CN106328216B - 核电站稳压器水封装置及核电站稳压器 - Google Patents

核电站稳压器水封装置及核电站稳压器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电站稳压器水封装置及核电站稳压器。所述水封装置包括：稳压器上封头(1)、穿插设置在所述稳压器上封头(1)上的稳压器安全阀接管(2)、用于连接稳压器安全阀和所述稳压器安全阀接管(2)的安全阀工艺管(3)、以及设置在所述稳压器上封头(1)内侧表面上且罩住所述稳压器安全阀接管(2)一端端口的集水罩(4)。本发明提供的水封装置可以水封稳压器安全阀接管与稳压器内部汽相连通的一端端口，使得稳压器内部汽相中的氢气不会通过稳压器安全阀泄漏出去，且由于集水罩设置在稳压器内部，节省了稳压器外部的布置空间，此外，由于采用了高温水密封，能有效降低稳压器安全阀开启后下游排放管线承受的水力载荷。

Description

核电站稳压器水封装置及核电站稳压器
技术领域
本发明涉及核电站稳压器技术领域，特别涉及一种核电站稳压器水封装置及核电站稳压器。
背景技术
核电站稳压器是核电站中重要的压力安全设备，主要是用于对一回路主系统进行压力和容积的调节和控制，以防止冷却剂水在一回路中汽化，以保证一回路主系统压力边界完整性。而在核电站一回路正常运行时，为了减缓一回路中金属设备老化速率，通常会通过向容控箱中充入氢气的办法，使得一回路冷却剂中的氢气含量达到一定的浓度，以抑制水辐照生成氧，进而减缓一回路水及水中杂质与金属的化学反应速率(氧含量的增加会加速金属的化学反应速率)，但是，由于一回路冷却剂中的氢气可以通过与核电站稳压器连通的稳压器安全阀泄漏出去，因此，需在核电站稳压器设置水封以避免氢气泄漏。
现有的核电站稳压器主要采用U型管冷水封结构进行水封，该U型管冷水封结构设置在稳压器上封头与安全阀相连的工艺管道之间。在稳压器启动和运行期间，稳压器内的饱和水蒸汽在U型管冷水封结构内冷凝，当冷凝水液面高于U型管内壁上表面的最低点，水密封建立完成。
但是，该U型管冷水封结构设置在稳压器外部，其内部储存的冷凝水温度低，当稳压器安全阀开启后，安全阀下游的排放管线将承受较高的水力载荷，同时，U型管冷水封结构还将占用较多的稳压器外部布置空间，不利于核电站设备的整体排布设计。
发明内容
为了解决现有的U型管冷水封结构内部冷凝水温度低，会造成安全阀下游的排放管线将承受较高的水力载荷，且占用较多的稳压器外部布置空间的问题，本发明实施例提供了一种核电站稳压器水封装置及核电站稳压器。所述技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种核电站稳压器水封装置，包括：稳压器上封头、穿插设置在所述稳压器上封头上的稳压器安全阀接管、用于连接稳压器安全阀和所述稳压器安全阀接管的安全阀工艺管、以及设置在所述稳压器上封头内侧表面上且罩住所述稳压器安全阀接管一端端口的集水罩，所述集水罩上开设有供稳压器内部的饱和水蒸汽进入所述稳压器安全阀接管的开口，
所述集水罩用于收集稳压器内部的饱和水蒸汽进入到所述安全阀工艺管或者所述稳压器安全阀接管中冷凝形成的冷凝水，并配合收集到的冷凝水水封所述稳压器安全阀接管的一端端口。
在本发明实施例上述的水封装置中，所述集水罩包括：
底板、用于连接所述底板和所述稳压器上封头内侧表面的围板，所述围板包括：两个侧板以及一个连接两个侧板的中段板。
在本发明实施例上述的水封装置中，所述中段板与所述底板之间的夹角范围为95度～100度，两个侧板向所述中段板方向延长相交所形成的夹角范围为15度～25度。
