CN203366753U

CN203366753U - 采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统

Info

Publication number: CN203366753U
Application number: CN2013204646678U
Authority: CN
Inventors: 曹建华; 卢向晖; 蒋晓华; 傅先刚; 孙吉良
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2023-07-31

Abstract

本实用新型公开了一种采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，用于吸收压水堆核电厂内稳压器的泄压阀排出的蒸汽并向堆坑内注入冷却水，该系统包括蒸汽注射器、水箱及隔离阀，所述蒸汽注射器具有蒸汽入口、水入口及出水嘴，所述蒸汽入口与所述泄压阀连通，所述水入口与所述水箱连通，所述出水嘴与所述堆坑连通，所述水箱设置于所述蒸汽注射器上方，所述隔离阀设置于所述水箱及水入口之间。本实用新型采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统能够防止高压熔堆及压力容器熔穿且不会使安全壳超压。

Description

采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统

技术领域

本实用新型涉及一种核电厂的安全系统，尤其涉及一种采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统。

背景技术

核电的使用是人类在能源利用史上的一个重大突破，利用原子核的裂变反应，核电厂能够产生其他所有传统化石能源所无法比拟的高能量输出，并且，这些高能量输出往往只需要耗费少量的核燃料。这种低投入高产出的特性，使得人类日益重视对核能的利用，并不断加大在核能领域的研究开发，时至今日，核能已经成为世界上许多国家的重要能源组成部分。然而，核反应在具有极高利用价值的同时，其所可能带来的危害也令人们谈核色变。在使用核电的过程中，如果保护不当而致使出现核泄漏等重大事故，将会对核电厂周边的环境乃至全人类带来及其严重的核污染灾害。

如图1所示，目前运用最广的压水堆核电厂在结构上包括一回路6（一次侧）和二回路5（二次侧），其工作原理是：一回路6利用主泵4提供的冷却剂（在压水堆核电厂中一般为水）将压力容器3内反应堆核核燃料产生的热量吸收并进入蒸汽发生器2，再通过传热管20将热量传递给二回路5中的水，使水沸腾产生高压蒸汽，高压蒸汽驱动发电机组7发电，做完功的蒸汽液化为水并在二回路5中循环以再次吸收一回路6提供的热量。压力容器3及蒸汽发生器2设置在一安全壳之内（压力容器3容置于堆坑8内）以确保安全。安全壳之内一般还会设有换料水池及换料水箱，换料水池用以存放堆内构件并进行换料操作，换料水箱用以向换料水池提供水源。

为了维持压水堆核电厂一回路的压力稳定，安全壳内还设有一稳压器9，稳压器9通过喷淋或加热来改变内部气相和液相的相互关系，以此调节一回路压力。具体的，稳压器9还具有一泄压阀90，该泄压阀90在稳压器9的压力值超出警戒值时打开并进行泄压，防止高压熔堆。然而，现有的泄压阀90在开启之后直接将高温高压蒸汽排放到安全壳内，使安全壳具有超压的潜在风险。

因此，有必要提供一种能够防止高压熔堆及压力容器熔穿且不会使安全壳超压的严重事故综合缓解系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够防止高压熔堆及压力容器熔穿且不会使安全壳超压的严重事故综合缓解系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，该系统包括蒸汽注射器、水箱及隔离阀；所述蒸汽注射器具有蒸汽入口、水入口及出水嘴，所述蒸汽入口与所述泄压阀连通，所述水入口与所述水箱连通，所述出水嘴与所述堆坑连通，所述水箱设置于所述蒸汽注射器上方，所述隔离阀设置于所述水箱及水入口之间。

与现有技术相比，由于本实用新型将所述泄压阀与所述蒸汽注射器连通，利用所述蒸汽注射器吸收所述稳压器排出的高温蒸汽，因此在事故工况下可以及时降低稳压器及压力容器内的压力，防止高压熔堆，同时，通过泄压阀排出的高温蒸汽被所述蒸汽注射器吸收而不是直接排出在安全壳内，有效降低了因泄压阀大量喷射造成的安全壳超压的潜在风险。另外，使用所述水箱向所述蒸汽注射器供水，令所述蒸汽注射器能够为放置有反应堆压力容器的堆坑提供冷却水，确保对所述压力容器的有效冷却，防止压力容器熔穿，并且，该冷却水的供应通过所述蒸汽注射器进行，而无需使用其他机械部件及交流电源，大大提高系统的可靠性及安全性。

