CN1296940C - 在核反应堆停堆时向蒸气发生器供应压力水的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

至少一个注射冷凝器(20)用于在反应堆冷却剂系统的冷却剂的温度和压力在核反应堆的热停堆状态和使得残余热冷却系统(RRA)能够工作的状态之间变化的过程中向蒸气发生器(1)供给二次给水。注射冷凝器(20)在第一进口处供给从蒸气发生器(1)的上部抽取的蒸汽，并在第二进口处供给来自储存箱(10)的给水。高温增压给水通过一个注射冷凝器(20)出口而供给蒸气发生器(1)。蒸汽发生器(1)的供给并不使用附加泵来从储存箱(10)中抽取给水和将给水注入蒸气发生器(1)的二次部分(3)中。

Description

在核反应堆停堆时向 蒸气发生器供应压力水的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于在核反应堆中的温度和压力在核反应堆的热停堆状态和能够起动反应堆残余热冷却系统(称为RRA系统)的状态之间变化的阶段中向压水核反应堆的蒸汽发生器供给二次给水的方法。
背景技术
压水核反应堆包括反应堆冷却剂系统，用于冷却核反应堆的芯部的冷却剂在该反应堆冷却剂系统中流动，且至少一个蒸汽发生器布置在该反应堆冷却剂系统中，以便在核反应堆的冷却剂(或反应堆冷却剂)和给水或二次给水之间进行换热，该给水或二次给水通过与反应堆冷却剂的换热而在蒸汽发生器内部进行加热并蒸发。
在使核反应堆工作时，给水从储存箱抽出并引入蒸汽发生器的二次部分中。
在核反应堆的工作过程中，引入蒸汽发生器的二次部分中的给水进行加热并蒸发；该蒸汽在蒸汽发生器的上部进行回收和干燥，然后送向与核反应堆相连的涡轮。
用于操作涡轮的蒸汽再回收到冷凝器中，在冷凝器中形成的水重新加热，并送回给水储存箱，给水从该给水储存箱中进行抽吸，以便供给蒸汽发生器。
蒸汽发生器的给水通过泵从储存箱中抽出，并在注入蒸汽发生器的二次部分内之前进行重新加热和增压。
在核反应堆工作一定时间之后，需要执行向核反应堆的芯部重新加燃料的操作，在该操作过程中，用燃料组件在芯部内更换烧耗率达到由核反应堆的工作状态设定的极限的一些废弃组件。
为了向核反应堆的芯部重新加燃料，需要使反应堆完全停堆，并使反应堆冷却剂系统减压和冷却到能够打开容器集管的温度，以便从凹坑处(pit)接近容器内部的核反应堆芯部，核反应堆容器在该凹坑中。
为了停堆和使核反应堆冷却至能够接近容器内部的温度(这样的核反应堆停堆称为冷停堆)，首先通过将控制棒全部放入反应堆的芯部中而使核反应堆停堆，以便获得核反应堆的热停堆状态特征。
核反应堆的热停堆使得反应堆冷却剂系统中的温度从反应堆工作温度(300℃至320℃)降低至均匀的热停堆温度(大约296℃)；反应堆冷却剂系统中的压力保持恒定值(大约155巴)；这时，由芯部释放的功率(或者反应堆的残余功率)将小于额定功率的2％。在蒸汽发生器的二次部分中的温度从大约290℃值变成与反应堆冷却剂系统平衡的温度(296℃)，压力保持基本恒定，等于83巴。
为了实现核反应堆的冷停堆，采用了称为反应堆残余热冷却系统或RRA系统的冷却系统。
该RRA系统可以只在反应堆冷却剂系统的压力和温度达到大大低于热停堆的温度和压力水平时才工作。通常，RRA系统只有在反应堆冷却剂系统冷却到至少180℃，且反应堆冷却剂系统中的压力降低到至少30巴时才能工作。在RRA系统的起动状态下，二次冷却系统处于与反应堆冷却剂系统平衡的温度(180℃)，且压力不超过大约10巴。
为了从热停堆的温度和压力状态变成使RRA系统能够起动的状态，蒸汽发生器辅助给水系统(称为ASG系统)以普通方式使用。给水从ASG系统的储存箱抽吸，并通过与蒸汽发生器的喷嘴相连的正常给水管注入蒸汽发生器中。来自ASG系统的水为低温(在大约7℃和50℃之间)，且通过在蒸汽发生器的给水管中的水龙头注入的水引起热冲击，重复进行的该热冲击可能导致蒸汽发生器的注射管路和喷嘴产生热疲劳。
这是因为来自ASG系统的水通过连续人工控制的射流而引入蒸汽发生器的注射管路中。使用ASG系统的通常特征是，磨损因子等于冷水注入发生器内的单元射流数目与最大可接受注射数目的比例。该磨损因子必须尽可能小，它限制了ASG系统的使用。
