CN103413582A - 安注箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种安注箱，包括储存含硼水及气体的箱体，所述箱体设有连通反应堆压力容器的安注管，所述安注箱还包括浮体、连杆及开关，所述开关设置于所述箱体内且与所述安注管连接，所述连杆中部枢接于所述箱体内，所述浮体设置于所述连杆的一端，所述浮体随所述含硼水的液面升降而驱动所述连杆的另一端打开或关闭所述开关，在关闭所述开关时，所述开关位于液面之下。本发明安注箱能有效增强压水堆核电厂对一回路大破口失水事故的缓解能力，提高核电厂安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种核反应堆安全装置，尤其涉及一种在反应堆发生安全事故时对堆芯自动加注含硼水的安注箱。
背景技术
在压水堆一回路中，冷却水把核燃料放出的热能带出反应堆压力容器，并进入蒸汽发生器，通过数以千计的传热管，把热量传给管外的二回路水，使水沸腾产生蒸汽；冷却水流经蒸汽发生器后，再由主泵送入反应堆压力容器，这样来回循环，不断地把反应堆压力容器中的热量带出并转换产生蒸汽。
安注箱是一种与一回路相连、装有一定浓度2000～24002g/g的含硼水并充氮加压到2.4～5.0MPa的水箱。当反应堆一回路发生大破口失水的安全事故时，反应堆压力容器内的冷却水变少，因此，反应堆压力容器的温度会迅速上升，若不及时向一回路补水就可能发生熔堆的安全事故。因此，在反应堆发生一回路大破口失水事故导致堆芯失去冷却、一回路压力降到低于其压力时，安注箱可通过加压的氮气非能动地将含硼水注入堆芯。
然而，根据目前已有的安注箱设计，在一回路大破口失水事故中，随着安注箱的排放，在含硼水排放的后期，大量的高压氮气将不可避免地进入一回路系统内，给堆芯的有效冷却带来额外风险。因此，现有的安注箱对一回路失水事故的缓解能力并不高，不能有效提高核电厂的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效增强压水堆核电厂对一回路大破口失水事故的缓解能力，提高核电厂安全性的安注箱。
为了实现上述目的，本发明提供的安注箱包括储存含硼水及气体的箱体，所述箱体设有连通反应堆压力容器的安注管，所述安注箱还包括浮体、连杆及开关，所述开关设置于所述箱体内且与所述安注管连接，所述连杆中部枢接于所述箱体内，所述浮体设置于所述连杆的一端，所述浮体随所述含硼水的液面升降而驱动所述连杆的另一端打开或关闭所述开关，在关闭所述开关时，所述开关位于液面之下。
较佳地，所述箱体的内部设有支撑件，所述连杆枢接于所述支撑件上。所述支撑件能提供支撑，使所述连杆设置于所述箱体的内部，避免连杆与箱体的内壁发生机械干涉而影响所述浮体的上升或下降。
较佳地，所述开关为隔离阀。由于所述隔离阀的密封性能性高，因此，所述隔离阀可以有效地将箱体内部与反应堆内部隔离，保证反应堆正常运行时堆芯的稳定性及安全性。
较佳地，所述安注箱还包括防旋装置，所述防旋装置安装于所述箱体内。所述防旋装置可以有效避免所述安注箱在安注过程序中产生的涡旋，提高安注过程中的系统稳定性，且有效保证所述安注箱内液位的稳定下降，从而保证所述浮体及连杆工作的有效性。
具体地，所述防旋装置为防旋隔板。
更具体地，所述防旋隔板的数量为二，并呈竖直且相交地设置。由于所述防旋隔板呈相交地设置，因此，两所述防旋隔板会以交线为中心轴线而形成多个隔离层，而隔离层能阻挡所述箱体内的含硼水的流向，从而有效避免涡旋。
