CN117954138A - 一种堆坑淹没装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种堆坑淹没装置，堆坑具有孔洞，孔洞为常闭状态，在触发条件下，堆坑淹没装置解除孔洞的常闭状态，堆坑淹没装置包括：框架(9)，框架(9)相对于孔洞固定；盖组件，盖组件用以关闭孔洞，盖组件连接在框架(9)上；启动装置，启动装置与盖组件作用，使得盖组件处于常闭状态，启动装置包括触发部、联动部和固定部(10)，固定部(10)与盖组件固定连接，联动部一端转动连接在固定部(10)上，另一端与触发部转动连接，触发部在触发条件下驱动联动部运动以解除盖组件的常闭状态。在发生严重事故时，安装在孔洞上的堆坑淹没装置可以非能动打开，引导水流快速注入反应堆堆腔内，使非能动堆芯冷却系统正常运行，保证堆芯不会熔毁。

Description

一种堆坑淹没装置

技术领域

本发明涉及核电厂设计技术领域，具体而言，涉及一种非能动堆坑淹没装置。

背景技术

在非能动压水堆核电站中，非能动堆芯冷却系统的主要功能是在假想设计基准事件后为堆芯提供应急冷却，使反应堆停堆并维持在安全停堆状态。反应堆堆芯发生熔化的严重事故时，非能动堆芯冷却系统通过将水箱内的冷却水快速注入反应堆堆腔内，将安全壳内部淹没至需求水位，在压力容器保温层与堆坑之间形成自然循环，实现对堆芯熔融物的持续散热，维持压力容器的完整性。

要实现冷却水快速注入反应堆堆腔内，需要在堆坑上方设置若干孔洞，以保证水流进入堆腔。但设置孔洞后会导致堆坑通风系统的风从孔洞露出，影响堆坑通风系统的功能实现，从而影响反应堆压力容器保温层外表面的冷却、反应堆堆坑混凝土和反应堆压力容器支承环的冷却。因此，为实现核电站全范围非能动的安全措施，需要一种结构简单、可靠，且不需要人为或电力启动的非能装置，保证非能动堆芯冷却和堆坑通风两大功能同时实现。

鉴于以上技术问题，特推出本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种非能动堆坑淹没装置，该装置可确保在核电厂正常工作时，注水孔洞关闭，使堆坑通风系统正常运行，在发生严重事故时，安装在孔洞上的堆坑淹没装置可以非能动打开，使水快速注入反应堆堆腔内，使非能动堆芯冷却系统正常运行。

为了实现上述目的，本发明提供了一种堆坑淹没装置，堆坑具有孔洞，孔洞为常闭状态，在触发条件下，堆坑淹没装置解除孔洞的常闭状态，堆坑淹没装置包括：框架，框架相对于孔洞固定；盖组件，盖组件用以关闭孔洞，盖组件连接在框架上；启动装置，启动装置与盖组件作用，使得盖组件处于常闭状态，启动装置包括触发部、联动部和固定部，固定部与盖组件固定连接，联动部一端转动连接在固定部上，另一端与触发部转动连接，触发部在触发条件下驱动联动部运动以解除盖组件的常闭状态。在发生严重事故时，安装在孔洞上的堆坑淹没装置可以非能动打开，引导水流快速注入反应堆堆腔内，使非能动堆芯冷却系统正常运行，保证堆芯不会熔毁。

以下是本发明对上述方案的进一步优化：

进一步的，联动部包括转动单元和闭锁单元，闭锁单元一端与转动单元转动连接，另一端与盖组件作用。

进一步的，转动单元一端与触发部连接，另一端与闭锁单元转动连接。

进一步的，盖组件包括：盖板，盖板与框架固定连接；泄流板，泄流板转动连接到盖板上。

进一步的，泄流板上设置有钩板，钩板与闭锁单元相互作用，使得盖组件处于常闭状态。

进一步的，盖组件还包括密封件，密封件设置在盖板和泄流板之间。

进一步的，转动单元为L型杆，包括：第一转动连接孔，第一转动连接孔与固定部转动连接；第二转动连接孔，第二转动连接孔与触发部转动连接；第三转动连接孔，第三转动连接孔与闭锁单元转动连接。

进一步的，启动装置还设置有限位结构，限位结构与闭锁单元作用，使得闭锁单元沿与孔洞轴向方向垂直的方向滑动。

进一步的，触发部沿着孔洞的轴向方向移动，以驱动转动单元旋转。

进一步的，触发部在触发条件下上升，带动L型杆旋转，从而带动闭锁单元沿远离孔洞轴线的方向移动，使得闭锁单元与钩板分开，以解除盖组件的常闭状态。

进一步的，闭锁单元为杆状结构。

进一步的，触发部为浮箱。

应用本发明的技术方案，至少实现了如下有益效果：

1、非能动堆坑淹没装置属于非能动安全系统装置，无需电力驱动和人为干预，具有较好的固有安全性，并且维护成本低，经济性好，可以满足全范围非能动压水堆的安全需求；

2、核电站正常工况下，堆坑淹没装置保持关闭，保证堆坑通风系统正常运行。核电站发生严重事故时，堆坑淹没装置无需电力驱动，可以非能动地打开溢流板，使水快速注入反应堆堆腔内，实现非能动堆芯冷却系统的功能，保证堆芯不会熔毁。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的堆坑淹没装置的常闭状态主视图；以及