较佳地，所述蒸汽注射器包括内管路及套设于所述内管路之外的外管路，所述外管路具有增压流道，所述蒸汽入口开设于所述内管路及外管路之中的一者，所述水入口开设于所述内管路及外管路之中的另一者，所述出水嘴设置于所述增压流道的一端并与所述内管路连通，所述增压流道的横截面积向所述出水嘴的一端逐渐变小。通过在所述内管路外套设了所述外管路，且所述外管路具有截面积大小渐变的增压流道，因此，当在所述内管路或外管路中分别通入水或高温蒸汽后，高温蒸汽将热量传递给水，提高了水的内能及压力，同时，水在所述增压流道内向截面积较小的一端流动，水压进一步被提高，并从所述出水嘴流出。

具体地，所述外管路为三通结构，所述内管路设置于所述三通结构的一端，所述增压流道设置于所述三通结构的另一端且与所述内管路正对，所述水入口设置于所述三通结构的第三端。

具体地，所述增压流道与所述出水嘴之间设有喉管，所述增压流道与喉管的一端相连通，所述喉管的另一端与所述出水嘴相连通。

具体地，所述内管路的通道的横截面积呈先变小再变大的结构。

具体地，所述蒸汽入口开设于所述外管路的一端，所述水入口开设于所述内管路的一端，所述增压流道设有泄压阀。

具体地，所述出水嘴呈横截面积逐渐变大的喇叭状。

较佳地，所述水箱为换料水箱。

附图说明

图1是压水堆核电厂的工作原理图。

图2是本实用新型采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统的组成示意图。

图3是内汽外液的蒸汽注射器剖视图。

图4是内液外汽的蒸汽注射器结构示意图。

具体实施方式

下面结合给出的说明书附图对本实用新型的较佳实施例作出描述。

请结合图2至图4所示，本实用新型采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统1用于吸收压水堆核电厂内泄压阀90排出的蒸汽并向堆坑8内注入冷却水，该系统包括蒸汽注射器10、水箱11及隔离阀12，所述蒸汽注射器10具有蒸汽入口100a、水入口100b及出水嘴100c，所述蒸汽入口100a与所述泄压阀90连通，所述水入口100b与所述水箱11连通，所述出水嘴100与所述堆坑8连通，所述水箱11设置于所述蒸汽注射器10上方，所述隔离阀12设置于所述水箱11及水入口100b之间。

具体地，所述蒸汽注射器10与泄压阀90之间设有蒸汽管线900以输送蒸汽，所述蒸汽管线900的一端与所述泄压阀90连通，另一端与所述蒸汽入口100a连通。所述蒸汽注射器10与水箱11之间设有供水管线110以输送水，所述供水管线110的一端与所述水箱11连通，另一端与所述水入口100b连通，所述隔离阀12设置于所述供水管线110并控制所述供水管线110的通断。所述蒸汽注射器10与堆坑8之间设有排水管线80以输送冷却水，所述排水管线80的一端与所述出水嘴100c连通，另一端与所述堆坑8连通。所述水箱11可以是安全壳内原先已经设置的换料水箱，也可以是另外增加的水箱。

所述蒸汽注射器10利用高温蒸汽的热量传递及截面积的缩小来实现水的压力增大，具体地，所述蒸汽注射器10包括内管路101及套设于所述内管路101之外的外管路102，所述外管路102具有增压流道103，所述蒸汽入口100a开设于所述内管路101及外管路102之中的一者，所述水入口100b开设于所述内管路101及外管路102之中的另一者，所述出水嘴100c设置于所述增压流道103的一端并与所述内管路101相连通，所述增压流道103的横截面积向所述出水嘴100c的一端逐渐变小。

通过在所述内管路101外套设了所述外管路102，且所述外管路102具有截面积大小渐变的增压流道103，因此，当在所述内管路101或外管路102中分别通入水或高温蒸汽后，高温蒸汽将热量传递给水，提高了水的内能及压力，同时，水在所述增压流道103内向截面积较小的一端流动，水压进一步被提高，并从所述出水嘴100c流出。

如图3所示，所述蒸汽注射器10可以是内汽外液的形式，当采用这种形式时，所述外管路102为三通结构，所述内管路101设置于所述三通结构的一端，所述增压流道103设置于所述三通结构的另一端且与所述内管路101正对，所述水入口100b设置于所述三通结构的第三端。所述蒸汽入口100a设于所述内管路101的一端，所述内管路101的另一端具有一开口101a且位于所述增压流道103内，所述内管路101的通道的横截面积呈先变小再变大的结构。所述增压流道103截面积较小的一端与一喉管104的一端相连通，所述喉管104的另一端与所述出水嘴100c相连通且所述出水嘴100c呈截面积逐渐变大的喇叭状。通过将所述内管路101的出口101a设置于所述增压流道103内，当从所述蒸汽入口100a输入蒸汽并从所述水入口100b输入水后，高温蒸汽能与水充分接触混合，水温升高，水压得到提高。