在本发明实施例上述的水封装置中，所述围板的厚度范围为15～25mm，所述底板的厚度范围为15～25mm。
在本发明实施例上述的水封装置中，所述集水罩整体冲压制备而成或者拼焊制备而成。
在本发明实施例上述的水封装置中，还包括：设置在所述稳压器上封头的外侧表面且环绕所述稳压器安全阀接管四周的保温层。
在本发明实施例上述的水封装置中，所述保温层的厚度范围为250～300mm。
在本发明实施例上述的水封装置中，所述安全阀工艺管与未处于所述保温层的保温范围的所述稳压器安全阀接管的总长范围为450～500mm。
在本发明实施例上述的水封装置中，还包括：设置在所述稳压器上封头内侧表面上且用于连接所述集水罩与所述稳压器上封头的堆焊层。
另一方面，本发明实施例提供了一种核电站稳压器，包括如上所述的水封装置。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过稳压器上封头、穿插设置在稳压器上封头上的稳压器安全阀接管、用于连接稳压器安全阀和稳压器安全阀接管的安全阀工艺管、以及设置在稳压器上封头内侧表面上且罩住稳压器安全阀接管一端端口的集水罩，构成核电站稳压器水封装置。其中，集水罩上开设有供稳压器内部的饱和水蒸汽进入稳压器安全阀接管的开口，稳压器内部的饱和水蒸汽会从开口进入到稳压器安全阀接管中，进而进入到安全阀工艺管中；由于安全阀工艺管和伸出稳压器外的稳压器安全阀接管与外界环境接触，通过与外界环境进行热交换，使得进入其中的饱和水蒸汽冷凝成冷凝水，并回流进入集水罩中；随着集水罩中收集到的冷凝水的增多，可以水封稳压器安全阀接管与稳压器内部汽相连通的一端端口，使得稳压器内部汽相中的氢气不会通过稳压器安全阀泄漏出去。而且，由于集水罩设置在稳压器内部，节省了稳压器外部的布置空间。此外，由于集水罩收集到的冷凝水也处于稳压器内部，减少了与外界环境进行热交换，其水温相对较高，为高温水密封，能有效降低稳压器安全阀开启后下游排放管线承受的水力载荷。另外，该核电站稳压器水封装置结构简单、制造方便、实用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种核电站稳压器水封装置的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种集水罩结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的一种集水罩结构示意图；
图4是本发明实施例一提供的一种集水罩结构示意图；
图5是本发明实施例一提供的一种核电站稳压器水封装置的结构示意图；
图6是本发明实施例一提供的一种核电站稳压器水封装置的结构示意图；
图7是本发明实施例一提供的一种核电站稳压器水封装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种核电站稳压器水封装置，参见图1，该水封装置可以包括：
稳压器上封头1、穿插设置在稳压器上封头1上的稳压器安全阀接管2、用于连接稳压器安全阀和稳压器安全阀接管2的安全阀工艺管3、以及设置在稳压器上封头1内侧表面上且罩住稳压器安全阀接管2一端端口的集水罩4，该集水罩4上开设有供稳压器内部的饱和水蒸汽进入稳压器安全阀接管2的开口40。
集水罩4用于收集稳压器内部的饱和水蒸汽进入安全阀工艺管3或者稳压器安全阀接管2中冷凝形成的冷凝水，并配合收集到的冷凝水水封稳压器安全阀接管2的一端端口。
