CN106782699A - 可以减轻晃荡影响的新型堆芯补水箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可以减轻晃荡影响的新型堆芯补水箱，包括内部具有空腔的箱体及设置于所述箱体内的分隔件，所述分隔件将所述空腔的中段分隔为沿所述箱体的高度方向延伸的若干个部分。被分隔件分隔出的每一部分与原先不分隔的空腔相比都是径高比更小的细长形空间，在这种空间中晃荡现象更不容易出现。通过设置分隔件能够有效抑制补水箱中可能出现的晃荡现象，减小了由晃荡现象引起的液位测量不准及补水箱结构损伤的安全隐患，从而提高了核电厂的安全性和可靠性。同时，本堆芯补水箱结构简单、方便加工，因此易于实现与推广。并且设置分隔件对堆芯补水箱的容积影响不大，更不会对补水箱的补水功能有不良影响。

Description

可以减轻晃荡影响的新型堆芯补水箱

技术领域

本发明涉及核电厂安注系统技术领域，尤其涉及一种新型堆芯补水箱。

背景技术

堆芯补水箱(Core Make-up Tank，简称CMT)是第三代核反应堆非能动堆芯冷却系统安注系统的核心设备，为安注系统存储大体积的安注流体。在反应堆出现事故工况后，堆芯补水箱依靠重力作用以非能动的方式向堆芯注入低温含硼水，同时冷凝通过压力平衡管以自然循环方式进入堆芯补水箱的饱和状态的汽水混合物。堆芯补水箱能够在长时间内向堆芯提供相对高流量的安注，防止事故向更恶劣的方向发展，因此，堆芯补水箱自身结构的完整性是至关重要的。

当核电厂是设置在浮动平台或破冰船上时，海浪、风与洋流等外部条件以及浮动平台或破冰船的自身运动会导致核电厂出现倾斜、起伏、摇摆等情况。在这种情况下，若核电厂发生事故，堆芯补水箱会投入运行，水位逐渐下降。堆芯补水箱水位下降后，由于自由液面的存在，堆芯补水箱内会产生非线性的晃荡现象。当堆芯补水箱内产生晃荡现象时容器内壁会受到不同程度的持续的冲击压力，有可能危害到堆芯补水箱的结构完整性。同时，堆芯补水箱内水位测量信号也会受到影响，导致水位信号不能准确反映堆芯补水箱内的实际情况，甚至有可能导致安全信号的误触发，降低了核电厂的可靠性。当核电厂是设置在陆地上时，如果发生地震使核电厂出现事故工况，堆芯补水箱也可能在震动情况下出现上述的安全问题。

为提高核电厂的安全性和可靠性，有必要提供一种新型堆芯补水箱，以抑制内部的晃荡现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型堆芯补水箱，以抑制内部的晃荡现象。

为了实现上述目的，本发明提供了一种可以减轻晃荡影响的新型堆芯补水箱，包括内部具有空腔的箱体及设置于箱体内的分隔件，分隔件将空腔的中段分隔为沿箱体的高度方向延伸的若干个部分。

与现有技术相比，本发明新型堆芯补水箱在箱体中设置了分隔件，分隔件将空腔分隔成了若干部分，每一部分与原先不分隔的空腔相比都是径高比更小的细长形空间，而在径高比小的空间内，晃荡现象更不容易出现。同时，通过限制容器内流体的横向速度，可以有效的抑制晃荡现象。可见，本新型堆芯补水箱中通过设置分隔件能够有效抑制补水箱中可能出现的晃荡现象，减小了由晃荡现象引起的液位测量不准及补水箱结构损伤的安全隐患，从而提高了核电厂的安全性和可靠性。同时，本堆芯补水箱中通过设置一具有分隔功能的分隔件就能够实现抑制晃荡的目的，结构简单、方便加工，因此易于实现与推广。并且设置分隔件对堆芯补水箱的容积影响不大，更不会对补水箱的补水功能有不良影响。

较佳地，分隔件包括若干沿箱体的高度方向延伸的隔板，若干隔板的一端相互固定，若干隔板的另一端相互间隔地连接于箱体的内壁。若干隔板的一端相互固定而另一端相关间隔，即分隔件整体呈由中心向外侧放射散开的结构。隔板连接在箱体内壁后，若干的隔板能够将空腔的中段分隔成相应数量的若干部分，其中每一部分的径高比都小于没有隔开的空腔整体的径高比。隔板设置的数量越多，则分隔开的每一部分的径高比越小，对晃荡现象的抑制效果更佳。