ASG系统也在核反应堆的重新起动过程中使用，从RRA系统进行工作的状态到热停堆状态，以便注入使蒸汽发生器中的水平保持基本恒定所需的二次给水。
除了蒸汽发生器的注射管路由于注入冷水而产生的热疲劳，使用ASG系统的另一缺点是在核反应堆的正常工作中使核反应堆的紧急情况系统工作。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种向压水核反应堆的蒸汽发生器供给二次给水的方法，该核反应堆包括反应堆冷却剂系统，用于冷却核反应堆芯部的反应堆冷却剂在该反应堆冷却剂系统中流动，且在冷却剂的温度和压力在核反应堆的热停堆状态和能够起动用于冷却该停堆反应堆的系统的状态之间变化的阶段中，在蒸汽发生器中通过换热而加热该给水，该方法可以减小结构、安装和维护成本，还能减小向蒸汽发生器供给的装置的尺寸，并提高对蒸汽发生器进行供给的可靠性以及用于该供给的装置的可靠性。
因此，蒸汽发生器通过使用至少一个注射器冷凝器、至少一个第一进口和第二进口而进行供给，该第一进口供给蒸汽，而该第二进口供给蒸汽发生器给水，蒸汽发生器给水在压力和高温下从注射器冷凝器的出口供给蒸汽发生器，在核反应堆的反应堆冷切剂的温度和压力通过调节该至少一个注射器冷凝器的蒸汽和给水的供给而变化的过程中，给水以控制流量在压力和高温下供给蒸汽发生器。
本发明还涉及能够执行本发明方法的供给装置，该核反应堆包括反应堆冷却剂系统，用于冷却核反应堆芯部的反应堆冷却剂在该反应堆冷却剂系统中流动，在冷却剂的温度和压力在核反应堆的热停堆状态和使得用于冷却该停堆反应堆的系统能够工作的状态之间变化的阶段中，在蒸汽发生器中通过热接触而加热该给水，该装置包括：箱，用于储存蒸汽发生器的给水；以及装置，用于将给水从该储存箱注入蒸汽发生器的二次部分中，其特征在于：用于将给水注入蒸汽发生器的二次部分中的装置包括至少一个注射器冷凝器，该注射器冷凝器的第一进口与连接到蒸汽发生器的二次部分的上部上的至少一个蒸汽管道相连，该注射器冷凝器的第二进口与给水储存箱相连，而该注射器冷凝器的出口与蒸汽发生器的二次部分的喷嘴中的注射管路连接，其中所述用于将给水注入蒸汽发生器的二次部分中的装置，包括三个并联布置的注射器冷凝器，这些注射器冷凝器的第一进口和第二进口分别并联地与蒸汽供给管道和水供给管道连接，同时插入停止阀，以便使至少一个或更多的注射器冷凝器能够工作。
附图说明
为了更好地理解本发明，下面将参考附图通过实施例介绍本发明的方法以及核反应堆系统的、用于实施该方法的装置。
图1A是表示现有技术的、压水核反应堆的蒸汽发生器给水系统的视图。
图1B是表示用于实施本发明方法的、压水核反应堆的蒸汽发生器给水系统以及相关装置的视图。
图2是用于实施本发明方法的注射器冷凝器的剖视图。
图3是表示用于实施本发明方法的、平行布置的三个注射器冷凝器的视图。
图4是表示核反应堆在热停堆状态和使得系统能够将反应堆带到冷停堆状态并进入工作状态的状态之间的各种工作状态过程中，反应器冷却剂系统的温度相对于时间的函数的曲线。
具体实施方式
图1A表示了压水核反应堆的蒸汽发生器1，该蒸汽发生器的一次部分2包括一束换热管2a和槽道集管2b。
槽道集管2b包括两个隔腔，它们分别与核反应堆的反应堆冷却剂系统的管道连接，从而使增压冷却剂能够以与位于容器内部的核反应堆芯部接触的方式流动。
蒸汽发生器的二次部分3布置在蒸汽发生器的外封套内部，在槽道集管2b上部，并在换热管2a束周围，这样，引入蒸汽发生器的封套内的二次给水能够通过与管束2a的管接触而加热和蒸发，核反应堆的反应堆冷却剂在该管束2a内流动。
蒸汽在蒸汽发生器1的封套的上部1a中回收，并通过蒸汽管道5送向蒸汽发生器的涡轮4。
蒸汽发生器的二次给水通过水龙头18引入蒸汽发生器1的封套内，该水龙头18在基本位于管束2a的上部的高度处，并在环绕管束2a的环形空间内。
二次给水通过蒸汽发生器的正常给水系统6(称为ARE系统)引入蒸汽发生器内。
蒸汽发生器的二次部分3的ARE给水系统包括彼此平行布置的管道，马达操作的阀和控制阀安装在这些管道上。
