[發(fā)明專利]一種防止反應(yīng)堆冷卻劑沿軸泄漏的安全系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114783633A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金樂;王巖;朱向東;崔懷明;盧熙寧
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電氣凱士比核電泵閥有限公司;中國核動力研究設(shè)計院
• 主分類號: G21C15/14
• 分類號: G21C15/14;G21C15/02;G21C15/18
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 徐茂泰;周榮芳

本發(fā)明提供了一種防止反應(yīng)堆冷卻劑沿軸泄漏的安全系統(tǒng)，包含三個串聯(lián)機械密封的密封組件、停機密封組件、承壓殼體、轉(zhuǎn)軸、管路系統(tǒng)；所述轉(zhuǎn)軸穿設(shè)于承壓殼體內(nèi)部，轉(zhuǎn)軸與承壓殼體之間的承壓空間內(nèi)安裝有三個密封組件；頂部的密封組件的頂部設(shè)置有停機密封組件；所述管路系統(tǒng)依次通過各個密封組件內(nèi)部與各個密封面組件內(nèi)部連通，并且管路系統(tǒng)與外部的其他部件連通，通過外部的其他部件向管路系統(tǒng)內(nèi)部通入冷卻劑；管路系統(tǒng)與各個密封組件內(nèi)部連通的管路上設(shè)置有至少一個節(jié)流件。本發(fā)明的安全系統(tǒng)壽命長、核泄漏率低、安全級別高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及反應(yīng)堆冷卻劑泵密封領(lǐng)域，具體涉及一種防止反應(yīng)堆冷卻劑沿軸泄漏的安全系統(tǒng)。

背景技術(shù)

反應(yīng)堆冷卻劑泵(以下簡稱主泵)是反應(yīng)堆系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的一部分，是反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)中唯一的高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備，驅(qū)動反應(yīng)堆冷卻劑在反應(yīng)堆一回路內(nèi)循環(huán)流動，連續(xù)不斷地把堆芯中產(chǎn)生的熱量帶出。

主泵軸密封系統(tǒng)的作用就是防止反應(yīng)堆冷卻劑存在沿轉(zhuǎn)軸流動并產(chǎn)生泄漏。主泵軸密封系統(tǒng)起源于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過近半個世紀(jì)的技術(shù)發(fā)展，目前的主流主泵機械密封基本都采用三級分壓機械結(jié)構(gòu)，流體靜壓、流體動壓或動靜壓結(jié)合的密封面，密封面通過彈簧補償及背壓實現(xiàn)壓緊。

泄漏率是軸密封系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)，指轉(zhuǎn)軸在高速旋轉(zhuǎn)的過程中流經(jīng)密封面流體的流速。這部分流體就是軸密封系統(tǒng)的泄漏液體。在核電系統(tǒng)中，會有專用的容器對泄漏的流體進行統(tǒng)一收集。流體靜壓型軸密封的泄漏率約為300-800L/h，流體動壓型軸密封的泄漏率約為2-5L/h。

主泵軸密封系統(tǒng)的密封面屬于易磨損件，定期需進行更換。目前，主流的主泵軸密封面的更換周期約為4年。

主泵軸密封系統(tǒng)的冷卻由反應(yīng)堆系統(tǒng)提供，采用核安全I級電動閥門控制。在事故工況下，通過關(guān)閉閥門以確保反應(yīng)堆一回路邊界的完整，防止帶有放射性的反應(yīng)堆冷卻劑外泄。

發(fā)明內(nèi)容

為提高主泵軸密封系統(tǒng)的壽命、降低核泄漏率，在保證安全級別的前提下，本發(fā)明提供了一種防止反應(yīng)堆冷卻劑沿軸泄漏的安全系統(tǒng)，包含多個密封組件、停機密封組件、承壓殼體、轉(zhuǎn)軸、管路系統(tǒng)；

所述轉(zhuǎn)軸穿設(shè)于承壓殼體內(nèi)部，轉(zhuǎn)軸與承壓殼體之間的承壓空間內(nèi)安裝有多個所述密封組件；

多個所述密封組件圍繞轉(zhuǎn)軸軸向設(shè)置且依次串聯(lián)連接，相鄰兩個密封組件之間的密封面相接觸形成機械密封；

所述停機密封組件設(shè)置在頂端的密封組件的頂部，用于鎖閉所述轉(zhuǎn)軸；

所述管路系統(tǒng)依次通過各個密封組件的內(nèi)部與各個密封組件內(nèi)部連通，管路系統(tǒng)位于各個密封組件內(nèi)部的管路上設(shè)置有至少一個節(jié)流件。

具體地，所述管路系統(tǒng)的輸入端與冷卻劑的系統(tǒng)連通，用于通入冷卻劑；輸出端分為兩路，分別與RCV系統(tǒng)(化學(xué)和容積控制系統(tǒng))以及停機密封組件內(nèi)部連通。

優(yōu)選地，管路系統(tǒng)的第一路輸出端通過高壓泄壓流道與RCV系統(tǒng)連通；管路系統(tǒng)的第二路輸出端通過SSR管路(停機密封控制管路)與所述停機密封組件內(nèi)部連通；且高壓泄壓流道與RCV系統(tǒng)之間以及SSR管路與停機密封組件之間均設(shè)置有閥門。

優(yōu)選地，所述高壓泄壓通流通過串聯(lián)連接的第一電動閥和第一非能動安全閥與RCV系統(tǒng)連接；

正常運轉(zhuǎn)時，第一電動閥以及第一非能動安全閥均處于打開狀態(tài)，管路系統(tǒng)中的冷卻劑依次經(jīng)過各個密封組件內(nèi)部進入RCV系統(tǒng)；

正常停機時，關(guān)閉第一電動閥，冷卻劑被阻擋進入RCV系統(tǒng)；

事故工況下，第一非能動安全閥自動關(guān)閉，冷卻劑被阻擋進入RCV系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述SSR管路通過并聯(lián)連接的第二電動閥以及第二非能動安全閥與所述停機密封組件內(nèi)部聯(lián)通；