CN201600931U - 用于核电站的温度感应式安全注射装置 - Google Patents

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王增辉
彭常宏
王世超
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Abstract

本实用新型公开了属于核电站安全领域的一种核电站的温度感应式安全注射装置。记忆合金与控制电路、电磁阀和电源串联成一回路，安装在核电站压力容器内上部，控制电路和电磁阀的连接点和由上空间和下空间组成的安注箱连接。记忆合金可以根据工作需要加工成弹簧及各类形状和不同大小的零件，作为温度敏感元件与电磁阀、控制电路连接组成为一个整体的智能开关装置，本实用新型采用一种非能动与运转的能动相结合的方式，在紧急状态时，执行制动动作，实施方便，控制简单，可靠性高，安全可靠。

Description

用于核电站的温度感应式安全注射装置
技术领域
本实用新型属于核电站安全领域，特别涉及一种用于核电站的温度感应式安全注射装置。具体说，是在核电站出现冷却剂达不到基准事故而引发严重事故时，利用具有温度效应的材料特性，在温度作用下使核电站安全注射系统自动动作，实现抑制或减缓事故，使事故的危害降低，最后停止事故。
背景技术
广泛应用于核电站的安全注射系统在现有核电站中担当着重要的角色，在出现核电站冷却剂达不到基准事故而引发严重事故时，如果安全注射系统能正常运转，可以实现对事故的抑制，并能够在某种程度减轻事故的危害。现有的安全注射系统主要有高压、中压和低压三类安全注射系统。其中除中压安全注射系统是靠压力触发，属于非能动的之外，高压和低压安全注射系统都靠信号触发水泵动力驱动运转。这样一方面可能耽误宝贵的时间；另一方面有出现信号误传递的可能。在先进反应堆的设计中，采用可靠的非能动安全措施则是一个重要的标志。所以，要解决在事故工况下快速直接触发安全注射系统的运转，必须设计新型的安全注射系统。这种系统必须能够直接感受到事故工况下温度场的变化，直接快速地触发安全注射系统，以保证核电站乃至周围环境的安全。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术现有反应堆的安全注射系统主要有高压、中压和低压三类安全注射系统，其中除中压安全注射系统是靠压力触发，属于非能动的之外，高压和低压安全注射系统都靠信号触发水泵动力驱动运转，这样一方面可能耽误宝贵的时间；另一方面可能出现信号的误传递的不足而提出一种用于核电站的温度感应式安全注射装置，其特征在于，所述温度感应式安全注射装置的记忆合金5与控制电路4、电磁阀3和电源7串联成一回路，安装在核电站压力容器6内上部，控制电路4和电磁阀3的连接点和安注箱连接。
所述安注箱由上空间1和下空间2组成。
所述记忆合金5作为温度敏感元件与电磁阀3、控制电路4连接组成为一个整体的智能开关装置。
本实用新型与现有技术相比，具有以下突出优点及效果，主要是通过金属在不同温度下的记忆特性来控制冷却剂的喷注。当温度升高时记忆合金受热收缩变形，控制电路带动阀门打开，实现喷射。当温度低时，合金恢复原记忆状态，控制电路带动阀门关闭。该装置是一种利用温度控制的结构，控制结构灵敏度高，结构简单可靠，具有非能动的特点。避免了现有核电站蓄压安全注射系统靠压力启动，只能当堆芯压力较低时才能运行的弊端，而且需要依靠温度整体发生效应后导致的压力改变来体现。本系统直接感应与堆芯功率变化最直接的参数-温度的变化，记忆合金的伸缩功能特点可使设备长期稳定运行，性能可靠。并且可以在各种压力条件下有效地使用，对抑制或减缓冷却剂丧失事故的危害有明显效果。可较容易进行市场化推广应用，应是发展先进反应堆的重要技术之一。
附图说明
图1是温度感应式安全注射装置工作系统示意图。
图2为温度敏感元件结构示意图。
具体实施方式
本实用新型是针对现有技术的不足而提供的一种用于核电站的温度感应式安全注射装置。下面结合附图对本实用新型的具体结构、工作过程和最佳实施方式作进一步说明。
图1是本实用新型提供的温度感应式安全注射装置工作系统示意图。图中安注箱上空间1内充有加压的氮气，安注箱下空间2内为安注系统所用冷却剂，电磁阀3为控制元件，控制电路4是连接机构，记忆合金5为温度敏感元件；记忆合金5与控制电路4、电磁阀3和电源7串联成一回路，安装在核电站压力容器6内上部，控制电路4和电磁阀3的连接点和由上空间1和下空间2组成的安注箱连接。所述记忆合金5是温度感应式安全注射装置的关键部件，记忆合金5可以根据工作需要加工成弹簧及各类形状和不同大小的零件，具体结构如图2所示，作为温度敏感元件与电磁阀3、控制电路4连接组成为一个整体的智能开关装置，是一种非能动与运转的能动相结合的方式，在紧急状态时，执行制动动作。图2中给出了温度敏感元件做成薄膜状的结构，其中在温度敏感元件基底膜8上涂敷铜钛镍合金做成的温度敏感膜9，温度敏感膜9上再涂敷一层保护膜10。其中基底膜和保护膜可以选用绝缘陶瓷膜、该系统可以安装在安全壳内合适的位置。
就图1而言，在反应堆发生冷却剂丧失事故时，由于安全壳内冷却剂温度急剧升高，造成安全壳温度升高，记忆合金5受到温度升高的影响，会收缩以至带动控制电路4打开电磁阀3，安注箱下空间2内冷却剂就会在氮气的压力下喷射而出，起到冷却堆芯的作用，由此降低安全壳内温度。
本实用新型是一种结构简单、性能稳定、可靠性高的安全注射装置。
本实用新型所述的电磁阀3，主要是实现有效的隔断作用。也可以直接用记忆合金为安注箱隔断，通过温度实现收缩和恢复，来实现安注或停止。因此，本实用新型的另外一种实现形式也可以电路的形式控制，即通过温度的变化感应开关，实现对水泵的运转控制，这是一种具有控制的非能动与运转的能动的结合方式。
本实用新型所述的关键部件记忆合金材料一般选用铜、钛或镍合金，其熔点要高达1700℃，要防止其熔化以丧失功能。除具有独特的形状记忆功能外，还具有耐磨损、抗腐蚀、高阻尼和超弹性等优异特点。伸缩率在20％以上。疲劳寿命达107次，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程应用需求，是一种非常优秀的功能材料。

Claims (4)

1.一种用于核电站的温度感应式安全注射装置，其特征在于，所述温度感应式安全注射装置的记忆合金(5)与控制电路(4)、电磁阀(3)和电源(7)串联成一回路，安装在核电站压力容器(6)内上部，控制电路(4)和电磁阀(3)的连接点和安注箱连接。
2.根据权利要求1所述用于核电站的温度感应式安全注射装置，其特征在于，所述安注箱由上空间(1)和下空间(2)组成。
3.根据权利要求1所述用于核电站的温度感应式安全注射装置，其特征在于，所述记忆合金(5)作为温度敏感元件与电磁阀(3)、控制电路(4)连接组成为一个整体的智能开关装置。
4.根据权利要求1所述用于核电站的温度感应式安全注射装置，其特征在于，所述记忆合金选用铜钛镍合金。
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