[發(fā)明專利]核電站的給水分配系統(tǒng)以及用于運(yùn)行核電站的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380019912.7
• 申請(qǐng)日: 2013-02-06
• 公開（公告）號(hào): CN104246901A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安德里亞斯·萊姆;康拉德·施拉姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿海琺有限公司
• 主分類號(hào): G21C15/02
• 分類號(hào): G21C15/02
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11363
• 代理人: 李少丹;許偉群

本發(fā)明涉及一種核電站的給水分配系統(tǒng)，其由至少兩個(gè)布置在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)的給水分配器構(gòu)成，以及涉及一種用于運(yùn)行核電站的方法。此外，本發(fā)明涉及一種核電站。

在核電站中，在位于反應(yīng)堆壓力容器中的反應(yīng)堆芯內(nèi)通過受控的核裂變來產(chǎn)生熱量。借助該熱量加熱冷卻劑，該冷卻劑被泵送通過反應(yīng)堆芯并且由此將能量從反應(yīng)堆芯以及反應(yīng)堆壓力容器輸出。由于對(duì)于人員而言危險(xiǎn)的放射性，除了反應(yīng)堆壓力容器之外通常在核電站中有其他的屏蔽裝置或者防護(hù)罩，以便吸收大部分的放射性輻射。

存在不同的反應(yīng)堆類型，其在芯燃料、冷卻循環(huán)和調(diào)節(jié)器方面彼此不同。

不同于壓水反應(yīng)堆(其中有獨(dú)立的初級(jí)循環(huán)和次級(jí)循環(huán))，在屬于輕水反應(yīng)堆的沸水反應(yīng)堆情況下存在唯一的蒸汽－水循環(huán)。通常，在沸水反應(yīng)堆中將預(yù)熱的水泵送到反應(yīng)堆壓力容器中。通過在那里生成的熱量，該水作為蒸汽從反應(yīng)堆壓力容器導(dǎo)出并且在那里驅(qū)動(dòng)一個(gè)或者多個(gè)渦輪機(jī)并且冷凝。接著，其借助泵被向回饋送到反應(yīng)堆壓力容器中。通常在饋入之前在上游連接有給水容器，為了溫度和/或壓力平衡而首先將流體聚集在其中。在大多數(shù)情況中，水在饋入之前還流經(jīng)預(yù)熱器，以便使得冷凝后的水的溫度接近反應(yīng)堆壓力容器中的溫度。

為了在反應(yīng)堆壓力容器本身中分配水，設(shè)置有帶給水分配器的給水分配系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱系統(tǒng))。在申請(qǐng)人的廠房?jī)?nèi)常用的系統(tǒng)中，給水分配器由恰好一個(gè)環(huán)形主體構(gòu)成，其分為兩個(gè)或者四個(gè)空心的部分段。在四個(gè)部分段的情況下，這些部分段的每個(gè)都基本上達(dá)到四分之一圓，并且在流通方面分別與饋入接管(Einspeisestutzen)以及多個(gè)排出噴嘴連接。饋入接管通常對(duì)稱分布，使得分別有兩個(gè)饋入接管對(duì)置地布置在反應(yīng)堆壓力容器中。在四個(gè)饋入接管的情況下，由此形成交叉形狀的樣式。給水分配器的兩個(gè)或者四個(gè)部分段通過相同數(shù)目的饋送管路來用水填充，其中這些饋送管路的每個(gè)并且由此給水分配器的部分段可以獨(dú)立地接通。除了在反應(yīng)堆中使用水之外，其他流體也是可能的，其通過給水分配器饋入到反應(yīng)堆壓力容器中。因此，術(shù)語(yǔ)“給水”在下文中應(yīng)當(dāng)廣義地解釋并且也包括這種情況。

給水分配系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)負(fù)責(zé)反應(yīng)堆壓力容器中的足夠大量的輸送給水，使得另外也由于在那里主導(dǎo)的壓力而出現(xiàn)循環(huán)并且可以將反應(yīng)堆熱量引出。

因?yàn)樵谏暾?qǐng)人的廠房中常用的給水分配器是針對(duì)全負(fù)荷運(yùn)行來設(shè)計(jì)的，所以饋送管路、填充接管和主體等等的大小選擇為使得在全負(fù)荷運(yùn)行情況下進(jìn)行反應(yīng)堆壓力容器的合適的饋送。然而在核反應(yīng)堆的部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)以及起動(dòng)時(shí)，反應(yīng)堆以更小輸送量的給水來被供給。因?yàn)闉榱撕线m地使用給水分配器尤其在其中必須具有最小壓力，所以在這種情況中僅僅部分地使用了饋送管路，其中這可以通過主動(dòng)控制或者通過被動(dòng)器件來進(jìn)行。如果例如僅僅是現(xiàn)有的饋送管路之一并且由此也僅僅是部分段之一被流體流過，則這也意味著由于環(huán)形的布置，流體不再均勻分布，而是不對(duì)稱地分布在反應(yīng)堆壓力容器中。

不對(duì)稱的饋送與嚴(yán)重的缺點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。一方面，在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)在直接饋送的和非直接饋送的部位之間會(huì)出現(xiàn)大的溫差，其會(huì)導(dǎo)致材料疲勞和材料斷裂(尤其是在反應(yīng)堆壓力容器的內(nèi)壁中)。另一方面，不均勻的饋送也會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)堆熱量的部分被延遲地引出，使得一方面會(huì)預(yù)期到效率損失，并且另一方面在反應(yīng)堆壓力容器的部分區(qū)域中會(huì)出現(xiàn)過高的絕對(duì)溫度。同樣在核反應(yīng)堆過載時(shí)(其特別是在有堆芯熔化的危險(xiǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn))，這種系統(tǒng)是具有缺點(diǎn)的，因?yàn)閷?duì)于這種情況而言大小比例僅僅是受限地設(shè)計(jì)的，使得通常使用附加的緊急冷卻元件。另一缺點(diǎn)是缺少真正的冗余。例如在饋送管路和/或給水分配器故障時(shí)，反應(yīng)堆芯的給水饋送直到缺陷消除都是持續(xù)不均勻的。

因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)是，提出一種給水分配系統(tǒng)，其一方面在起動(dòng)時(shí)以及部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)在更小的機(jī)械負(fù)荷情況下提供給水的均勻分配，并且另一方面在維持核電站中通常的安全性情況下具有各組件的冗余。另外，要提出一種通過使用這種給水分配系統(tǒng)的情況下特別適合的、用于運(yùn)行核電站的方法。

關(guān)于給水分配系統(tǒng)方面，該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明被解決，其中每個(gè)給水分配器：

●具有恰好一個(gè)環(huán)形的主體，其帶有內(nèi)部通道，

●具有至少一個(gè)填充接管，其在流通方面與所述內(nèi)部通道通過至少一個(gè)填充開口連接，以及

●具有多個(gè)排出噴嘴，其在流通方面與所述內(nèi)部通道連接，

并且給水分配器的填充接管的每個(gè)都在流通方面與該給水分配器的每個(gè)排出噴嘴連接。

有利的擴(kuò)展方案是從屬權(quán)利要求的主題。