CN203895129U - 一种具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，包括两台硼酸贮存箱，并联设置的两条硼酸输送管线，并联设置的两条应急浓硼注入管线，并联设置的两条硼酸再循环管线和一条反应堆硼补给管线。硼酸输入管线的入水端连接至硼酸贮存箱，出水端分别连接至应急浓硼注入管线、硼酸再循环管线和反应堆硼补给管线。本实用新型所述系统的主要优点在于：系统不仅能够完成电站正常运行和事故期间的硼酸补给功能，还能够在未停堆预期瞬态(ATWS)事故期间向反应堆快速注入足够的浓硼酸溶液，进而有效控制堆芯反应性，使反应堆达到并维持在次临界状态。
Description
技术领域
本实用新型属于核电领域，具体涉及一种具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统。
背景技术
未停堆预期瞬态(ATWS)事故是核电站安全分析过程中所使用的重要假想事故之一。在国内二代改进型核电站的设计中，没有设置专门应对未停堆预期瞬态事故的系统，这不利于该事故后果的控制与缓解。在国内外三代压水堆核电站的设计中，充分考虑了未停堆预期瞬态事故对核电站的安全影响，增设了各种形式的浓硼注入系统，以提高电站应对ATWS事故的能力。
硼酸溶液作为核电站除控制棒之外的最为有效的反应性控制手段已经获得核电从业人员的普遍认可。因此，国内外核电设计人员也在不断研究使用硼酸溶液控制堆芯反应性的可行方案。
以发明专利“反应堆用虹吸管式重力注硼系统”(CN92111138.X)为例，其主要涉及一种虹吸管式重力注硼系统。系统将贮硼罐放置在高于反应堆的地方，依靠液位差使硼溶液自动注入反应堆，而不使用能动设备进行注入。
再以发明专利“ENRICHED BORON—10BORIC ACID CONTROL SYSTEM FOR ANUCLEAR REACTOR PLANT”(US5291530)为例，其主要涉及一种电站正常运行期间使用的硼酸控制系统，系统所使用的硼酸溶液为富集度大于19.8∶80.2的富集硼-10硼酸溶液。
再以发明专利“BORON CONTROL SYSTEM FOR A NUCLEAR POWER PLANT”(US4225390)为例，其主要涉及一种在电站正常运行期间，利用除盐床和离子交换器对反应堆冷却剂的硼浓度进行调节和控制的系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，不仅能够完成核电站正常运行期间的硼补给功能，而且能够在未停堆预期瞬态事故期间向反应堆快速注入足够的浓硼酸溶液，进而有效控制堆芯反应性，使反应堆达到并维持在次临界状态。
本实用新型的技术方案如下：一种具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，包括两台硼酸贮存箱，两条并联设置的硼酸输送管线、两条并联设置的应急浓硼注入管线、两条并联设置的硼酸再循环管线和一条反应堆硼补给管线；所述两条硼酸输送管线的入口分别连接至两台硼酸贮存箱，出口分别连接至应急浓硼注入管线、硼酸再循环管线和反应堆硼补给管线的入口；所述两条应急浓硼注入管线的出口分别连接至反应堆冷却剂系统的冷段；所述两条硼酸再循环管线的出口分别连接至两台硼酸贮存箱；所述反应堆硼补给管线的出口与反应堆除盐水补给系统相连后连接至化学和容积控制系统。
进一步，如上所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其中，所述硼酸输送管线上依次设有泵前截止阀、泵前压力表、泵前压力表隔离阀、硼酸注入泵、泵后压力表、泵后压力表隔离阀、流量计、流量计上游隔离阀和流量计下游隔离阀。
进一步，如上所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其中，所述应急浓硼注入管线上依次设有一台电动截止阀和两台串联设置的止回阀。
进一步，如上所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其中，所述硼酸再循环管线上依次设有手动截止阀、调节阀和电动截止阀。
进一步，如上所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其中，所述反应堆硼补给管线上依次设有调节阀和电动截止阀。
进一步，如上所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其中，所述两台硼酸贮存箱内硼酸溶液的上方充有氮气；硼酸贮存箱容积介于50m3至200m3，其内充有浓度介于6000ppm至10000ppm的硼酸溶液。
