CN208027759U - 反应堆及分罐式稳压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种反应堆及分罐式稳压器，分罐式稳压器包括：至少两个并排设置的稳压罐，每一所述稳压罐内包括位于上部的蒸汽空间和位于下部的饱和水空间；蒸汽管道，分别与各所述稳压罐的蒸汽空间连通，以平衡各所述稳压罐的蒸汽空间的压力；以及水流管道，分别与各所述饱和水空间连通，以将各所述稳压罐的饱和水空间连通成一大饱和水空间。在海洋摇晃环境下，稳压罐液面晃荡程度要小很多；可灵活紧凑布置，占据反应舱有效空间很小，导致反应舱尺寸能做的更小；运行中若某个稳压罐出现故障，剩余稳压罐可继续运行一段时间，反应堆的故障生存能力更强；分罐式稳压器内部无波动室，结构更简单，设备制造更容易。

Description

反应堆及分罐式稳压器

技术领域

本实用新型涉及核电领域，更具体地说，涉及一种反应堆及分罐式稳压器。

背景技术

蒸汽稳压器在压水堆核动力装置中使用较为普遍，通常为立式、带上下半球形封头的圆筒形压力容器，由壳体、电加热器、喷淋管、波动管及相关阀门等部分构成。稳压器内部分为上部蒸汽空间和下部水空间，工质分别为饱和蒸汽和饱和水，处于两相平衡状态。其中，稳压器蒸汽空间的压力用于表征反应堆冷却剂系统的运行压力。

稳压器作为控制反应堆冷却剂系统压力变化的重要设备。在反应堆启堆、停堆、稳态运行、正常功率变化及各种事故工况下，具有压力调节与压力保护功能。其中在反应堆启堆、停堆、稳态运行与正常功率变化工况下起压力调节作用，具体工作原理是：当稳压器内蒸汽空间压力低于规定值时，按照控制系统的设计，电加热元件通电运行，加热水空间并使部分水蒸发进入上部蒸汽空间，使得压力值恢复到规定值；当稳压器内压力升高超过规定值时，由喷淋头喷入冷水，将稳压器内的部分蒸汽冷凝，使其压力降至规定值。

当出现事故工况时，稳压器还具有超压保护功能，具体工作原理是：在反应堆冷却剂系统压力过高的事故工况下，启动安全排放功能进行超压保护；在反应堆冷却剂系统压力过低的事故工况下，启动专设安全系统进行安全注射，使得压力升高到允许值。

现有核反应堆蒸汽稳压器均采用一个大的罐子，无分罐式布置形式，且需要高位布置，所需占据反应堆舱空间较大，不适用于布置在空间紧凑有限的船用反应堆舱。

稳压器内部分为上部气空间和下部饱和水空间，在海洋晃荡环境下，大直径筒体内液面晃荡很严重，会导致液位监测出现很大偏差，甚至会经常误触发跳堆信号，不利于反应堆正常运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种反应堆及分罐式稳压器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种分罐式稳压器，包括：

至少两个并排设置的稳压罐，每一所述稳压罐内包括位于上部的蒸汽空间和位于下部的饱和水空间；

蒸汽管道，分别与各所述稳压罐的蒸汽空间连通，以平衡各所述稳压罐的蒸汽空间的压力；以及

水流管道，分别与各所述饱和水空间连通，以将各所述稳压罐的饱和水空间连通成一大饱和水空间。

优选地，所述稳压罐呈沿竖直方向设置的细长结构，所述稳压罐包括筒体和分别焊接在所述筒体上下两端的上封头、下封头。

优选地，所述水流管道包括分别由各所述稳压罐的上端向下插入到所述稳压罐内的插接管、分别连接在各所述插接管外端的波动管、以及与所有所述波动管连通至反应堆冷却剂系统的连通管。