ARE系统通过管道7、高压加热系统8(AHP系统)以及平行布置的两个涡轮驱动给水泵9而与蒸汽发生器给水箱10相连，该蒸汽发生器给水箱10中的给水高度可以调节。
特别是，给水泵组9可以包括两个普通的蒸汽发生器涡轮驱动给水泵和一个辅助蒸汽发生器给水泵(称为APD泵)，该辅助蒸汽发生器给水泵在核反应堆的热停堆和用于冷停堆的冷却系统(RRA)起动之间的中间阶段中使用。
在涡轮4的出口处回收或者通过旁路阀13直接从蒸汽管道5抽出的蒸汽送向冷凝器12，该冷凝器12被冷却，以便使蒸汽冷凝。回收的水通过管道14送回给水储存箱10，抽吸泵15(CEX泵)和低压给水加热器系统(ABP)布置在该管道14上。
从蒸汽管道15抽吸或者在涡轮4的进口处的一些蒸汽也送向储存箱10的内部，以便使给水重新加热和脱气。
包括循环泵16a的给水重复循环系统16可以使箱10中的给水在封闭系统中循环。
加热、供给和抽吸储存箱10的二次给水的各种装置调节成使箱10中的水在热停堆过程中的温度小于130℃，压力为大约2.5巴。箱10布置在基本位于将水注入蒸汽发生器内的装置的上面的高度处，这样，给水在压力明显大于2.5巴(例如6巴)的压力下供给。
在通过将控制棒放入核反应堆芯部中的最大插入位置而使得核反应堆停堆后(例如根据程序停堆)，反应堆冷却剂系统必须冷却和减压。
为了使反应堆冷却剂系统(特别是在蒸汽发生器的一次部分2a-2b中)的温度和压力从热停堆状态变化成使反应堆残余热冷却系统(RRA)能够工作的状态(在蒸汽发生器中温度为大约180℃，压力为大约10巴)，可以使用APD系统的泵17向蒸汽发生器的二次部分供给合适温度、压力和流量的给水。
为了冷却反应堆冷却剂系统，向蒸汽发生器提供较大的二次给水流，以便从反应堆冷却剂系统中除去热量。给水流量通过调节APD系统的马达操作阀17′和ARE系统的阀6而调至较低流量。
为了使反应堆冷却剂系统和蒸汽发生器能够从RRA系统的工作状态变成热停堆状态(例如在再次起动核反应堆之前)，使用核反应堆冷却剂系统的泵来使冷却剂在反应堆冷却剂系统中循环，该循环使得反应堆冷却剂加热并释放热量，且蒸汽发生器的二次部分供给较低流量的二次给水，这样，反应堆冷却剂系统的温度能够升高到热停堆状态。蒸汽发生器通过APD泵17以较低流量供给反应堆冷却剂，该流量可以通过马达操作阀17′控制，以便保持蒸汽发生器中的高度。
在现有技术中使用的、包括APD系统的装置具有多个缺点。
APD系统包括至少一个马达驱动泵，该马达驱动泵必须能够在热停堆状态下向核反应堆的蒸汽发生器进行供给；这时，蒸汽发生器的二次部分装有温度为大约296℃且压力为大约83巴的水。对于1300Mwe的四循环类型，从给水箱10中抽出的、注入蒸汽发生器的喷嘴内的水的最高温度等于130℃，必须以大约260m3/h的最大流量注入。
为此，使用了APD马达驱动泵，该APD马达驱动泵的电驱动马达供给6600伏的电压。流量通过布置在马达驱动泵17的下游的控制阀17′来调节。ARE系统的阀也用于调节减小流量。
APD泵包括多级旋转的部分，它需要轴承和密封衬垫。因为这些轴承和衬垫可能在工作中损坏，因此泵的工作可靠性降低。另外，APD系统的泵的成本和尺寸也很大。
而且，考虑到能量损失，注入蒸汽发生器的喷嘴内的二次给水的温度为大约110℃，这远远小于蒸汽发生器的二次部分中的温度。因此，可能使蒸汽发生器的喷嘴和相应水龙头产生热疲劳，该水龙头的温度接近蒸汽发生器的温度。
本发明的方法使用至少一个布置在蒸汽发生器给水系统中的注射器冷凝器20，如图1B所示，以便将给水注入核反应堆的蒸汽发生器中，这样，在反应堆冷却剂系统中的热停堆温度和压力可以下降到能够使RRA系统工作的状态。
注射器冷凝器是被动热压缩装置，它不包括任何旋转活动部件，与泵不同。通过至少一个第一进口引入注射器冷凝器内的蒸汽流可以吸收通过第二进口引入注射器冷凝器并与蒸汽混合的水。在注射器冷凝器的出口处，该流完全为液体。
注射器冷凝器具有Laval(收敛-发散)喷嘴。蒸汽以超音速从喷嘴的颈部流入注射器冷凝器中。该蒸汽的部分热焓转变成动能，并能够驱动水。蒸汽进行冷凝，并通过在喷嘴颈部下游的冷凝波而将它的动能传递给水。在扩压器中的水-蒸汽混合物的压力可能高于蒸汽和水的进口压力。