进一步地，两所述防旋隔板相交的角度为90度。
更具体地，所述防旋隔板设有两侧相贯通的通道。由于所述防旋隔板阻挡箱体内的含硼水的流向，因此，通过设置所述通道，可以使位于所述防旋隔板两侧的含硼水能相通，从而保证所述防旋隔板两侧的液位高度相等，确保所述浮体及连杆工作的准确性。
进一步地，所述通道呈长条形。
与现有技术相比，本发明通过在所述箱体内设置浮体、连杆及开关，通过利用浮体在液位面上或液位面下受到不同的浮力，进而驱动连杆打开或关闭开关；当在打开开关时，实现在将含硼水顺利输出，并且在含硼水输出后自动关闭开关，防止含硼水上方的气体通过开关而泄漏，达到将箱体内部的气体与堆芯内部自动隔离的目的；本发明安注箱一方面达到对堆芯进行加注含硼水，另一方面防止气体在加注含硼水后期进入堆芯内增加堆芯冷却的风险，有效增强了压水堆核电厂对一回路大破口失水事故的缓解能力，另外，安注箱纯机械设计，无需依赖任何外部电源，对于发生事故而断电的情况下仍然可以有效运行，因此，可靠性十分高，极大地提高了核电厂的安全性。
附图说明
图1是本发明安注箱的结构示意图。
图2是本发明安注箱中防旋隔板的结构示意图。
图3是本发明安注箱的俯视图。
图4是本发明含硼水加注完成后安注箱内部的状态示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1至图3所示，本发明安注箱100包括储存含硼水及气体的箱体1、浮体、连杆2、开关、支撑件3及防旋装置，防旋装置为防旋隔板4，浮体为浮球5，开关为隔离阀6。箱体1中部呈圆柱形，上下两端呈半球状；箱体1设有连通反应堆压力容器或反应堆一回路的安注管11；安注管11上通常设有控制阀（图中未示），控制阀用于控制箱体1与反应堆压力容器或一回路连通或断开，在一般情况下，控制阀处于关闭状态；安注管11的一端密封地插入箱体1内。
再结合图1，隔离阀6设置于箱体1内且与安注管11连接，具体地，隔离阀6安装于箱体1的内底部，这样可确保隔离阀6浸没于含硼水中，隔离阀6在正常情况下处于关闭状态；隔离阀6由于密封性能性高，因此，可以有效地将箱体1内部与一回路内部隔离，保证反应堆正常运行时堆芯的稳定性及安全性。支撑件3呈长条形，与箱体1的中心轴线同轴地固定于箱体1的中部；连杆2中部枢接于支撑件3的下半段，并形成两个沿相反方向运动的端部；支撑件3能提供给连杆2一支撑位置，使其位于箱体1的内中部，避免与箱体1的内壁发生机械干涉。浮球5设置于连杆2的一端，连杆2的另一端位于隔离阀6的上方；当箱体1内的含硼水充足时，浮球5及隔离阀6浸没于含硼水，液位高于浮球5及隔离阀6，这时，浮球5受到浮力的作用向上运动而带动与其连接的连杆2的该端向上转动，而连杆2的另一端向下转动并抵压于隔离阀6上，使隔离阀6的阀门保持打开。
请参照图2，防旋隔板4安装于箱体1内。具体地，防旋隔板4的数量为二，并呈竖直且相交地设置，两防旋隔板4相交的角度为90度。由于防旋隔板4呈相交地设置，因此，两防旋隔板4会以交线为中心轴线而形成多个隔离层4a及隔离区4b，而隔离层4a能阻挡箱体1内的含硼水的流向，从而有效避免涡旋，提高安注过程中的系统稳定性，且有效保证安注箱1内液位的稳定下降，保证浮球5的稳定。另外，防旋隔板4位于箱体1中部的圆柱，并不延伸到内顶部及内底部的半球体，因此，各防旋隔板4之间的隔离区4b是通过内底部或内顶部连通的，这样可保证各个隔离区4b的液位高度相等，确保浮球5及连杆2工作的有效性。