图2示出了本发明的堆坑淹没装置的解除常闭状态主视图；以及

图3示出了本发明的堆坑淹没装置的常闭状态俯视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、盖板；2、泄流板；3、L型杆；4、铰链；5、浮箱；6、闭锁单元；7、钩板；8、密封件；9、框架；10、固定部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。术语“包括”在使用时表明存在特征，但不排除存在或增加一个或多个其它特征；术语“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、”“内”、“外”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，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发明的限制；此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在描述中，需要说明的是，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在非能动压水堆核电站中，非能动堆芯冷却系统是非能动压水中重要的非能动安全系统，其主要功能是核电站发生严重事故时为堆芯提供应急冷却，使反应堆停堆并维持在安全停堆状态。反应堆堆芯发生熔化等严重事故时，非能动堆芯冷却系统通过将水箱内的冷却水快速注入反应堆堆腔内，将安全壳内部淹没至需求水位，在压力容器保温层与堆坑之间形成自然循环，实现对堆芯熔融物的持续带热，维持压力容器的完整性。

为实现冷却水快速注入反应堆堆腔，需要在堆坑侧墙及楼板位置设计若干导流通道，以保证水可以从上层房间通过导流通道进入堆腔。本发明的非能动堆坑淹没装置安装在楼板的导流通道上方，堆坑具有孔洞，孔洞为常闭状态，在触发条件下，堆坑淹没装置解除孔洞的常闭状态。

如图1-3所示，堆坑淹没装置包括框架9、盖组件及启动装置。框架9相对于混凝土孔洞固定。盖组件连接在框架9上，用以关闭孔洞，且与启动装置作用，使得盖组件处于如图1所示的常闭状态，确保了在核电厂正常工作时，注水孔洞关闭，使堆坑通风系统正常运行。实现堆坑淹没装置非能动的启动装置，包括触发部、联动部和固定部10。启动装置通过固定部10固定在盖组件上，固定部10还为联动部提供旋转支撑。而触发部与联动部转动连接，在触发条件下驱动联动部运动以解除盖组件的常闭状态，以保持在常开状态，如图2所示。在发生严重事故时，安装在孔洞上的堆坑淹没装置可以非能动打开，引导水流快速注入反应堆堆腔内，使非能动堆芯冷却系统正常运行，保证堆芯不会熔毁。图3为非能动堆坑淹没装置关闭状态的俯视图。

堆坑淹没装置的非能动功能由启动装置实现，其联动部在触发部的带动下转动，包括转动单元和闭锁单元6。闭锁单元6的作用为盖组件提供闭锁，一端与盖组件作用，另一端与转动单元转动连接以在触发部的带动下移动。而转动单元转动连接触发部和闭锁单元6，将触发部的运动传递给闭锁单元6。

图1中的转动单元为L型杆3，包括：第一转动连接孔，第一转动连接孔与固定部10转动连接；第二转动连接孔，第二转动连接孔与触发部转动连接；第三转动连接孔，第三转动连接孔与闭锁单元6转动连接。

启动装置还设置有限位结构，其与闭锁单元6作用，使得闭锁单元6沿与孔洞轴向方向垂直的方向滑动。图1-2所示的闭锁单元6为杆状结构。

启动装置的非能动性主要体现在触发部上。触发部沿着孔洞的轴向方向移动，以驱动转动单元旋转。触发部在触发条件下上升，带动L型杆3逆时针旋转，从而带动闭锁单元6沿远离孔洞轴线的方向移动，使得闭锁单元6与钩板7分开，以解除盖组件的常闭状态。

盖组件包括盖板1和泄流板2。其中，盖板1可通过焊接方式固定在框架9上，又通过铰链4转动连接泄流板2。泄流板2可绕铰链4旋转，从水平方向移动到垂直方向，可以在90°范围内任意移动。且泄流板2上设置有钩板7，从而与闭锁单元6相互作用，使得盖组件处于常闭状态。为了使核电厂正常工作时，在盖板1和泄流板2之间还设置了密封件8，保障了注水孔洞的良好密封性。