注射器冷凝器进行容积类型工作，不管冷却压力如何(直到最大压力值)，都使液体例如水以恒定流量排出。
当至少一个注射器冷凝器20用于供给压水核反应堆的至少一个蒸汽发生器1时，如图1所示，注射器冷凝器20借助与抽出管道相连的蒸汽管道5而从蒸汽发生器通过至少一个第一进口而供给蒸汽，停止阀21布置在该抽出管道上。水吸入储存箱10中，并通过第二进口而引入注射器冷凝器20内。
注射器冷凝器20的出口通过管道23与用于向蒸汽发生器供给二次给水的管道7相连，单向阀23a布置在该管道23上。
优选是，为了实施本发明，使用有两级的至少一个注射器冷凝器，如图2所示。
注射器冷凝器20的两级20a和20b基本相同，因此，只详细介绍一级(例如上部级20a)。
注射器冷凝器的、制成为Laval喷嘴形式的级20a包括两个蒸汽进口(或第一进口)24a和24′a以及一个水进口(或第二进口)25。蒸汽进口横向布置在注射器冷凝器的、沿轴向(也就是说沿流体在注射器冷凝器中流动的方向)的两个连续区域中。水进口25a与注射喷嘴25连通，该注射喷嘴25安装成使它能够沿装置的轴向以两个方向运动，且该注射喷嘴25能够通过遥控促动器27而移动，以便调节水注射点相对于注射器冷凝器的颈部的位置。水注射管道25通过水进口25a而从例如在重复循环系统16中的储存箱10供给水。
注射器冷凝器的第二级20b包括两个横向蒸汽进口24b和24′b以及一个中心水进口(第二进口)，该中心水进口包括与第一级20a的出口连通的管道。
在出口处，第一级供给中等压力和温度的水，而第二级用于将这些参数调节成注射器冷凝器所需的状态。引入注射器冷凝器20的各个蒸汽进口的蒸汽的压力和流量通过与各个蒸汽进口相连的控制阀和标定孔来调节。
本发明的方法也可以通过使用注射器冷凝器20来实施，该注射器冷凝器20通过蒸汽管道5而供给来自至少一个蒸汽发生器1的上部1a的蒸汽。
在热停堆时，该蒸汽的温度为286℃，压力为83巴。
来自重复循环系统16的二次蒸汽发生器给水供给到注射器冷凝器的上部级20a的第二进口25a。它由高温和高压蒸汽驱动，该蒸汽与来自重复循环系统16的箱10的水混合，这样，在注射器冷凝器20的出口26处，由蒸汽驱动的水在温度远远高于在箱10中的水温的情况下回收。该温度例如可以为160℃至180℃。
注射器冷凝器20单独使给水加热、增压和注入蒸汽发生器的二次部分中。引入蒸汽发生器的进口喷嘴18中的水的温度大于通过包括APD系统的泵17(或者fortiori ASG系统)的现有技术装置注射的水的温度。
这样，在蒸汽发生器的二次部分的进口喷嘴18中的热疲劳以及在蒸汽发生器的、环绕管束和内部部件的壳体上施加的热应力将减小。蒸汽发生器通过注射器冷凝器而被动供给，也就是说，不需要用于驱动泵的马达的电源。
流过喷嘴26的水由冷凝的蒸汽驱动，同时进行加热，这样，在注射器冷凝器的出口20c处，回收注射器冷凝器中的水流和蒸汽流，该水流由蒸汽的动力效果驱动，且压力变得大于水的进口压力。注射器冷凝器的出口水温大于进口水温。
注射器冷凝器可以在注射器冷凝器管道的颈部25的下游另外包括通气开口，该通气开口可以通过隔离阀与注射器冷凝器的通气管道连接，并在起动时用于起动该装置。
为了实施本发明，可以采用具有多级的注射器冷凝器，如图2所示，其中，中心水流由周围的蒸汽流驱动，或者，不同类型的注射器冷凝器例如包括环形水管和中心蒸汽注射管道。
图3表示了三个注射器冷凝器20、20′、20″，它们可以制成如图2所示形式，并用于在热停堆状态和使RRA系统能够工作的状态之间冷却核反应堆冷却剂系统，并在将核反应堆冷却剂系统从使RRA系统工作的状态重新加热至热停堆的温度和压力时补充二次给水。
如下面所述，为了在热停堆状态和使RRA系统能够工作的状态之间冷却或加热核反应堆，可以使用多个注射器冷凝器，例如，注射器冷凝器20能够产生30m2/h的给水流量，而两个注射器冷凝器20′和20″各自能产生大约120m2/h的水流量。
因此，可以向压水核反应堆的蒸汽发生器提供的流量从大约260m2/h至25m2/h，假设注射器冷凝器顺序工作，并进行调节。
三个注射器冷凝器20、20′和20″平行布置，并通过各自的隔离阀21、21′和21″与蒸汽供给管路29连接，该蒸汽供给管路29自身与在涡轮4和蒸汽旁路13上游的蒸汽管道5连接。