再请参照图2，进一步地，防旋隔板4设有两侧相贯通的多条通道41，多条通道41并排设置，每条通道41呈长条形，且通道41的长度方向沿竖直方向。由于防旋隔板4阻挡箱体1内的含硼水的流向，因此，通过设置通道41，可以使位于防旋隔板4两侧的含硼水能相通，从而进一步保证防旋隔板4两侧的液位高度相等，确保浮球5及连杆2工作的准确性。
综合上述并结合图4，当一回路发生大破口失水时，一回路内的压力降低，当低于箱体内的压力下时，箱体1内的含硼水在加压氮气的压力下通过隔离阀6、安注管11及控制阀注入一回路中。当箱体1内的含硼水液位慢慢下降，但含硼水仍然浸没于浮球5时，浮球5仍然受到最大浮力的作用，进而保持将连杆2的另一端抵压于隔离阀6，保持隔离阀6打开。当大部分含硼水注入一回路，液位低于浮球5，使浮球5受到的浮力小于浮球的重力时，浮球5随液位下降，进而带动连杆2的一端向下转动，从而使连杆2的另一端向上转动并离开隔离阀6，这时，隔离阀6不受到连杆2该端的压力而处于正常的关闭状态，进而将箱体1与一回路自动隔离。这时，所述隔离阀位于液位之下。由于在浮球5随液位下降驱使隔离阀6关闭时，隔离阀6依然处于液位的下方被含硼水浸没，因此，可有效防止液位上方的氮气通过隔离阀6进入一回路中。另外，在安装浮球5及连杆2时，将浮球5及连杆2安装于箱体1内部的下方，从而保证隔离阀6在加注含硼水的大部分时间内均处于打开状态，保证大部分含硼水有效地通过隔离阀6。
本发明通过在箱体1内设置浮球5、连杆2及隔离阀6，通过利用浮球5在液位上方或液位下方受到不同的浮力，进而驱动连杆2打开或关闭隔离阀6；当在打开隔离阀6时，实现在将含硼水顺利输出，并且在含硼水输出后自动关闭隔离阀6，防止含硼水上方的气体通过隔离阀6而泄漏，达到将箱体1内部的气体与堆芯内部自动隔离的目的；本发明安注箱100一方面达到对堆芯进行加注含硼水，另一方面防止气体在含硼水后期进入堆芯内增加堆芯冷却的风险，有效增强了压水堆核电厂对一回路大破口失水事故的缓解能力，另外，安注箱100纯机械设计，无需依赖任何外部电源，对于发生事故而断电的情况下仍然可以有效运行，因此，可靠性十分高，极大地提高了核电厂的安全性。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种安注箱，包括储存含硼水及气体的箱体，所述箱体设有连通反应堆压力容器的安注管，其特征在于：所述安注箱还包括浮体、连杆及开关，所述开关设置于所述箱体内且与所述安注管连接，所述连杆中部枢接于所述箱体内，所述浮体设置于所述连杆的一端，所述浮体随所述含硼水的液面升降而驱动所述连杆的另一端打开或关闭所述开关，在关闭所述开关时，所述开关位于液面之下。
2.如权利要求1所述的安注箱，其特征在于：所述箱体的内部设有支撑件，所述连杆枢接于所述支撑件上。
3.如权利要求1所述的安注箱，其特征在于：所述开关为隔离阀。
4.如权利要求1所述的安注箱，其特征在于：所述安注箱还包括防旋装置，所述防旋装置安装于所述箱体内。
5.如权利要求4所述的安注箱，其特征在于：所述防旋装置为防旋隔板。
6.如权利要求5所述的安注箱，其特征在于：所述防旋隔板的数量为二，并呈竖直且相交地设置。
7.如权利要求6所述的安注箱，其特征在于：两所述防旋隔板相交的角度为90度。
8.如权利要求5所述的安注箱，其特征在于：所述防旋隔板设有两侧相贯通的通道。
9.如权利要求8所述的安注箱，其特征在于：所述通道呈长条形。
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