优选地，所述筒体的下端侧壁面上安装有电加热装置。

优选地，所述插接管的下端管口不低于所述电加热装置的最低位置。

优选地，所述分罐式稳压器还包括排放管，所述排放管分别与各所述稳压罐的蒸汽空间连通，且所述排放管与每一稳压罐之间设置有用于在超压时进行泄压的控制阀。

优选地，所述控制阀为泄压阀或安全阀；或，

部分稳压罐上的控制阀为泄压阀，部分稳压罐上的控制阀为安全阀。

优选地，所述稳压罐的侧壁上设有若干液位计接口、若干温度测量接口；

所述液位计接口分别对称设置在所述饱和水空间的上端，和/或对称设置在所述饱和水空间的下端；

所述温度测量接口分别位于所述饱和水空间的上端和下端。

优选地，所述稳压罐的上端还设有喷淋接口、人孔，所述稳压罐的下部侧壁上设有取样接口。

一种反应堆，包括所述的分罐式稳压器。

实施本实用新型的反应堆及分罐式稳压器，具有以下有益效果：在海洋摇晃环境下，分罐式稳压器的各稳压罐的液面晃荡程度要小很多。分罐式稳压器可灵活紧凑布置，占据反应舱有效空间很小，导致反应舱尺寸能做的更小。

运行中若某个稳压罐出现故障，利用剩余稳压罐的稳压能力可继续运行一段时间，反应堆的故障生存能力更强；分罐式稳压器内部无波动室，结构更简单，设备制造更容易。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例中的反应舱及内部分布结构示意图；

图2是图1中的分罐式稳压器的连接结构示意图；

图3是图2中的稳压罐的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、图2所示，本实用新型一个优选实施例中的反应堆包括反应舱1、设置在反应舱1内的压力容器2、蒸汽发生器3、冷却剂主泵4以及分罐式稳压器5等，蒸汽发生器3、冷却剂主泵4分布在压力容器2的周圈，并与压力容器2连接，分罐式稳压器5与压力容器2连接。本实施例中，反应堆通常安装在船体上，漂浮在海面上工作。

分罐式稳压器5包括五个稳压罐51、以及连接在各稳压罐51之间的蒸汽管道52、水流管道53。稳压罐51呈沿竖直方向设置的细长结构，五个稳压罐51并排设置，每一稳压罐51内包括位于上部的蒸汽空间A和位于下部的饱和水空间B，饱和水空间B内的冷却剂蒸发后变成蒸汽在蒸汽空间A。在其他实施例中，稳压罐51的数量也可为两个或多于两个的其他数量，保证是采用分罐式形成的稳压器即可。

蒸汽管道52分别与各稳压罐51的蒸汽空间A连通，形成一个相通的大蒸汽空间A，以平衡各稳压罐51的蒸汽空间A的压力。水流管道53分别与各饱和水空间B连通，以将各稳压罐51的饱和水空间B连通成一个相通的大饱和水空间B，以平衡各稳压罐51的饱和水空间B的水位。从稳压罐51上部出来的水流管道53在上方汇集，最终与反应堆冷却剂系统相连。

优选地，稳压罐51包括筒体511和分别焊接在筒体511上下两端的上封头512、下封头513，筒体511的长径比大于5，稳压罐51整体属于细长型结构，上封头512、下封头513通常均呈半球形结构。在筒体511中部对称焊接四个固定支耳514，固定稳压罐51在反应堆整体支承上。

相对常规的一个大的稳压器，分罐式稳压器5的各稳压罐51属于细长型筒体511，细长型筒体511在海洋摇晃环境下，其液面晃荡程度要小很多。分罐式稳压器5可灵活紧凑布置，占据反应舱1有效空间很小，导致反应舱1尺寸能做的更小。运行中若某个稳压罐51出现故障，利用剩余稳压罐51的稳压能力可继续运行一段时间，反应堆的故障生存能力更强；分罐式稳压器5内部无波动室，结构更简单，设备制造更容易。