阀29a布置在管路29上，能够控制允许蒸汽进入通向三个注射器冷凝器20、20′和20″的公共供给管路。
阀21、21′和21″使得蒸汽能够在注射器冷凝器20、20′、20″工作时分别从它们的第一进口处进入。
注射器冷凝器也可以通过图1中所示的分支管路30而在它们的第二进口处供给来自重复循环系统16的箱10的给水，隔离阀30a、30’a或30”a以及单向阀30b、30’b或30”b布置在各个分支管路30上，且该分支管路30与注射器冷凝器20、20’和20”的各个第二进口相连。
这样，通过控制供水分支的停止阀例如21、21’和21”以及停止阀30a，一个或多个注射器冷凝器可以工作，该注射器冷凝器的输出与管道23相连，该管道23用于使注射器冷凝器的出口与向蒸汽发生器1进行供给的管路7相连，或者更通常与用于核反应堆冷却剂系统环路的多个蒸汽发生器的供给管路相连。
例如，如图3所示，当蒸汽发生器的反应堆冷却剂系统包括四个环路时，三个具有两级的蒸汽注射器20、20’、20”可以用于通过四个供给管路7a、7b、7c、7d而供给四个蒸汽发生器，各供给管路7a、7b、7c、7d与一个蒸汽发生器的喷嘴相连。
同样，供给注射器冷凝器的第一进口的之前可以从一个或多个蒸汽发生器中抽取。
通过使一个或多个注射器冷凝器工作，可以在非常大的范围内(例如从25m2/h至260m2/h)调节蒸汽发生器的给水流量，这些注射器冷凝器通过蒸汽管道5供给从蒸汽发生器上部抽取的蒸汽。
为了执行本发明的方法，根据压水核反应堆的类型和功率以及根据提供的冷却和加热功能，可以对各个蒸汽发生器使用一个或多个注射器冷凝器。当需要使用多个注射器冷凝器时，这些注射器冷凝器平行布置，这样，它们能够彼此独立的工作，且这些注射器冷凝器通常有不同特征，特别是对于供给的给水流量。
如下面所述，这些注射器冷凝器和它们的驱动装置可以由APD系统代替，该APD系统包括泵例如17，用于从给水储存箱10向蒸汽发生器进行供给，如对应于现有技术的图1A所示。
对应于本发明的图1B表示了可以执行本发明方法的注射器冷凝器20以及反应堆系统，以便能够通过比较现有技术的装置和本发明装置来进行说明。
当注射器冷凝器例如20、20’或20”用于供给蒸汽发生器时，并不提供APD供给泵，它由注射器冷凝器代替。
通常，如图1B所示，蒸汽发生器1包括通气系统31，该通气系统31在用于执行本发明方法的注射器冷凝器的某些使用阶段中使用，如后面所述。
图1中所示的发生器的蒸汽系统通常除了通向冷凝器的蒸汽旁路13之外还包括通向大气的蒸汽旁路13’。
加在注射器冷凝器上的压缩率(也就是说，在注射器冷凝器出口处的水压与供给第一注射器冷凝器进口的蒸汽压力之间的比例)可以很小，考虑到在注射管路中的压力降，该压缩率基本等于1。这是因为给水必须在压力基本等于蒸汽发生器上部的蒸汽压力时注入蒸汽发生器的二次部分3中，该蒸汽和给水基本压力平衡。
如上所述，注射器冷凝器进行容积类型工作，这样，在出口处的注射压力对注射器冷凝器的流量没有影响。
在图4中，在热停堆时，反应堆冷却剂系统中的温度(和压力)的变化表示为在热停堆和使RRA系统能够工作的状态之间的冷却过程以及在RRA系统的工作状态和热停堆状态之间的反应堆冷却剂系统的加热过程中温度随时间变化的曲线图形式，该反应堆冷却剂系统包括压水核反应堆的至少一个蒸汽发生器的一次部分。
表示核反应堆的反应堆冷却剂系统中的温度变化的曲线32包括阶段32a，该阶段对应于热停堆，温度接近296℃。这时在反应堆冷却剂系统中的压力接近83巴。在由曲线部分32a表示的热停堆之后，反应堆可以在热停堆状态和使停堆反应堆的RRA冷却系统能够工作的状态之间进行冷却，如曲线32的部分32b表示，它的温度梯度通常为28℃/h。
在冷却到使RRA系统能够工作的状态之后，反应堆冷却剂系统的温度接近180℃。
可以保持该状态，使得停堆的反应堆能够开始冷却，如曲线的部分32c所示，或者使RRA系统工作，这时反应堆冷却剂系统的温度在区域33中变化。
从能够使RRA系统工作的状态开始，可以将反应堆冷却剂系统加热至热停堆状态，如图线32的部分32d所示。