进一步，如上所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其中，所述两台硼酸贮存箱通过各自出口的手动隔离阀分别连接至两条硼酸输送管线，两台硼酸贮存箱的出口通过一台手动隔离阀连接在一起。
进一步，如上所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其中，两条应急浓硼注入管线入口与两条硼酸再循环管线入口间分别设有一台降压孔板；两条硼酸再循环管线入口与反应堆硼补给管线入口间分别设有一台手动隔离阀。
进一步，如上所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其中，所有浓硼酸溶液流经的管道都设置保温结构和伴热装置。
本实用新型的有益效果如下：本实用新型使用硼酸注入泵将硼酸贮存箱中的硼酸溶液注入到反应堆中，且设有在电站正常运行期间使用的反应堆硼补给管线和事故期间使用的应急浓硼注入管线，不仅可以在电站正常运行期间向反应堆冷却剂系统提供硼酸溶液，也可以在ATWS事故期间，以较高的可靠性向反应堆冷却剂系统快速的注入足够的硼酸溶液，进而有效控制堆芯反应性，使反应堆达到并维持在次临界状态。
附图说明
图1为硼酸输送管线流程示意图；
图2为应急浓硼注入、硼酸再循环及反应堆硼补给管线流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1、图2所示，一种具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，包括两台硼酸贮存箱001BA和002BA，两条硼酸输送管线(节点N01至N03间和节点N02至N04间)、两条应急浓硼注入管线(节点N05至N07间和节点N06至N08间)、两条硼酸再循环管线(节点N09至N11间和节点N10至N12间)和一条反应堆硼补给管线(节点N13至N14间)。
两台硼酸贮存箱001BA和002BA采用氮气覆盖密封，即在箱体内硼酸溶液的上方充入一定压力的氮气，并将氮气压力维持在一定的范围内，这样就可以保证箱体内的硼酸溶液中不会溶解氧气等气体。硼酸贮存箱的容积介于50m3至200m3，其内充有浓度介于6000ppm至10000ppm的硼酸溶液。
两条硼酸贮存箱通过各自出口的手动隔离阀(001BA为101VB，002BA为102VB)分别连接至两条硼酸输送管线，两台硼酸贮存箱的出口(节点N01至N02间)通过一台手动隔离阀105VB连接在一起。
第一条硼酸输送管线(节点N01至N03间)包括硼酸注入泵001PO、泵前截止阀103VB、泵前压力表001LP、泵前压力表隔离阀801VB、泵后压力表003LP、泵后压力表隔离阀803VB、流量计001MD、流量计上游隔离阀805VB、流量计下游隔离阀807VB。
第二条硼酸输送管线(节点N02至N04间)包括硼酸注入泵002PO、泵前截止阀104VB、泵前压力表002LP、泵前压力表隔离阀802VB、泵后压力表004LP、泵后压力表隔离阀804VB、流量计002MD、流量计上游隔离阀806VB、流量计下游隔离阀808VB。
两条硼酸输送管线的出口分别连接至应急浓硼注入管线、硼酸再循环管线和反应堆硼补给管线。
第一条应急浓硼注入管线(节点N05至N07间)包括一台电动隔离阀201VB、两台止回阀203VB和205VB。
第二条应急浓硼注入管线(节点N06至N08间)包括一台电动隔离阀202VB、两台止回阀204VB和206VB。
第一条硼酸再循环管线(节点N09至N11间)包括一台手动隔离阀209VB、一台调节阀211VB、一台电动隔离阀213VB。
第二条硼酸再循环管线(节点N10至N12间)包括一台手动隔离阀210VB、一台调节阀212VB、一台电动隔离阀214VB。
反应堆硼补给管线(节点N13至N14间)包括一台调节阀215VB、一台电动隔离阀216VB。
第一条应急浓硼注入管线入口与第一条硼酸再循环管线入口间(节点N05至N09间)有一台降压孔板R01，第二条应急浓硼注入管线入口与第二条硼酸再循环管线入口间(节点N06至N10间)有一台降压孔板R02。第一条硼酸再循环管线入口与反应堆硼补给管线入口间(节点N09至N13间)有一台手动隔离阀207VB，第二条硼酸再循环管线入口与反应堆硼补给管线入口间(节点N10至N13间)有一台手动隔离阀208VB。
硼酸注入泵001PO和002PO流量介于10m3／h至50m3／h间，扬程介于15MPa至26MPa间。
