一样，使用管子130将DVI喷嘴120与在下行水道140中的注入延伸管道110或110’连接的常规方法，由于在下行管道140中的间隙狭窄，所以在连接部分的安装中出现困难。在反应堆容器装配有炉心筒时，在凸出部分之间出现干涉。另外，根据该现有技术，在大冷段150破裂时，能够将紧急炉心冷却水有效喷射到下行水道140的下部或炉心入口。但是，在DVI管线自身破裂时，喷射延伸管道110或110’的出口由于虹吸管效应而用作断流的入口，并且在反应堆容器中的冷却水水位根据注入延伸管道110或110’的长度而下降，从而炉心包覆温度异常增高。这导致出现不符合安全规则的问题。如图IC中所示一样，与上述技术类似的另一种常规技术用来使用管子直接连接DVI喷嘴220和在下行水道240中的注入延伸管道210，并且将突出喷嘴230和230’设置成彼此相对并且形成细微的间隙(韩国专利申请文献No. 10-2000-0074521)。但是，该常规技术也存在这样的问题，其中在反应堆容器与炉心筒200装配在一起时，在朝着下行水道240突出的喷嘴230和230’之间出现干涉，因此使得组装困难，并且因此用来对安装在反应堆容器的下部处的中子检测舱进行周期性抽出检查的孔与突出喷嘴重叠，从而工作无法进行。另外，在DVI管线破裂时，在注入延伸管道210的上连接喷嘴之间的间隙变窄，因此造成入口 -出口倒置现象，其中位于注入延伸管道210的最下面位置处的注入延伸管道210的最下侧出口将作为入口，尽管断流吸入量并不多。因此，存在这样的问题，即在反应堆容器中的冷却水水位明显下降至注入延伸管道210的的最下侧出口，之后注入延伸管道210的的最下侧出口将作为入口。还有一种更简单的技术，其中DVI喷嘴的出口使用弯管320以直角垂直设置(韩国专利申请文献No. 10-2003-0064634)。但是，由于由弯管320占据的空间与在下行水道330中的间隙类似，所以反应堆容器300不能与炉心筒310装配在一起。通过进行紧急炉心冷却水旁通试验，发现这种简单的垂直注入其热液压作用很小，因为紧急炉心冷却水的直接旁通速度非常高(NED Vol. 225, “Effect of the yaw injection angle on theECCbypass in comparison with the horizontal injection，，，T. S. Kwon 等人，2003)。根据上述常规技术，用于紧急炉心冷却水的DVI管线破裂，因此注入延伸管道的最下面出口用作断流的入口。在该情况中，在反应堆容器中的冷却水水位逐渐下降从而到达与注入延伸管道的最下面出口相等或更低的位置，该位置位于注入延伸管道的最下面位置处。在冷却水的水位下降时，反应堆炉心暴露出。这在冷却反应堆炉心时具有致命结果。如上所述，传统的常规技术问题大多数归因于这样一种连接机构，其中DVI喷嘴和注入延伸管道在下行水道中相互连接。因此，为了改善在反应堆容器和炉心筒之间的可装配性、避免在操作期间在检查工作区域内的结构之间的干涉、防止出现在DVI管线破裂时出现的注入延伸管道的入口-出口倒置现象并且避免在中子监测舱的抽出入口和注入延伸管道或突出喷嘴之间的干涉，需要构思出一种具有新结构的注入延伸管道。一种紧急炉心冷却水直接容器注入系统符合下面的设计要求，其中将紧急炉心冷却水直接注入到在高压轻水反应堆中的反应堆容器的下行水道中。首先，通过防止发生大破口失水事故(LBLOCA)的现象，在该现象中紧急炉心冷却水通过由出现在下行水道中的高速蒸汽横向流而旁通排出，紧急炉心冷却水直接容器注入系统将能够通过下行水道的下部向炉心入口提供大量的紧急炉心冷却水。第二，因为注入延伸管道的最下面位置的紧急炉心冷却水出口用作断流的入口以便能够在直接容器注入系统的管子破裂时应用，所以不应该出现在反应堆容器中的冷却水水位明显降低的现象。第三，虽然安装在下行水道中的注入延伸管道，但横向流阻力不应该过分增大，并且由该横向流引起的振动不应该过分增大。第四，注入延伸管道和直接容器注入喷嘴的连接器在将反应堆容器与在下行水道中的炉心筒组装在一起时造成妨碍，或者与中子监测舱的抽样孔干涉。由此，可以进行实际应用，并且能够保证该设计，并且可以在反应堆的运转期间进行连续检查。
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于在现有技术中出现的上述问题而作出的。本专利技术涉及提供一种用于高压轻水反应堆的具有注入延伸管道的紧急炉心冷却系统，其中在通过阻止其中在冷段破裂时紧急炉心冷却水由于在下行水道中的高速蒸汽横向流而旁通排出的现象并且防止出现注入延伸管道的入口-出口倒置现象，从而能够在大破口失水事故(LBLOCA)或直接容器注入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种紧急炉心冷却系统，它具有至少一个炉心筒注入延伸管道，该系统包括：　直接容器注入喷嘴，用来朝着设计在其上安装有具有冷段和热段的冷却系统的反应堆容器中的炉心筒注入紧急炉心冷却水射流；以及　注入延伸管道，它们安装在炉心筒的外表面上 从而面对着直接容器注入喷嘴，　其中每个注入延伸管道在其外表面中包括紧急炉心冷却水进水口，从而从直接容器注入喷嘴注入的射流流进各个注入延伸管道，并且紧急炉心冷却水进水口通过注入延伸管道的外表面，该进水口以与各个直接容器注入喷嘴的轴线相交 的点作为其中心点。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：权泰纯，宋哲和，白源弼，
申请(专利权)人：韩国原子力研究院，韩国水力原子力株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]