下面将介绍本发明的方法和装置的使用，以便进行如曲线32b所示的冷却和如曲线32d所示的反应堆冷却剂系统重新加热，以及可以如曲线部分32a和32c所示保持该冷却系统的热停堆状态或起动状态。
在压水核反应堆的正常工作过程中，代替现有技术的、具有泵的APD系统的本发明APD系统将保持关闭，本发明的APD系统包括一个或多个注射器冷凝器20，例如三个注射器冷凝器20、20’和20”。注射器冷凝器并不供给蒸汽或水，并通过关闭停止阀而与核反应堆系统隔离。
在通过放下控制棒而使核反应堆停堆之后，为了保持热停堆状态，如曲线部分32a所示，或者冷却，如图4中的曲线部分32b所示，包括注射器冷凝器的本发明系统将进行工作。
为此，阀例如30a打开，从而可以将给水供给注射器冷凝器，该阀位于进行工作的注射器冷凝器的分支上。
阀例如29a、21、21’、21”也可以打开，从而使注射器冷凝器例如20、20’和20”的第一进口能够从与蒸汽发生器的上部相连的管路5中供给蒸汽。
根据需要，使一个或多个注射器冷凝器工作，如后面所述，并调节蒸汽和水的流量，以便以合适流量向蒸汽发生器供给增压给水。
用于精细调节由注射器冷凝器提供的水的流量的装置包括：控制阀，该控制阀布置在与注射器冷凝器相连的管道上；以及电控制装置27，用于控制水注射喷嘴的位置，从而能够调节在注射器冷凝器中的蒸汽注射喷嘴的颈部截面。这样，可以控制给水蒸汽流量。
而且，调节装置包括阀22a，该阀22a布置在用于使给水返回箱10的管路上，并在与注射器冷凝器的出口相连的管路22的延伸部分中。阀22a可以将由注射器冷凝器供给的流量的一部分送入箱10内，从而控制通过连接管道23供给蒸汽发生器的供给管路7的流量。
当使注射器冷凝器工作时，位于与注射器冷凝器的水管道的颈部的通气孔相连的通气管道上的阀打开，以便准备起动注射器冷凝器。
在根据程序使核反应堆停堆之后，为了保持热停堆状态或冷却至使RRA系统能够工作的状态，需要以较高水流量来供给蒸汽发生器，因为这时水消耗量最大。蒸汽发生器的通气系统可以在该期间工作。
这时，采用本发明系统的最大供给容量。当供给系统包括上述三个注射器冷凝器时，这三个注射器冷凝器都工作，以便在压力低于或等于83巴的情况下向蒸汽发生器供给大约260m2/h的水流量。
因为注射器冷凝器进行容积类型工作，因此不需要根据二次系统的压力来进行调节。
供给了296℃的蒸汽以及来自供给箱的130℃水的注射器冷凝器再将温度为从160℃到180℃的给水供给蒸汽发生器。因此，蒸汽发生器1的二次部分的供给水龙头的热疲劳以及蒸汽发生器的内部部件和壳体的应力将有限。
来自反应堆冷却剂系统的热量通过使蒸汽发生器的二次冷却系统的大量水流蒸发而除去，这样，反应堆冷却剂系统的温度降低，如图4中的曲线部分32b所示。
在冷却过程中，控制注射器冷凝器的流量，以便保持蒸汽发生器中的液面高度。蒸汽流量根据需要达到的温度梯度来进行调节。
特别是，在冷却过程中，并不需要使所有注射器冷凝器都工作，在一定时间之后，蒸汽发生器给水所需的流量不再需要调整使所有注射器冷凝器都工作。例如，在冷却结束时，在使停堆的反应堆的冷却系统工作之前，给水的所需流量不超过90m2/h，这样，只有最大流量为120m2/h的单个注射器冷凝器保持工作。
在热停堆后使反应堆冷却剂系统冷却的过程中，蒸汽旁路13或系统13’工作，蒸汽返回向给水箱10供给的冷凝器。供给冷凝器的水由图1中所示的冷凝器给水系统34进行补充。
来自冷凝器的水送向箱10，以便通过泵15(称为CEX泵)向蒸汽发生器进行供给。
为了例如从冷却至冷停堆的状态开始起动核反应堆，并使反应堆冷却剂系统的温度升高至热停堆状态，如图4中的曲线部分32d所示，单个低流量注射器冷凝器工作，功能只是当水消耗时保持在蒸汽发生器的二次部分中的液面高度，例如如上所述，该注射器冷凝器为最大流量为30m2/h的注射器冷凝器。这是因为反应堆冷却剂系统可以有很小的残余热量，反应堆冷却剂系统通过由反应堆冷却剂释放的热量而加热，该反应堆冷却剂通过一次泵而在反应堆冷却剂系统中高速循环。
装于箱10中的水预先通过随蒸汽供给的脱气剂而脱气。在箱10中的补充水由冷凝器12利用泵15补充。箱10的温度可以特别通过由与蒸汽发生器的上部相连的管道5注入的蒸汽或者由辅助电加热器(SVA)产生的蒸汽来保持。
