CN112023472A - 一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，涉及船用堆专设安全设施技术领域，包括：所述安全壳地坑的上方设有安全壳，且所述安全壳地坑内部与安全壳内部连通，所述安全壳地坑的外部舱室设有再循环泵，包括第一过滤网和第二过滤网，所述第一过滤网位于安全壳的底部与安全壳地坑的顶部之间，所述第二过滤网位于所述再循环泵与安全壳地坑的连接处，所述第一过滤网的网口直径大于第二过滤网的网口直径。本发明充分利用了船体有限的空间，简化了过滤装置的设计。

Description

一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统

技术领域

本发明涉及船用堆专设安全设施技术领域，具体涉及一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统。

背景技术

当前船用堆的发展越来越快，然而，船用堆相对于陆上核电站而言，有诸多限制因素，如空间有限、设备布置紧凑、海洋环境影响等，因此，合理优化船用堆的系统与设备设计尤为重要。同时，船用堆的安全问题一直备受关注，尤其是在大破口失水事故情况下，大量的高温高压介质会迅速喷放到安全壳内，并对安全壳内壁及安全壳内的设备、管道和阀门等产生冲刷，导致安全壳内壁面或设备的油漆、涂层等物质脱落，脱落的油漆、涂层等物质积累在安全壳底部或安全壳地坑中，在安注转入再循环阶段，当从安全壳地坑中吸水时，这些碎屑随着再循环泵注射到反应堆堆芯，一旦碎屑进入堆芯，会附着在堆内燃料元件表面，使得传热恶化，甚至会导致堆芯熔化。

因此，必须有相应措施对安全壳地坑的碎屑进行过滤处理，以确保从安全壳地坑吸水不会将油漆、涂层等碎屑吸入后注射到反应堆堆芯。陆上核电站与船用堆存在相似的问题，也需要对安全壳底部或安全壳地坑中的碎屑进行过滤，但是，由于陆上核电站空间较大，其一般采取较大尺寸的过滤器进行过滤，通过配置两台过滤器和相连接的管道，第一道拦截较大尺寸的油漆、涂层等，第二道起到精细过滤的作用，确保再循环阶段再循环泵的入口不会吸入油漆、涂层等碎屑、杂质。然而，船上空间十分有限，如果采取陆上核电站的安全壳地坑过滤器设计方案，则在设备布置和设计方面将会面对较大的困难。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，充分利用了船体有限的空间，简化了过滤装置的设计。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是，包括：所述安全壳地坑的上方设有安全壳，且所述安全壳地坑内部与安全壳内部连通，所述安全壳地坑的外部舱室设有再循环泵，包括第一过滤网和第二过滤网，所述第一过滤网位于安全壳的底部与安全壳地坑的顶部之间，所述第二过滤网位于所述再循环泵与安全壳地坑的连接处，所述第一过滤网的网口直径大于第二过滤网的网口直径。

在上述技术方案的基础上，所述安全壳地坑为两个，两个安全壳地坑并排设置于所述安全壳的底部下方，且每个安全壳地坑的顶部与安全壳的底部之间均设有第一过滤网。

在上述技术方案的基础上，每个安全壳地坑的外部舱室均设有再循环泵，且每个再循环泵与安全壳地坑的连接处均设有第二过滤网。

在上述技术方案的基础上，所述再循环泵设于安全壳地坑外部舱室的下方。

在上述技术方案的基础上，所述安全壳内设有：

反应堆压力容器，所述反应堆压力容器内设有反应堆堆芯；

蒸汽发生器，所述蒸汽发生器与反应堆压力容器之间通过主管道相连并形成封闭式的回路，以对反应堆压力容器内的反应堆堆芯进行散热。

在上述技术方案的基础上，所述蒸汽发生器为两个，所述反应堆压力容器的左右两侧分别设置一个蒸汽发生器，且反应堆压力容器左侧的蒸汽发生器与反应堆压力容器之间通过主管道相连并形成封闭的回路，反应堆压力容器右侧的蒸汽发生器与反应堆压力容器之间通过主管道相连并形成封闭的回路。