需要说明的是，核电站稳压器在正常工作时，其内部是分为汽相和液相，与稳压器下封头接触的液相与核电站一回路中的冷却剂连通，与稳压器上封头1接触的汽相主要饱和水蒸汽，也包含由核电站一回路冷却剂中渗透出来的氢气，为了防止稳压器内部的氢气通过稳压器安全阀泄漏，需要对连通稳压器和稳压器安全阀的通道进行水封。
在本实施例中，稳压器安全阀接管2穿插设置在稳压器上封头1上，其一端伸出稳压器上封头1(即稳压器安全阀接管2的安全端)，其另一端与稳压器内部的汽相连通(可以与稳压器上封头1对接焊缝连接)。稳压器安全阀接管2伸出稳压器的一端与连接稳压器安全阀的安全阀工艺管3连接(可以采用对接焊缝连接)，稳压器安全阀接管2与稳压器内部汽相连通的一端被设置在稳压器上封头1内侧表面的集水罩4罩住，而且集水罩4上开设有供稳压器内部的饱和水蒸汽进入稳压器安全阀接管2的开口40。这样当核电站开始正常工作时，稳压器内部的饱和水蒸汽会从开口40进入到稳压器安全阀接管2中，进而进入到安全阀工艺管3中，由于安全阀工艺管3和伸出稳压器外的稳压器安全阀接管2与外界环境接触，通过与外界环境的热交换(包括热传导和热辐射)，使得进入其中的饱和水蒸汽冷凝成冷凝水，并回流进入集水罩4中，随着集水罩4中收集到的冷凝水的增多，可以水封稳压器安全阀接管2与稳压器内部汽相连通的一端端口，使得稳压器内部的氢气与稳压器安全阀隔离，进而使得稳压器内部汽相中的氢气不会通过稳压器安全阀泄漏出去。
而且，由于集水罩4设置在稳压器内部，节省了稳压器外部的布置空间。此外，由于集水罩4收集到的冷凝水也处于稳压器内部，其与外界环境进行热交换而损失的热能相对较少，且与稳压器内部高温汽相接触，水温相对较高(冷凝水与稳压器内部的汽相温差小于30度)，为高温水密封，能有效降低稳压器安全阀开启后下游排放管线承受的水力载荷。此外，该核电站稳压器水封装置结构简单、制造方便、实用性强。
具体地，参见图2，该集水罩4可以包括：底板42、以及用于连接底板42和稳压器上封头1内侧表面的围板41，参见图3，该围板41可以包括：两个侧板411以及一个两个侧板411的中段板412。
在本实施例中，围板41包括两个侧板411以及一个两个侧板411的中段板412，没有围住底板42的四周，而是设置了供稳压器内部的饱和水蒸汽进入稳压器安全阀接管2的开口40。在实际应用中，集水罩4倾斜设置，围板41上开设的开口40倾斜向上设置，而中段板412则倾斜向下设置，集水罩4收集到的冷凝水会先从集水罩4倾斜向下的部分开始累积，直至漫过集水罩4罩住的稳压器安全阀接管2的一端端口(即稳压器安全阀接管2与稳压器内部汽相连通的一端端口)，形成水封。此外，参见图3，中段板412的横截面可以为圆弧状或者直线，优选为圆弧状。
进一步的，参见图4，中段板412与底板42之间的夹角a1的范围为95度～100度，优选为98度。参见图3，两个侧板411向中段板412方向延长相交所形成的夹角a2的范围为15度～25度。
在本实施例中，集水罩4的中段板412与底板42之间的夹角a1大于90度，两个侧板411向中段板412方向延长相交所形成锐角夹角a2，集水罩4的储水容量随着集水罩4中收集到的冷凝水水位的升高而快速增大，这样有利于集水罩4中的冷凝水快速达到水封液位，进而加快核电站稳压器水封装置的水封速度。
进一步地，参见图4，围板41的厚度h1的范围为15～25mm，优选为20mm，底板42的厚度h2的范围为15～25mm，优选为20mm。
进一步地，集水罩4可以整体冲压制备而成，也可以拼焊形成(即将围板41和底板42焊接在一起)。在本实施例中，为了减小了集水罩4上的焊缝，减少稳压器在役检查工作量，降低在役检查的难度，集水罩4优选采用由奥氏体不锈钢整体冲压而成。
具体地，参见图1，该核电站稳压器水封装置还可以包括：设置在稳压器上封头1的外侧表面且环绕稳压器安全阀接管2四周的保温层5。