如1-3所示的触发部为浮箱5。浮箱5一端与L型杆3连接，另一端至于楼板上。正常工况下，闭锁单元6钩住泄流板2上的钩板7，泄流板2处于水平位置，保持常闭状态，通过泄流板2上的若干个密封圈，保障了泄流板2和盖板1处于密封状态，避免堆坑通风从导流通道泄漏到堆坑外，保证堆坑通风系统正常运行。

发生严重事故时，非能动堆芯冷却系统启动，水箱内的冷却水快速注入到非能动堆坑淹没装置所在的工艺间，随着水量的增大，在浮力的作用下，浮箱5向上移动，从而带动L型杆3旋转，使闭锁单元6向右移动。图2中所示L型杆3逆时针旋转，根据实际情况，L型杆3也可顺时针旋转。

当水面深度到达50mm时，闭锁单元6正好与钩板7脱离。泄流板2在重力的作用下打开，最终处于垂直状态，进而冷却水通过装置进入导流通道，最终流入堆腔，以实现堆坑淹没，冷却压力容器，导出堆芯余热，装置开启后保持常开状态。

通过设置非能动堆坑淹没装置，在核电站正常工况下，堆坑淹没装置保持关闭，保证堆坑通风系统正常运行。在核电站发生严重事故时，堆坑淹没装置无需电力驱动，可以非能动地打开溢流板，使水快速注入反应堆堆腔内，实现非能动堆芯冷却系统的功能，保证堆芯不会熔毁。此装置属于非能动安全系统装置，无需人为干预，具有较好的固有安全性，并且维护成本低，经济性好，可以满足全范围非能动压水堆的安全需求。

总之，从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现如下技术效果：

1、非能动堆坑淹没装置属于非能动安全系统装置，无需电力驱动和人为干预，具有较好的固有安全性，并且维护成本低，经济性好，可以满足全范围非能动压水堆的安全需求；

2、核电站正常工况下，堆坑淹没装置保持关闭，保证堆坑通风系统正常运行。核电站发生严重事故时，堆坑淹没装置无需电力驱动，可以非能动地打开溢流板，使水快速注入反应堆堆腔内，实现非能动堆芯冷却系统的功能，保证堆芯不会熔毁。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (12)

1.一种堆坑淹没装置，所述堆坑具有孔洞，所述孔洞为常闭状态，其特征在于，在触发条件下，所述堆坑淹没装置解除所述孔洞的常闭状态，所述堆坑淹没装置包括：框架(9)，所述框架(9)相对于所述孔洞固定；盖组件，所述盖组件用以关闭所述孔洞，所述盖组件连接在框架(9)上；启动装置，所述启动装置与所述盖组件作用，使得所述盖组件处于所述常闭状态，所述启动装置包括触发部、联动部和固定部(10)，所述固定部(10)与所述盖组件固定连接，所述联动部一端转动连接在固定部(10)上，另一端与所述触发部转动连接，所述触发部在触发条件下驱动所述联动部运动以解除所述盖组件的所述常闭状态。

2.根据权利要求1所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述联动部包括转动单元和闭锁单元(6)，所述闭锁单元(6)一端与所述转动单元转动连接，另一端与所述盖组件作用。

3.根据权利要求2所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述转动单元一端与所述触发部连接，另一端与所述闭锁单元(6)转动连接。

4.根据权利要求3所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述盖组件包括：盖板(1)，所述盖板(1)与所述框架(9)固定连接；泄流板(2)，所述泄流板(2)转动连接到所述盖板(1)上。

5.根据权利要求4所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述泄流板(2)上设置有钩板(7)，所述钩板(7)与所述闭锁单元(6)相互作用，使得所述盖组件处于所述常闭状态。

6.根据权利要求5所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述盖组件还包括密封件(8)，所述密封件(8)设置在所述盖板(1)和所述泄流板(2)之间。

7.根据权利要求6所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述转动单元为L型杆(3)，包括：第一转动连接孔，所述第一转动连接孔与所述固定部(10)转动连接；第二转动连接孔，所述第二转动连接孔与所述触发部转动连接；第三转动连接孔，所述第三转动连接孔与所述闭锁单元(6)转动连接。

8.根据权利要求7所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述启动装置还设置有限位结构，所述限位结构与所述闭锁单元(6)作用，使得所述闭锁单元(6)沿与所述孔洞轴向方向垂直的方向滑动。

9.根据权利要求8所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述触发部沿着所述孔洞的轴向方向移动，以驱动所述转动单元旋转。

10.根据权利要求9所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述触发部在触发条件下上升，带动所述L型杆(3)旋转，从而带动所述闭锁单元(6)沿远离所述孔洞轴线的方向移动，使得所述闭锁单元(6)与所述钩板(7)分开，以解除所述盖组件的所述常闭状态。

11.根据权利要求10所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述闭锁单元(6)为杆状结构。

12.根据权利要求1-11任一项所述的堆坑淹没装置，其特征在于，所述触发部为浮箱(5)。