在上述技术方案的基础上，所述蒸汽发生器与反应堆压力容器之间的主管道上设有主泵。

在上述技术方案的基础上，所述反应堆压力容器右侧的蒸汽发生器与反应堆压力容器之间的主管道上设有稳压器。

在上述技术方案的基础上，所述安全壳地坑的下方设有压载水舱。

在上述技术方案的基础上，所述第一过滤网的网口直径为2.00mm，所述第二过滤网的网口直径为0.6mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在安全壳底部设置第一过滤网，以进行粗过滤，在安全壳地坑与再循环泵的接口管道处设置第二过滤网，以进行精细过滤，充分利用了船体有限的空间，简化了过滤装置的设计，不仅可以起到粗过滤作用，而且能够起到精细过滤作用；同时，减少了较大尺寸的过滤器及与其相连接的管道等设备在船体中的布置，有效减轻船体重量，节约船上设备的空间，且便于后期对过滤网进行维修、冲洗，方便工作人员对设备进行检修或更换，为设备的后期维护提供便捷。

附图说明

图1为本发明实施例中一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中第一过滤网的结构示意图；

图3为本发明实施例中第二过滤网的结构示意图。

图中：1-安全壳，2-蒸汽发生器，3-主管道，4-反应堆压力容器，5-稳压器，6-主泵，7-第一过滤网，8-第二过滤网，9-安全壳地坑，10-循环泵，11-压载水舱。

具体实施方式

本发明实施例提供一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，通过在安全壳1底部设置第一过滤网7，以进行粗过滤，在安全壳地坑9与再循环泵10的接口管道处设置第二过滤网8，以进行精过滤，从而避免船用堆中较大尺寸的过滤器、管道等部件的设置，结构简单，且有利于合理利用船上的有限空间。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

对于船用堆而言，安全壳地坑9的上方设有安全壳1，且安全壳地坑9内部与安全壳1内部连通，安全壳地坑9的外部舱室设有再循环泵10。在反应堆发生大破口失水事故工况下，主管道3由于发生断裂，反应堆冷却剂会迅速向安全壳1喷放，此时为了维持反应堆堆芯水位，会通过安全注射系统向反应堆堆芯持续注水，当外部水箱的水注射完后，安全壳1内水位有一定高度，安全壳地坑9中收集了泄漏的水，为了防止注射过多的水会造成安全壳1内电气设备被淹没，因此当注射一定量的冷却水后，需要转入再循环阶段，即从安全壳地坑9吸水，再注射到反应堆堆芯，由于破口存在，流入堆芯的水又会经过破口处流至安全壳地坑9，以此方式维持长期再循环过程，直至堆芯得到冷却。

参见图1所示，本发明实施例提供的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，包括第一过滤网7和第二过滤网8，第一过滤网7位于安全壳1的底部与安全壳地坑9的顶部之间，第二过滤网8位于再循环泵10与安全壳地坑9的连接处，第一过滤网7的网口直径大于第二过滤网8的网口直径。安全壳地坑9的顶部为矩形开口，因此，第一过滤网7为与安全壳地坑9的顶部形状和尺寸均相同的矩形结构，参见图2。再循环泵10的进水口一般为圆形结构，因此，安全壳地坑9侧壁上的开口为圆形，第二过滤网8为与安全壳地坑9侧壁上开口形状和尺寸均相同的圆形，参见图3所示。本发明实施例中，第一过滤网7的网口直径为2.00mm，所述第二过滤网8的网口直径为0.6mm。

对于安全壳1下方的安全壳地坑9布置，安全壳地坑9为两个，两个安全壳地坑9并排设置于安全壳1的底部下方，且每个安全壳地坑9的顶部与安全壳1的底部之间均设有第一过滤网7。每个安全壳地坑9的外部舱室均设有再循环泵10，且每个再循环泵10与与安全壳地坑9的连接处均设有第二过滤网8。再循环泵10设于安全壳地坑9外部舱室的下方。