在本实施例中，保温层5可以有效减少稳压器内部与外界环境的热传导，维持稳压器内部温度的稳定性，也可以维持集水罩4中冷凝水温度的稳定，防止集水罩4中的冷凝水与稳压器内部汽相之间的温差过大，能有效降低稳压器安全阀开启后下游排放管线承受的水力载荷。
进一步地，保温层5的厚度范围可以为250～300mm，优选为280mm。在实际应用中，保温层5的厚度可以根据实际需要设定。
进一步地，安全阀工艺管3与未处于保温层5的保温范围的稳压器安全阀接管2的总长范围可以为450～500mm，优选为480mm。
在本实施例中，来自稳压器内部的饱和水蒸汽，会在安全阀工艺管3或者未处于保温层5的保温范围的稳压器安全阀接管2中，与外界环境进行热交换，形成水封所需的冷凝水，因此，控制安全阀工艺管3与未处于保温层5的保温范围的稳压器安全阀接管2的总长，可以在一定程度上控制集水罩4中冷凝水的收集速度，因此，设置适合的总长，有利于集水罩4快速收集到所需的冷凝水，同时，又不会占用过多的稳压器外部的布置空间。在实际应用中，可以通过调节安全阀工艺管3的长度，来调节集水罩4中冷凝水的收集速度。
具体地，参见图1，该核电站稳压器水封装置还可以包括：设置在稳压器上封头1内侧表面上且用于连接集水罩4与稳压器上封头1的堆焊层6。
在本实施例中，集水罩4可以通过焊接在堆焊层6上，来与稳压器上封头1内侧表面连接。
下面，结合附图1、5、6、7，简述一下核电站稳压器水封装置的工作过程。
当核电站稳压器开始正常工作时，稳压器内部的饱和水蒸汽通过集水罩4上设置的开口40，进入到稳压器安全阀接管2和安全阀工艺管3中，并与外界环境进行热交换，从而冷凝形成冷凝水，在稳压器安全阀接管2或安全阀工艺管3中形成的冷凝水会倒流回集水罩4中，由集水罩4收集储存，参见图5所示示例。
参见图6和图7所示示例，随着集水罩4中储存的冷凝水持续增加，冷凝水会漫过稳压器安全阀接管2与稳压器内部汽相连通的一端端口，形成水密封，完成对稳压器内部的氢气与稳压器安全阀隔离，进而防止了稳压器内部汽相中的氢气通过稳压器安全阀泄漏出去。
本发明实施例通过稳压器上封头、穿插设置在稳压器上封头上的稳压器安全阀接管、用于连接稳压器安全阀和稳压器安全阀接管的安全阀工艺管、以及设置在稳压器上封头内侧表面上且罩住稳压器安全阀接管一端端口的集水罩，构成核电站稳压器水封装置。其中，集水罩上开设有供稳压器内部的饱和水蒸汽进入稳压器安全阀接管的开口，稳压器内部的饱和水蒸汽会从开口进入到稳压器安全阀接管中，进而进入到安全阀工艺管中；由于安全阀工艺管和伸出稳压器外的稳压器安全阀接管与外界环境接触，通过与外界环境进行热交换，使得进入其中的饱和水蒸汽冷凝成冷凝水，并回流进入集水罩中；随着集水罩中收集到的冷凝水的增多，可以水封稳压器安全阀接管与稳压器内部汽相连通的一端端口，使得稳压器内部汽相中的氢气不会通过稳压器安全阀泄漏出去。而且，由于集水罩设置在稳压器内部，节省了稳压器外部的布置空间。此外，由于集水罩收集到的冷凝水也处于稳压器内部，减少了与外界环境进行热交换，其水温相对较高，为高温水密封，能有效降低稳压器安全阀开启后下游排放管线承受的水力载荷。另外，该核电站稳压器水封装置结构简单、制造方便、实用性强。
实施例二
本发明实施例提供了一种核电站稳压器，该核电站稳压器包括实施例一所述的水封装置。
在本实施例中，水封装置的结构已在实施例一中做了详细说明，这里不在赘述。