因为由反应堆冷却剂释放的热量并不完全由低速二次给水除去，因此反应堆冷却剂系统的温度增加。
箱10通过蒸汽保持压力，如上所述。
使用注射器冷凝器的本发明系统安装在核反应堆的涡轮室中。该系统因为它的生产和功能而不会有特殊的安全性和多余条件。
因为给水的压力必须尽可能较高，因此储存箱10安装在上部，而注射器冷凝器安装在核反应堆的涡轮室的底部。在储存箱和注射器冷凝器之间的高度变化例如为20m。
由注射器冷凝器代替现有技术的APD泵而形成的本发明方法和装置的优点如下：
与泵相比，注射器冷凝器具有更高的可靠性，因为注射器冷凝器没有任何活动部件，特别是没有任何需要使用轴承和密封件的旋转部件；
与普通APD系统相比，注射器冷凝器降低了安装和维护成本；
本发明的APD系统更容易安装，因为注射器冷凝器的尺寸较小(通常一个装置的长度为2m，直径为250mm)；
减小了蒸汽发生器的供给水龙头的热疲劳危险，因为与使用包括泵的APD系统时相比，注射水的温度更高(例如为160℃，而不是110℃)；
注射器冷凝器作为容积发生器工作，这避免了可能产生空穴和堵塞的控制阀；
当核反应堆的供电完全失去时，通过某种能够采用与其上使用本发明的APD系统的该核反应堆结合在一起的核反应堆(或单元)的水源的结构，可以操作本发明的APD系统。
本发明并不局限于所述实施例。
因此，根据核反应堆的功率以及反应堆冷却剂系统的冷却或加热需要，可以使用与上述不同流量的一个或多个注射器冷凝器。
注射器冷凝器可以有一级或多级，并可以包括一个或多个蒸汽进口。通常，在本发明方法范围内使用的注射器冷凝器包括至少两级，每级包括至少一个蒸汽进口。
压水核反应堆的反应堆冷却剂系统包括至少两个蒸汽发生器，通常三个或四个，它们可以同时由包括注射器冷凝器的本发明系统来供给。
通常，本发明能够用于任何压水核反应堆，以便在热停堆和冷却至冷停堆之间的过渡阶段中向反应堆的蒸汽发生器进行供给。

Claims (14)

1.一种向压水核反应堆的至少一个蒸汽发生器供给二次给水的方法，该核反应堆包括反应堆冷却剂系统(2)，用于冷却核反应堆芯部的反应堆冷却剂在该反应堆冷却剂系统中流动，并在冷却剂的温度和压力在核反应堆的热停堆状态和使得用于冷却该停堆反应堆的系统能够工作的状态之间变化的阶段中，在蒸汽发生器(1)中通过热接触而加热该给水，其特征在于：利用至少一个注射器冷凝器(20)向该蒸汽发生器(1)供给，向该注射器冷凝器的至少一个第一进口(24a、24b)供给蒸汽，而向该注射器冷凝器的第二进口(25a)供给给水，在注射器冷凝器(20、20’、20”)的出口(26)处，水在压力和高温下供给蒸汽发生器，在核反应堆的反应堆冷却剂的温度和压力通过调节该至少一个注射器冷凝器(20、20’、20”)的蒸汽和给水的供给而变化的过程中，给水以控制流量在压力和高温下供给蒸汽发生器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：向注射器冷凝器(20、20’、20”)的至少一个第一进口(24a、24b)供给从蒸汽发生器(1)的上部抽吸的蒸汽。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过使并联布置的一个或多个注射器冷凝器(20、20’、20”)工作来控制该至少一个蒸汽发生器(1)的供给流量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：并联布置且有不同的水流量供给特征的三个注射器冷凝器(20、20’、20”)中的至少一个进行工作。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：当在热停堆状态和使得用于冷却该停堆反应堆的系统能够起动的状态之间冷却该反应堆冷却剂系统时，在开始冷却阶段，全部注射器冷凝器(20、20’、20”)都工作，以便向蒸汽发生器(1)供给最大流量的给水。
6.根据权利要求1至5中任意一个所述的方法，其特征在于：蒸汽发生器的给水通过至少一个注射器冷凝器(20、20’、20”)而从储存箱(10)抽吸，从冷凝器(12)向该储存箱(10)供给给水，该冷凝器(12)冷凝由蒸汽发生器(1)产生的蒸汽。