图1给出了该分罐式稳压器5在船用反应堆舱中的空间位置，可以发现，分罐式稳压器5可灵活布置在狭小的反应舱1内，相对于常规蒸汽稳压器，可以有效减小反应舱1整体尺寸。

水流管道53包括分别由各稳压罐51的上封头512向下插入到稳压罐51内的插接管531、以及分别连接在各插接管531外端的波动管532，连通管与各波动管532汇集连接连通后，连通至反应堆冷却剂系统。

此外，由于分罐式稳压器5波动管532接管在筒体511上封头512，避免了波动管532接管处发生LOCA事故(即：大破口失水事故)的可能性，可使得稳压器低位布置，其高度基本与压力容器2齐平，可使得稳压器仅采用支耳514就可以牢固安装在反应堆整体支承上，不需要结构复杂的裙式支座与筒体511上部环式支承，大大减轻了重量，同时不占据反应舱1上部空间，降低了反应舱1高度。

船体在海洋环境中时刻需经受晃荡载荷作用，分罐式稳压器5与常规稳压器在船体同样晃荡角30°情况下，由于直径较小，分罐式稳压器5的液面倾斜高度差远小于常规稳压器的液面倾斜高度差。常规稳压器由于在晃荡后液面高度差大更容易会导致触发高液位报警信号，导致停堆事故。此外，由于分罐式稳压器5晃荡液体体积远小于常规稳压器中晃荡液体体积，其晃荡冲击破坏力会小很多。

分罐式稳压器5还包括排放管54，排放管54分别与各稳压罐51的蒸汽空间A连通，且排放管54与每一稳压罐51之间设置有用于在超压时进行泄压的控制阀541，在对应的稳压罐51内的压力超压时，控制阀541打开进行泄压。

在一些实施例中，部分稳压罐51上的控制阀541为泄压阀，部分稳压罐51上的控制阀541为安全阀。泄压阀需要通电工作，为能动式控制方式，起到稳压作用，能将泄压阀打开的压力相对安全阀打开的压力更低点。安全阀有压力弹簧，为非能动式控制方式，不需要电，在碰到更严重的事故时泄压打开。控制阀541采用泄压阀和安全阀两种，在停电时非能动也可用，超压保护能力更强。

在其他实施例中，控制阀541也可以均为泄压阀或安全阀，能保证事故情况下安全的泄压即可。

进一步地，稳压罐51的筒体511的下端侧壁面上安装有电加热装置55，加热饱和水空间B内的水，产生蒸汽增加稳压罐51内的压力。电加热装置55安装在侧壁面上，设备维修与在役检查方便，可达程度高，避免在下封头513上开孔，避免了发生LOCA事故的风险。同时，稳压罐51为低位放置，若从底部开孔维护也会不方便。

插接管531的下端管口不低于电加热装置55的最低位置，可以在饱和水空间B的水位到达插接管531的下端最低位置时，能及时报警提醒，避免干烧等事故。在其他实施例中，加热组件的数量也可为一组或多于一组的其他数量。

稳压罐51的侧壁上设有四个液位计接口515、两个温度测量接口516。两个液位计接口515分别对称设置在饱和水空间B的上端，两个液位计接口515分别对称设置在饱和水空间B的下端，在稳压罐51倾斜时，不管饱和水空间B内的液位在高位还是低位，都能通过液位计接口515同时测量稳压罐51内两相对的侧壁上的液位高度。

液位计接口515的数量也可为其他多个数量，能在饱和水空间B的上端和/或下端对称设置。

另外，两个温度测量接口516分别位于饱和水空间B的上端和下端，能通过温度测量接口516分别测量饱和水空间B内水的温度。温度测量接口516的数量也可为其他多个数量，分别位于饱和水空间B的上端和下端。

进一步地，稳压罐51的上端还设有喷淋接口517、人孔518，在稳压罐51内压力超压时，由喷淋接口517向稳压罐51内喷冷却剂降压，工作人员能通过人孔518进入到稳压罐51内进行维护。

