[實(shí)用新型]非能動自流量控制注水系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420425909.7
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN204029395U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹建華;盧冬華;傅先剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中科華核電技術(shù)研究院有限公司;中國廣核集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及核電站反應(yīng)堆安全設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于壓水堆嚴(yán)重事故時的非能動自流量控制注水系統(tǒng)。

背景技術(shù)

核電的使用是人類在能源利用史上的一個重大突破，利用原子核的裂變反應(yīng)，核電廠能夠產(chǎn)生其他所有傳統(tǒng)化石能源所無法比擬的高能量輸出，并且這些高能量輸出往往只需要耗費(fèi)少量的核燃料，這種低投入高產(chǎn)出的特性，使得人類日益重視對核能的利用，并不斷加大在核能領(lǐng)域的研究開發(fā)，時至今日，核能已成為世界上許多國家的重要能源組成部分。然而，核電具有極高利用價值的同時，也可能帶來很大的危害，在使用核電的過程中，如果保護(hù)不當(dāng)而致使出現(xiàn)核泄漏等重大事故，將會對核電廠周邊的環(huán)境乃至全人類帶來極其嚴(yán)重的核污染災(zāi)害。

壓水堆核電站中，一回路是指冷卻水把核燃料放出的熱能帶出反應(yīng)堆壓力容器，并進(jìn)入蒸汽發(fā)生器，通過數(shù)以千計的傳熱管，把熱量傳給管外的二回路水，使水沸騰產(chǎn)生蒸汽；冷卻水流經(jīng)蒸汽發(fā)生器后，再由主泵送入反應(yīng)堆壓力容器，這樣來回循環(huán)。而當(dāng)壓水堆發(fā)生堆芯熔融的嚴(yán)重事故后，通常通過壓力容器外部注水淹沒，以達(dá)到從壓力容器外部冷卻熔融堆芯，并將熔融堆芯滯留(In-Vessel?Retention，簡稱IVR)在反應(yīng)堆壓力容器內(nèi)，是一種重要的核電站嚴(yán)重事故緩解措施。由于堆芯熔融發(fā)生后，堆芯衰變熱已相對穩(wěn)定，因此IVR注入所需導(dǎo)出的熱量也已經(jīng)相對穩(wěn)定，故對IVR注入流量的需求也相對穩(wěn)定。

但現(xiàn)有IVR注水設(shè)計中，要么采用借助應(yīng)急交流電源支持的能動注入系統(tǒng)，無法應(yīng)對諸如完全喪失交流電源等超設(shè)計狀況時的注入；要么采用高位水池或蓄壓箱設(shè)計，通過水池或蓄壓箱底部直連管道實(shí)現(xiàn)非能動IVR注水，而無需任何應(yīng)急交流電源支持，但這種方式中注水流量前后階段變化大，尤其是前期IVR水源利用率不高。

因此，有必要提供一種不需要依賴于外部動力、并能實(shí)現(xiàn)整個時間周期內(nèi)相對穩(wěn)定的注入流量，以提高注入水利用率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種不需要依賴于外部動力、并能實(shí)現(xiàn)整個時間周期內(nèi)相對穩(wěn)定的注入流量，以提高注入水利用率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：提供一種非能動自流量控制注水系統(tǒng)，適用于對安全殼內(nèi)的反應(yīng)堆堆坑注水，其包括安注箱及自流量控制設(shè)備，所述自流量控制設(shè)備容置于所述安注箱內(nèi)并通過一出水管連通所述反應(yīng)堆堆坑，其中，所述自流量控制設(shè)備包括渦室、橫管及立管組件，所述渦室呈中空結(jié)構(gòu)且底部設(shè)有一流出口，所述流出口與所述出水管連通，所述橫管、所述立管組件分別連通所述渦室的中空結(jié)構(gòu)，且所述橫管、所述立管組件連通所述渦室的位置及所述渦室的流出口的位置布局為使所述安注箱內(nèi)的冷卻水經(jīng)所述橫管、所述立管組件流入所述渦室的中空結(jié)構(gòu)后形成漩渦并經(jīng)所述流出口流出。

較佳地，所述立管組件包括第一連接管及與所述第一連接管相連通的多個不同高度的立管，所述第一連接管連通所述渦室的中空結(jié)構(gòu)；立管組件包括不同高度的多個立管，在IVR注入初期，由于安注箱內(nèi)冷卻水液面較高，立管都在液面以下，此時立管流量最大；渦室內(nèi)，受立管組件的切向水流的影響，渦室內(nèi)匯流形成的渦旋最強(qiáng)，流阻最大，盡管初始位差最大或初始蓄壓最高，但I(xiàn)VR注入流量卻受到抑制，不會太高，提高注入水的利用率，隨冷卻水液面降低，立管組件內(nèi)流量組件降低，渦室內(nèi)，由于切向水流減小，渦旋減弱，流阻減小，因此一直保持IVR注入流量在要求數(shù)值附近。

較佳地，所述第一連接管所在的直線與所述橫管所在的直線相交，且交點(diǎn)位于所述橫管與所述流出口之間。因此，經(jīng)第一連接管流入渦室內(nèi)的冷卻水與經(jīng)橫管流入渦室的冷卻水匯流后形成渦旋，且立管組件的流量越大，匯流流向偏離渦室中心越大，則渦旋越強(qiáng)，流阻越大，進(jìn)而使渦室的流出量反而越小，從而使注入初期的流出量得到抑制，提高反應(yīng)堆堆坑的注入水的利用率。

較佳地，所述橫管平行于所述安注箱的底面設(shè)置，所述第一連接管平行于所述安注箱的底面設(shè)置，且所述第一連接管垂直于所述橫管并位于所述橫管與所述流出口之間；且橫管布置在靠近渦室的底部，使得在IVR整個注入過程中始終保持有流量進(jìn)入渦室；經(jīng)第一連接管流入渦室內(nèi)的冷卻水與經(jīng)橫管流入渦室的冷卻水匯流后形成渦旋，且立管組件的流量越大，匯流流向偏離渦室中心越大，則渦旋越強(qiáng)，流阻越大，進(jìn)而使渦室的流出量反而越小，從而使注入初期的流出量得到抑制，提高反應(yīng)堆堆坑的注入水的利用率。

較佳地，多個所述立管均垂直于所述安注箱的底面設(shè)置并分別連通所述第一連接管，且多個所述立管均位于所述第一連接管的上方。