对于本发明实施例中的安全壳1，安全壳1内设有反应堆压力容器4和蒸汽发生器2，反应堆压力容器4内设有反应堆堆芯，蒸汽发生器2与反应堆压力容器4之间通过主管道3相连并形成封闭的回路，以对反应堆压力容器4内的反应堆堆芯进行散热。蒸汽发生器2为两个，反应堆压力容器4的左右两侧分别设置一个蒸汽发生器2，且反应堆压力容器4左侧的蒸汽发生器2与反应堆压力容器4之间通过主管道3相连并形成封闭的回路，反应堆压力容器4右侧的蒸汽发生器2与反应堆压力容器4之间通过主管道3相连并形成封闭的回路。蒸汽发生器2与反应堆压力容器4之间的主管道3上设有主泵6。反应堆压力容器4右侧的蒸汽发生器2与反应堆压力容器4之间的主管道3上设有稳压器5。安全壳地坑9的下方设有压载水舱11。

安全壳1采用钢质安全壳1结构，用于包容反应堆及一回路系统发生事故时产生的高温高压放射性物质，并能抵御飞射物的冲击，安全壳1内壁面采用的涂层材料为环氧树脂，具有一定的耐水性和防腐蚀性能；蒸汽发生器2用于带走反应堆堆芯产生的热量，构成一回路压力边界，防止放射性物质向安全壳1和二回路系统泄漏；主管道3用于连接反应堆压力容器4、蒸汽发生器2、稳压器5和主泵6，构成封闭的环路，同时作为一回路系统压力边界的组成部分，参与构成了包容放射性物质的一道安全屏障；反应堆压力容器4用于包容反应堆堆芯组件，保证冷却剂压力边界完整，防止放射性物质释放到安全壳1内；稳压器5用于调节和控制反应堆冷却剂系统的压力；主泵6用于提供反应堆冷却剂的驱动压头，保证反应堆冷却剂的循环流动；安全壳地坑9顶部的第一过滤网7用于拦截安全壳1内脱落的较大尺寸的油漆、涂层等碎屑，起到粗过滤作用；安全壳地坑9下部的第二过滤网8用于过滤安全壳地坑9内收集的泄漏水，起到精细过滤作用；安全壳地坑9用于收集安全壳1在失水事故时泄漏至安全壳1底部的冷却剂，并提供再循环泵10吸入端的水管接口；再循环泵10用于吸入安全壳1地9中的冷却剂，并向反应堆堆芯实施注射提供动力源；压载水舱11用于保持船体的平衡。

结合安全壳1内壁面和设备采用的油漆或涂层材料，并对失水事故工况下流体对壁面的冲击进行分析计算，安全壳1内壁采用的涂层材料为环氧树脂，具有优异的耐水性和防腐蚀性。通过综合考虑安全壳1内壁或其他设备涂层发生脱落的面积、安全壳地坑9的尺寸及再循环泵10吸入口管道大小，通过将第一过滤网7的网口直径设置为2.00mm，所述第二过滤网8的网口直径设置为0.6mm，在失水事故工况下，本发明的过滤系统能够将安全壳地坑9收集的脱落的涂层、油漆等碎屑顺利过滤，达到过滤安全壳地坑9水的目的。

以下对本发明过滤系统的具体应用过程进行说明。

当反应堆发生大破口失水事故后，由于反应堆冷却剂系统的高温高压放射性介质迅速喷放到安全壳1内，安全壳1内部空间的温度和压力急剧升高，喷射介质对安全壳1内壁面或设备产生冲刷，在高温、冲刷的环境下，安全壳1内壁面或设备的涂层或油漆发生脱落，脱落的涂层、油漆等碎屑积累在安全壳1底部，其中一些较大尺寸的碎屑会被安全壳地坑9顶部的第一过滤网7拦截，防止其进入安全壳地坑9中；随着安全壳地坑9水位的不断升高，一些较小尺寸的碎屑可能会进入安全壳地坑9内，为防止再循环泵10吸入安全壳地坑9内的流体介质后发生堵塞现象，在再循环泵10的吸入口接管处设置第二过滤网8，通过第二过滤网8对安全壳地坑9内收集的泄漏水再次过滤，最终，通过再循环泵10将安全壳地坑99内收集的泄漏水注射到反应堆堆芯中，对反应堆堆芯实施冷却。