如图1所示，所有浓硼酸流经的管道都设有保温结构和伴热装置，且硼酸贮存箱出口隔离阀和硼酸注入泵入口隔离阀处于常开位置，流量计001MD和002MD分别用于测量两条硼酸输送管线的流量，在电站正常运行期间，只需要一台硼酸注入泵运行就可以保证反应堆的硼补给要求。在ATWS事故工况下，两台硼酸注入泵自动启动，将浓硼酸溶液注入到反应堆冷却剂系统。
如图2所示，两条应急浓硼注入管线的入口分别连接至两条硼酸输送管线的出口，在电站正常运行期间，应急浓硼注入管线上的隔离阀201VB和202VB处于关闭位置，在接收到ATWS事故信号后自动打开。
如图2所示，在节点N05和N09间及节点N06和N10间分别设有一台降压孔板，将来自硼酸输送管线的硼酸溶液充分降压后再进行硼酸再循环或反应堆硼补给。
如图2所示，两条硼酸再循环管线分别用于对两台硼酸贮存箱中的硼酸溶液进行再循环，以保证硼酸溶液的均匀性并使得硼酸溶液的温度高于对应硼酸浓度下的结晶温度；硼酸再循环管线也可以用于硼酸注入泵的定期启动试验。
如图2所示，利用两条硼酸再循环管线上的调节阀211VB和212VB可以对再循环流量进行调节；再循环管线上的隔离阀213VB和214VB在正常情况下处于关闭状态，在需要打开时由操作员在主控室手动开启。
如图2所示，反应堆硼补给管线上设有调节阀，可以对硼补给流量进行调节。硼补给系统与除盐水补给系统相连，可以对向反应堆冷却剂系统提供的硼浓度进行调节。反应堆硼补给系统的出口管线连接至化学和容积控制系统上充泵的吸入口，通过上充泵将反应堆所需浓度的硼酸溶液注入堆芯。
如图2所示，反应堆硼补给管线上的隔离阀216VB在电站正常运行期间处于打开状态，以便向反应堆提供硼酸溶液。在接收到ATWS信号后，该阀门自动关闭，以保证应急浓硼注入管线上的流量。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其特征在于：包括两台硼酸贮存箱，两条并联设置的硼酸输送管线、两条并联设置的应急浓硼注入管线、两条并联设置的硼酸再循环管线和一条反应堆硼补给管线；所述两条硼酸输送管线的入口分别连接至两台硼酸贮存箱，出口分别连接至应急浓硼注入管线、硼酸再循环管线和反应堆硼补给管线的入口；所述两条应急浓硼注入管线的出口分别连接至反应堆冷却剂系统的冷段；所述两条硼酸再循环管线的出口分别连接至两台硼酸贮存箱；所述反应堆硼补给管线的出口与反应堆除盐水补给系统相连后连接至化学和容积控制系统。
2.如权利要求1所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其特征在于：所述硼酸输送管线上依次设有泵前截止阀、泵前压力表、泵前压力表隔离阀、硼酸注入泵、泵后压力表、泵后压力表隔离阀、流量计、流量计上游隔离阀和流量计下游隔离阀。
3.如权利要求1所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其特征在于：所述应急浓硼注入管线上依次设有一台电动截止阀和两台串联设置的止回阀。
4.如权利要求1所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其特征在于：所述硼酸再循环管线上依次设有手动截止阀、调节阀和电动截止阀。
5.如权利要求1所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其特征在于：所述反应堆硼补给管线上依次设有调节阀和电动截止阀。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其特征在于：所述两台硼酸贮存箱内硼酸溶液的上方充有氮气；硼酸贮存箱的容积介于50m3至200m3，其内充有浓度介于6000ppm至10000ppm的硼酸溶液。
7.如权利要求1-5中任意一项所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其特征在于：所述两台硼酸贮存箱通过各自出口的手动隔离阀分别连接至两条硼酸输送管线，两台硼酸贮存箱的出口通过一台手动隔离阀连接在一起。
8.如权利要求1-5中任意一项所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其特征在于：两条应急浓硼注入管线入口与两条硼酸再循环管线入口间分别设有一台降压孔板；两条硼酸再循环管线入口与反应堆硼补给管线入口间分别设有一台手动隔离阀。
9.如权利要求1-5中任意一项所述的具有应急浓硼注入功能的反应堆硼补给系统，其特征在于：所有浓硼酸溶液流经的管道都设置保温结构和伴热装置。
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Granted publication date: 20141022 |