具体地，隔板的数量为四个，任意相邻的两隔板呈相互垂直设置，且四个隔板为一体成型结构。分隔件的横截面呈十字形，结构简单，组装时将整个分隔件放入箱体中然后将隔板的末端焊接固定到箱体上，加工方便。

具体地，箱体内设有承载分隔件的承载部。

更具体地，承载部是相对内壁凸出的凸台，隔板与箱体连接的一端承载于凸台上。凸台在焊接固定前可以为分隔件提供定位、支撑的作用，而在分隔件固定后也能持续提供承载功能，进一步保证了堆芯补水箱的结构可靠性。隔板可以采用将外侧焊接于箱体侧面的方式固定，也可以采用将底部焊接于凸台上的方式固定。

较佳地，箱体包括中空的筒体、固定于筒体上端的上封头及固定于筒体下端的下封头，分隔件固定于筒体的内壁。

具体地，分隔件顶部的位置低于筒体的顶端，分隔件底部的位置高于筒体的底端。

具体地，上封头开设有与空腔连通的入口管嘴，下封头开设有与空腔连通的出口管嘴。

附图说明

图1是本发明新型堆芯补水箱的半剖图

图2是图1中A处的放大图。

图3是图1中沿B方向的横截面图。

具体实施方式

下面结合给出的说明书附图对本发明的较佳实施例作出描述。

结合图1至图3所示，本发明提供了一种可以减轻晃荡影响的新型堆芯补水箱1，包括内部具有空腔10的箱体及设置于箱体内的分隔件11，分隔件11将箱体内部的空腔10的中段分隔为沿箱体的高度方向延伸的若干个部分，而空腔10的上部与下部都没有被分隔件11分隔开。被分隔件11分隔出来的每一部分都是径高比较小的细长形空间，在这样的空间中晃荡现场不容易出现，即分隔件11的设置能够在新型堆芯补水箱1中有效抑制晃荡现象。

具体的，箱体包括中空的圆柱形筒体12、固定于筒体12上端的上封头13及固定于筒体12下端的下封头14，上封头13与下封头14都为球冠形。上封头13开设有与箱体内部的空腔10连通的入口管嘴131，入口管嘴131通过压力平衡管线与核电厂一回路连接，从而维持新型堆芯补水箱1内的压力与一回路的压力相等。下封头14开设有与箱体内部的空腔10连通的出口管嘴141，出口管嘴141通过注入管线与核电厂一回路连接，当新型堆芯补水箱1投入运行后，新型堆芯补水箱1内温度较低的含硼水通过注入管线注入到一回路中冷却堆芯。

分隔件11包括若干沿箱体的高度方向延伸的隔板111，若干隔板111的一端相互固定并位于空腔10的中心位置，若干隔板111的另一端相互间隔地连接于筒体12的内壁。分隔件11顶部的位置低于筒体12的顶端，分隔件11底部的位置高于筒体12的底端。筒体12内设置有用于承载分隔件11的承载部，承载部在本实施例中具体是相对筒体12的内壁凸出的若干个凸台121，凸台121位于筒体12的下端，凸台121的数量与隔板111的数量对应，若干隔板111的末端分别承载于若干凸台121上。装配时，先将分隔件11从上往下放入筒体12并使若干隔板111分别承载在若干凸台121上，然后使用焊接等方式使隔板111末端与筒体12固定，可以将隔板111的侧面焊接于筒体12内壁，也可以将隔板111底部焊接于凸台121，最后再将上封头13与下封头14固定到筒体12上。凸台121也可以是只有一个，并且成一整圈地环绕布置于筒体12的内壁。

具体地，本实施例中采用的分隔件11具有四个隔板111，凸台121的数量对应的也为四个，四个隔板111将空腔10的中段分隔成了四个部分，四个隔板111是一体成型结构。任意相邻的两隔板111呈相互垂直设置，因此分隔件11的横截面呈十字形。

在其他实施方式中，分隔件11可以包括数量更多的隔板111，从而可以将空腔10中段分隔成更多个部分，其中每一部分的径高比更小，抑制晃荡的效果也更加明显。另外，每一个隔板111的厚度会决定其是否能够在最恶劣的环境条件下经受住冲击压力，而分隔件11的长度也会影响抑制晃荡的效果。当然，隔板111的数量越多、厚度越厚、分隔件11的长度越长，都会造成成本的相应增加，本领域技术人员可以根据实际应用场景的需求平衡经济性与抑制晃荡效果的关系后设定隔板111厚度、数量以及分隔件11长度。

需要说明的是，分隔件的结构并不以本实施例中具体介绍的由多个隔板111组成的形式为限定，分隔件还可以是横截面呈蜂窝状的结构等。本实施例中筒体12与分隔件11都是不锈钢材质，但两者的材料也不以此为限。