本发明实施例通过稳压器上封头、穿插设置在稳压器上封头上的稳压器安全阀接管、用于连接稳压器安全阀和稳压器安全阀接管的安全阀工艺管、以及设置在稳压器上封头内侧表面上且罩住稳压器安全阀接管一端端口的集水罩，构成核电站稳压器水封装置。其中，集水罩上开设有供稳压器内部的饱和水蒸汽进入稳压器安全阀接管的开口，稳压器内部的饱和水蒸汽会从开口进入到稳压器安全阀接管中，进而进入到安全阀工艺管中；由于安全阀工艺管和伸出稳压器外的稳压器安全阀接管与外界环境接触，通过与外界环境进行热交换，使得进入其中的饱和水蒸汽冷凝成冷凝水，并回流进入集水罩中；随着集水罩中收集到的冷凝水的增多，可以水封稳压器安全阀接管与稳压器内部汽相连通的一端端口，使得稳压器内部汽相中的氢气不会通过稳压器安全阀泄漏出去。而且，由于集水罩设置在稳压器内部，节省了稳压器外部的布置空间。此外，由于集水罩收集到的冷凝水也处于稳压器内部，减少了与外界环境进行热交换，其水温相对较高，为高温水密封，能有效降低稳压器安全阀开启后下游排放管线承受的水力载荷。另外，该核电站稳压器水封装置结构简单、制造方便、实用性强。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核电站稳压器水封装置，其特征在于，包括：稳压器上封头(1)、穿插设置在所述稳压器上封头(1)上的稳压器安全阀接管(2)、用于连接稳压器安全阀和所述稳压器安全阀接管(2)的安全阀工艺管(3)、以及设置在所述稳压器上封头(1)内侧表面上且罩住所述稳压器安全阀接管(2)一端端口的集水罩(4)，所述集水罩(4)上开设有供稳压器内部的饱和水蒸汽进入所述稳压器安全阀接管(2)的开口(40)，
所述集水罩(4)的开口(40)倾斜向上设置，用于收集稳压器内部的饱和水蒸汽进入到所述安全阀工艺管(3)或者所述稳压器安全阀接管(2)中冷凝形成的冷凝水，并配合收集到的冷凝水水封所述稳压器安全阀接管(2)的一端端口。
2.根据权利要求1所述的水封装置，其特征在于，所述集水罩(4)包括：
底板(42)、用于连接所述底板(42)和所述稳压器上封头(1)内侧表面的围板(41)，所述围板(41)包括：两个侧板(411)以及一个连接两个侧板(411)的中段板(412)。
3.根据权利要求2所述的水封装置，其特征在于，所述中段板(412)与所述底板(42)之间的夹角范围为95度～100度，两个侧板(411)向所述中段板(412)方向延长相交所形成的夹角范围为15度～25度。
4.根据权利要求2所述的水封装置，其特征在于，所述围板(41)的厚度范围为15～25mm，所述底板(42)的厚度范围为15～25mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的水封装置，其特征在于，所述集水罩(4)整体冲压制备而成或者拼焊制备而成。
6.根据权利要求1所述的水封装置，其特征在于，还包括：设置在所述稳压器上封头(1)的外侧表面且环绕所述稳压器安全阀接管(2)四周的保温层(5)。
7.根据权利要求6所述的水封装置，其特征在于，所述保温层(5)的厚度范围为250～300mm。
8.根据权利要求6所述的水封装置，其特征在于，所述安全阀工艺管(3)与未处于所述保温层(5)的保温范围的所述稳压器安全阀接管(2)的总长范围为450～500mm。
9.根据权利要求1所述的水封装置，其特征在于，还包括：设置在所述稳压器上封头(1)内侧表面上且用于连接所述集水罩(4)与所述稳压器上封头(1)的堆焊层(6)。
10.一种核电站稳压器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的水封装置。
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