7.一种用于向压水核反应堆的至少一个蒸汽发生器供给二次给水的装置，该核反应堆包括反应堆冷却剂系统(2)，用于冷却核反应堆芯部的反应堆冷却剂在该反应堆冷却剂系统中流动，在冷却剂的温度和压力在核反应堆的热停堆状态和使得用于冷却该停堆反应堆的系统能够工作的状态之间变化的阶段中，在蒸汽发生器(1)中通过热接触而加热该给水，该装置包括：箱(10)，用于储存蒸汽发生器的给水；以及装置(20、20’、20”)，用于将给水从该储存箱(10)注入蒸汽发生器(1)的二次部分(3)中，其特征在于：用于将给水注入蒸汽发生器(1)的二次部分(3)中的装置包括至少一个注射器冷凝器(20、20’、20”)，该注射器冷凝器的第一进口(20a)与连接到蒸汽发生器(1)的二次部分(3)的上部上的至少一个蒸汽管道(5)相连，该注射器冷凝器的第二进口(20b)与给水储存箱(10)相连，而该注射器冷凝器的出口(20c)与蒸汽发生器(1)的二次部分(3)的喷嘴(18)中的注射管路连接，其中所述用于将给水注入蒸汽发生器(1)的二次部分(3)中的装置包括三个并联布置的注射器冷凝器(20、20’、20”)，这些注射器冷凝器(20、20’、20”)的第一进口和第二进口分别并联地与蒸汽供给管道(29)和水供给管道(30)连接，同时插入停止阀(21、21’、21”；30a、30’a、30”a)，以便使至少一个或更多的注射器冷凝器能够工作。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：该至少一个注射器冷凝器(20、20’、20”)至少包括串联的第一和第二级(20a、20b)，各级包括至少两个蒸汽进口(24a、24’a、24b、24’b)、一个水进口(25a、25b)和一个水出口(26)，第二级的水进口(25b)与第一级的水出口连通。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：该至少一个注射器冷凝器(20、20’、20”)包括两级(20a、20b)，各级包括两个蒸汽进口(24a、24’a、24b、24’b)。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：该至少一个注射器冷凝器(20、20’、20”)通过它的第一进口(24a、24’a、24b、24’b)并借助其上布置有至少一个停止阀(21、21’、21”、29a)的至少一个管道而与至少一个蒸汽发生器(1)的上部相连；且该至少一个注射器冷凝器(20、20’、20”)通过第二进口并借助于其上布置有至少一个停止阀(30a)的至少一个管道而与二次给水储存箱(10)相连。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：注射器冷凝器(20)的第二进口(25a、24b)通过用于使给水重复循环的系统(16)而与给水储存箱(10)相连，该系统(16)包括循环泵(16a)，该至少一个注射器冷凝器的第二进口(25a、25b)与在循环泵(16a)的排出侧的该系统(16)相连。
12.根据权利要求7至11中任意一个所述的装置，其特征在于：该注射器冷凝器(20)的出口(26)通过其上布置有单向阀(23a)的连接管道(23)而与蒸汽发生器的二次部分(3)的喷嘴(18)相连。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于：该注射器冷凝器(20、20’、20”)的出口(20c)借助管道(22)并通过用于使给水返回储存箱(10)的、上面布置有停止阀(22a)和控制阀的管道而与连接管道(23)和给水储存箱(10)相连。
14.根据权利要求7至11中任意一个所述的装置，其特征在于：当核反应堆的反应堆冷却剂系统包括至少两个环路，且在各环路上布置有蒸汽发生器(1)时，该至少一个注射器冷凝器(20、20’、20”)的给水出口(26)与至少两个蒸汽发生器(1)的二次部分连接。
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