本发明实施例的过滤系统，通过在安全壳1底部设置第一过滤网7，以进行粗过滤，在安全壳地坑9与再循环泵10的接口管道处设置第二过滤网8，以进行精细过滤，充分利用了船体有限的空间，简化了过滤装置的设计，不仅可以起到粗过滤作用，而且能够起到精细过滤作用；同时，减少了较大尺寸的过滤器及与其相连接的管道等设备在船体中的布置，有效减轻船体重量，节约船上设备的空间，且便于后期对过滤网进行维修、冲洗，方便工作人员对设备进行检修或更换，为设备的后期维护提供便捷。

从而避免船用堆中较大尺寸的过滤器、管道等部件的设置，结构简单，且有利于合理利用船上的有限空间。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，所述安全壳地坑(9)的上方设有安全壳(1)，且所述安全壳地坑(9)内部与安全壳(1)内部连通，所述安全壳地坑(9)的外部舱室设有再循环泵(10)，其特征在于：包括第一过滤网(7)和第二过滤网(8)，所述第一过滤网(7)位于安全壳(1)的底部与安全壳地坑(9)的顶部之间，所述第二过滤网(8)位于所述再循环泵(10)与安全壳地坑(9)的连接处，所述第一过滤网(7)的网口直径大于第二过滤网(8)的网口直径。

2.如权利要求1所述的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，其特征在于：所述安全壳地坑(9)为两个，两个安全壳地坑(9)并排设置于所述安全壳(1)的底部下方，且每个安全壳地坑(9)的顶部与安全壳(1)的底部之间均设有第一过滤网(7)。

3.如权利要求2所述的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，其特征在于：每个安全壳地坑(9)的外部舱室均设有再循环泵(10)，且每个再循环泵(10)与安全壳地坑(9)的连接处均设有第二过滤网(8)。

4.如权利要求3所述的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，其特征在于：所述再循环泵(10)设于安全壳地坑(9)外部舱室的下方。

5.如权利要求1所述的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，其特征在于，所述安全壳(1)内设有：

反应堆压力容器(4)，所述反应堆压力容器(4)内设有反应堆堆芯；

蒸汽发生器(2)，所述蒸汽发生器(2)与反应堆压力容器(4)之间通过主管道(3)相连并形成封闭式的回路，以对反应堆压力容器(4)内的反应堆堆芯进行散热。

6.如权利要求5所述的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，其特征在于：所述蒸汽发生器(2)为两个，所述反应堆压力容器(4)的左右两侧分别设置一个蒸汽发生器(2)，且反应堆压力容器(4)左侧的蒸汽发生器(2)与反应堆压力容器(4)之间通过主管道(3)相连并形成封闭的回路，反应堆压力容器(4)右侧的蒸汽发生器(2)与反应堆压力容器(4)之间通过主管道(3)相连并形成封闭的回路。

7.如权利要求5所述的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，其特征在于：所述蒸汽发生器(2)与反应堆压力容器(4)之间的主管道(3)上设有主泵(6)。

8.如权利要求5所述的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，其特征在于：所述反应堆压力容器(4)右侧的蒸汽发生器(2)与反应堆压力容器(4)之间的主管道(3)上设有稳压器(5)。

9.如权利要求1所述的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，其特征在于：所述安全壳地坑(9)的下方设有压载水舱(11)。

10.如权利要求1所述的一种适用于船用堆安全壳地坑的过滤系统，其特征在于：所述第一过滤网(7)的网口直径为2.00mm，所述第二过滤网(8)的网口直径为0.6mm。

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