稳压罐51的下部侧壁上设有取样接口519，用于检测一回路水质情况。

本实用新型的优点如下：

1.运行中若某个稳压罐51出现故障，利用剩余稳压罐51的稳压能力可继续运行一段时间，反应堆的故障生存能力更强；

2.分罐式稳压器5设置有能动泄压阀与非能动安全阀，其超压保护能力更强；

3.分罐式稳压器5内部无波动室，结构更简单，设备制造更容易。

4.分罐式稳压器5加热件551从筒体511侧面插入，设备维修与在役检查方便，可达程度高；

5.稳压罐51下封头513无开孔，下封头513部分不会发生LOCA事故；

6.波动管532接管位于稳压罐51上封头512，避免了波动管532接管处发生LOCA事故的可能性；

7.波动管532接管位于稳压罐51上封头512，导致分罐式稳压器5可低位布置；

8.低位布置带来两个好处，其一是无需结构复杂的裙式支座与上部环式支承，在减轻整体重量的同时，不占据反应舱1上部空间，可适当降低反应舱1高度；其二是可大大减缓了液面晃荡程度；

9.相对常规的一个大稳压器，分罐式稳压器5的稳压罐51属于细长型筒体511，细长型筒体511在海洋摇晃环境下，其液面晃荡程度要小很多；

10.分罐式稳压器5可灵活紧凑布置，占据反应舱1有效空间很小，导致反应舱1尺寸更小。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种分罐式稳压器，其特征在于，包括：

至少两个并排设置的稳压罐（51），每一所述稳压罐（51）内包括位于上部的蒸汽空间（A）和位于下部的饱和水空间（B）；

蒸汽管道（52），分别与各所述稳压罐（51）的蒸汽空间（A）连通，以平衡各所述稳压罐（51）的蒸汽空间（A）的压力；以及

水流管道（53），分别与各所述饱和水空间（B）连通，以将各所述稳压罐（51）的饱和水空间（B）连通成一大饱和水空间。

2.根据权利要求1所述的分罐式稳压器，其特征在于，所述稳压罐（51）呈沿竖直方向设置的细长结构，所述稳压罐（51）包括筒体（511）和分别焊接在所述筒体（511）上下两端的上封头（512）、下封头（513）。

3.根据权利要求2所述的分罐式稳压器，其特征在于，所述水流管道（53）包括分别由各所述稳压罐（51）的上封头（512）向下插入到所述稳压罐（51）内的插接管（531）、分别连接在各所述插接管（531）外端的波动管（532）、以及与所有所述波动管（532）连通至反应堆冷却剂系统的连通管。

4.根据权利要求3所述的分罐式稳压器，其特征在于，所述筒体（511）的下端侧壁面上安装有电加热装置（55）。

5.根据权利要求4所述的分罐式稳压器，其特征在于，所述插接管（531）的下端管口不低于所述电加热装置（55）的最低位置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的分罐式稳压器，其特征在于，所述分罐式稳压器（5）还包括排放管（54），所述排放管（54）分别与各所述稳压罐（51）的蒸汽空间（A）连通，且所述排放管（54）与每一稳压罐（51）之间设置有用于在超压时进行泄压的控制阀（541）。

7.根据权利要求6所述的分罐式稳压器，其特征在于，所述控制阀（541）为泄压阀或安全阀；或，

部分稳压罐（51）上的控制阀（541）为泄压阀，部分稳压罐（51）上的控制阀（541）为安全阀。

8.根据权利要求1至5任一项所述的分罐式稳压器，其特征在于，所述稳压罐（51）的侧壁上设有若干液位计接口（515）、若干温度测量接口（516）；

所述液位计接口（515）分别对称设置在所述饱和水空间（B）的上端，和/或对称设置在所述饱和水空间（B）的下端；

所述温度测量接口（516）分别位于所述饱和水空间（B）的上端和下端。

9.根据权利要求1至5任一项所述的分罐式稳压器，其特征在于，所述稳压罐（51）的上端还设有喷淋接口（517）、人孔（518），所述稳压罐（51）的下部侧壁上设有取样接口（519）。

10.一种反应堆，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的分罐式稳压器（5）。