当核电厂正常运行状态时，新型堆芯补水箱1内充满低温含硼水。新型堆芯补水箱1的入口管嘴131通过压力平衡管线与一回路连接，压力平衡管线上的阀门常开，维持新型堆芯补水箱1内的压力与一回路压力相等；出口管嘴141通过注入管线与一回路连接，注入管线上的阀门常关，保证在正常运行时新型堆芯补水箱1不会向一回路注入低温含硼水。核电厂处于正常运行状态时，新型堆芯补水箱1内不存在自由液面(液体压强中与大气联通的液面)，不会产生晃荡现象。

当核电厂出现事故工况并需要新型堆芯补水箱1投入时，若触发了新型堆芯补水箱1投入信号，或者操作员手动投入新型堆芯补水箱1时，注入管线上的阀门开启，在自然循环驱动力的作用下，一回路温度较高的冷却剂通过压力平衡管线进入新型堆芯补水箱1，温度较低的冷却剂通过注入管线注入到一回路中冷却堆芯。此时新型堆芯补水箱1内的水位不会下降，不会产生晃荡现象。

当一回路的水装量减少导致压力平衡管线上出现气泡，或者由于一回路压力下降过快，导致新型堆芯补水箱1上部温度较高的水出现闪蒸后，自然循环中断，此时，新型堆芯补水箱1内的含硼水在重力的作用下注入到一回路中，水位开始下降。当新型堆芯补水箱1内的水位高于分隔件11时，不会产生剧烈的晃荡现象，晃荡对容器壁的冲击压力较小，对水位测量的影响也比较小；当水位逐渐下降到低于分隔件11的顶部时，新型堆芯补水箱1内的空间被分割为四个较小的空间，晃荡现象被抑制；当水位进一步下降到低于分隔件11底部时，此时水位较低，对容器壁的冲击力很小，水位测量的误差也不会导致安全信号的误触发。

与现有技术相比，本发明新型堆芯补水箱1在箱体中设置了分隔件11，分隔件11将空腔10分隔成了若干部分，每一部分与原先不分隔的空腔10相比都是径高比更小的细长形空间，而在径高比小的空间内，晃荡现场更不容易出现。可见，本新型堆芯补水箱1中通过设置分隔件11能够有效抑制新型堆芯补水箱1中可能出现的晃荡现象，减小了由晃荡现象引起的液位测量不准及新型堆芯补水箱1结构损伤的安全隐患，从而提高了核电厂的安全性和可靠性。同时，本新型堆芯补水箱1中通过设置一具有分隔功能的分隔件11就能够实现抑制晃荡的目的，结构简单、方便加工，因此易于实现与推广。并且设置分隔件11对新型堆芯补水箱1的容积影响不大，更不会对新型堆芯补水箱1的补水功能有不良影响。

本发明新型堆芯补水箱1的维护基本与常规核电厂内堆芯补水箱的维护一致。除此之外，还需对隔板111的表面腐蚀度、机械强度进行检查，并定期进行维护。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，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 (8)

1.一种可以减轻晃荡影响的新型堆芯补水箱，其特征在于：包括内部具有空腔的箱体及设置于所述箱体内的分隔件，所述分隔件将所述空腔的中段分隔为沿所述箱体的高度方向延伸的若干个部分。

2.如权利要求1所述的新型堆芯补水箱，其特征在于：所述分隔件包括若干沿所述箱体的高度方向延伸的隔板，若干所述隔板的一端相互固定，若干所述隔板的另一端相互间隔地连接于所述箱体的内壁。

3.如权利要求2所述的新型堆芯补水箱，其特征在于：所述隔板的数量为四个，任意相邻的两所述隔板呈相互垂直设置，且四个所述隔板为一体成型结构。

4.如权利要求2所述的新型堆芯补水箱，其特征在于：所述箱体内设有承载所述分隔件的承载部。

5.如权利要求4所述的新型堆芯补水箱，其特征在于：所述承载部是相对所述内壁凸出的凸台，所述隔板与所述箱体连接的一端承载于所述凸台上。

6.如权利要求1所述的新型堆芯补水箱，其特征在于：所述箱体包括中空的筒体、固定于所述筒体上端的上封头及固定于所述筒体下端的下封头，所述分隔件固定于所述筒体的内壁。

7.如权利要求6所述的新型堆芯补水箱，其特征在于：所述分隔件顶部的位置低于所述筒体的顶端，所述分隔件底部的位置高于所述筒体的底端。

8.如权利要求6所述的新型堆芯补水箱，其特征在于：所述上封头开设有与所述空腔连通的入口管嘴，所述下封头开设有与所述空腔连通的出口管嘴。