如图4所示，所述蒸汽注射器10也可以是内液外汽的形式，当采用这种形式时，所述水入口100b设于所述内管路101的一端，所述内管路101的另一端与所述出水嘴100c相连接且连通，所述出水嘴100c呈截面积逐渐变大的喇叭状。所述增压流道13截面积较小的一端封闭于所述内管路101的外侧壁以使所述增压流道13与所述内管路101及所述出水嘴100c相隔离。所述外管路102具有一与所述增压流道相连通排泄管道102a，所述排泄管道上设有一泄压阀102b。当所述增压流道13内过压时，所述泄压阀102b开启以释放压力。

在正常工况下，所述压力容器3及稳压器9内的压力在正常范围之内，所述隔离阀12及泄压阀90处于关闭状态。当出现事故工况致使所述稳压器9内压力超出警戒值时，所述泄压阀90自动打开并向所述蒸汽注射器10的蒸汽入口100a排放高温蒸汽，同时，所述隔离阀12打开并将所述水箱11内的水供给所述蒸汽注射器10的水入口100b，水在高温热量传递及截面积变化的共同作用下升压，并从所述出水嘴100c排出到所述堆坑8对压力容器3进行冷却。其中，所述隔离阀12可以通过传感或连动控制等设置，使其在泄压阀90泄压时自动打开，而无需人工操作。

本实用新型与现有技术相比，由于本实用新型利用所述泄压阀90与所述蒸汽注射器10连通，利用所述蒸汽注射器10吸收所述稳压器9排出的高温蒸汽，因此在事故工况下可以及时降低稳压器9及压力容器3内的压力，防止高压熔堆，同时，通过泄压阀90排出的高温蒸汽被所述蒸汽注射器10吸收而不是直接排出在安全壳内，有效降低了因泄压阀90大量喷射造成的安全壳超压的潜在风险。另外，使用所述水箱11向所述蒸汽注射器10供水，令所述蒸汽注射器10能够为放置有反应堆压力容器3的堆坑8提供冷却水，确保对所述压力容器3的有效冷却，防止压力容器3熔穿，并且，该冷却水的供应通过所述蒸汽注射器10进行，而无需使用其他机械部件及交流电源，大大提高系统的可靠性及安全性。

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

1.一种采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，用于吸收压水堆核电厂内稳压器的泄压阀排出的蒸汽并向堆坑内注入冷却水，其特征在于：包括蒸汽注射器、水箱及隔离阀；所述蒸汽注射器具有蒸汽入口、水入口及出水嘴，所述蒸汽入口与所述泄压阀连通，所述水入口与所述水箱连通，所述出水嘴与所述堆坑连通，所述水箱设置于所述蒸汽注射器上方，所述隔离阀设置于所述水箱及水入口之间。

2.如权利要求1所述的采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，其特征在于：所述蒸汽注射器包括内管路及套设于所述内管路之外的外管路，所述外管路具有增压流道，所述蒸汽入口开设于所述内管路及外管路之中的一者，所述水入口开设于所述内管路及外管路之中的另一者，所述出水嘴设置于所述增压流道的一端并与所述内管路连通，所述增压流道的横截面积向所述出水嘴的一端逐渐变小。

3.如权利要求2所述的采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，其特征在于：所述外管路为三通结构，所述内管路设置于所述三通结构的一端，所述增压流道设置于所述三通结构的另一端且与所述内管路正对，所述水入口设置于所述三通结构的第三端。

4.如权利要求2所述的采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，其特征在于：所述增压流道与所述出水嘴之间设有喉管，所述增压流道与喉管的一端相连通，所述喉管的另一端与所述出水嘴相连通。

5.如权利要求2所述的采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，其特征在于：所述内管路的通道的横截面积呈先变小再变大的结构。

6.如权利要求2所述的采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，其特征在于：所述蒸汽入口开设于所述外管路的一端，所述水入口开设于所述内管路的一端，所述增压流道设有泄压阀。

7.如权利要求1至6任一项所述的采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，其特征在于：所述出水嘴呈横截面积逐渐变大的喇叭状。

8.如权利要求1所述的采用蒸汽注射器的严重事故综合缓解系统，其特征在于：所述水箱为换料水箱。