CN209515208U - 防止波动箱满溢的装置及核电厂设备冷却水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防止波动箱满溢的装置，其包括：波动单元，包括分别与容积波动箱的入口和出口连接的瞬态波动管线和波动出口管线，以及设置在波动出口管线上的运行开启阀；溢流返回单元，包括溢流返回管线、常压管线，以及设置在常压管线上的溢流关闭阀；溢流返回管线和瞬态波动管线通过常压管线与大气连通；波动出口管线和溢流返回管线分别与设备冷却水泵的泵前运行管线连接；溢流关闭阀用于在核电厂设备冷却水系统瞬态波动并出现溢流时关闭。相应地，提供一种核电厂设备冷却水系统。本实用新型中，当所述冷却水系统瞬态波动时，溢流关闭阀关闭可使溢流流量通过瞬态波动管线排向容积波动箱，使得波动箱布置不受用户标高限制。

Description

防止波动箱满溢的装置及核电厂设备冷却水系统

技术领域

本实用新型涉及核工业技术领域，具体涉及一种防止波动箱满溢的装置，以及一种核电厂设备冷却水系统。

背景技术

核电厂设备冷却水系统是一个闭式循环水系统，其主要功能是将各种核岛热交换器的热量传递到海水或空气中。该冷却水系统冷却的用户包括泵的电机、箱罐、换热器、除气装置等。根据核电厂各个系统的运行功能，有些用户的安装位置相对较高，可达40m以上。

核电厂设备冷却水系统包括设备冷却水泵、换热器和波动箱。其中，波动箱的作用是维持设备冷却水泵的吸入压头，以及对水体的膨胀、收缩进行补偿。

波动箱在工业上常用的形式有两种，一种是开式波动箱，另一种是闭式波动箱。如果采用闭式波动箱，虽然对其布置位置没有特殊要求，但是会带来一系列复杂的控制逻辑和氮气泄漏的风险，在核电厂并没有先例，目前在运的核电站在设备冷却水系统设计上都采用开式波动箱。

开式波动箱为保证系统管网处于满水状态，一般都布置在系统管网的最高点上。然而，波动箱布置位置过高对结构、抗震计算和波动箱下方用户的水淹分析都有不利的影响。但如果不将波动箱布置在最高点上，在电厂启动期间，冷却水系统中最高点用户的水装量会使波动箱满溢，造成水装量损失，并且使波动箱丧失补偿水体的膨胀收缩的功能。

实用新型内容

为了至少部分解决现有技术中存在的技术问题而完成了本实用新型。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种防止波动箱满溢的装置，其包括：波动单元和溢流返回单元；所述波动单元包括：一端与容积波动箱的入口连接的瞬态波动管线、一端与容积波动箱的出口连接的波动出口管线，以及设置在所述波动出口管线上的运行开启阀；所述溢流返回单元包括：溢流返回管线，以及一端分别与所述溢流返回管线的一端和所述瞬态波动管线的另一端连接的常压管线，所述常压管线的另一端与大气连通，其上设置有溢流关闭阀；所述波动出口管线的另一端和所述溢流返回管线的另一端分别与设备冷却水泵的泵前运行管线连接；所述溢流关闭阀用于在核电厂设备冷却水系统瞬态波动并出现溢流时关闭，以使得溢流流量通过所述瞬态波动管线排向所述容积波动箱。

可选地，所述溢流返回管线的最高点高于所述冷却水系统最高点用户的标高。

可选地，所述运行开启阀与设备冷却水泵的运行联锁。

可选地，所述运行开启阀用于在设备冷却水泵运行时打开，以及在设备冷却水泵停运时关闭。

可选地，所述容积波动箱的位置满足设备冷却水泵的汽蚀余量。

本实用新型还提供一种核电厂设备冷却水系统，其包括：设备冷却水泵、容积波动箱，以及上述防止波动箱满溢的装置。

可选地，在所述冷却水系统调试或者维修期间，所述设备冷却水泵处于停运状态，并向所述运行开启阀发送关闭信号，以使得所述运行开启阀处于关闭状态；在所述冷却水系统正常运行期间，所述设备冷却水泵处于运行状态，并向所述运行开启阀发送开启信号，以使得所述运行开启阀处于开启状态。

可选地，在所述冷却水系统调试或者维修期间，所述溢流关闭阀处于开启状态；在所述冷却水系统正常运行期间，当所述冷却水系统瞬态波动并出现溢流时，所述溢流关闭阀处于关闭状态。

可选地，所述容积波动箱的入口设置在其顶部，所述容积波动箱的出口设置在其底部。

有益效果：

本实用新型中，由于在常压管线上设置了溢流关闭阀，当所述冷却水系统瞬态波动时，溢流关闭阀关闭可使溢流流量通过瞬态波动管线排向容积波动箱，以免造成水装量损失，及避免使波动箱丧失补偿水体的膨胀收缩的功能，还使得波动箱布置不受用户标高限制，从而使电厂布置更加灵活。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的防止波动箱满溢的装置的示意图。

图中：1－波动单元；2－溢流返回单元；3－运行开启阀；4－容积波动箱；5－溢流关闭阀；6－设备冷却水泵；7－最高点用户；N1～N8－管道节点。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型实施例提供一种防止波动箱满溢的装置。如图1所示，所述装置包括：波动单元1和溢流返回单元2。其中，波动单元1包括：一端与容积波动箱4的入口连接的瞬态波动管线(N5-N7)、一端与容积波动箱4的出口连接的波动出口管线(N3-N4)，以及设置在波动出口管线(N3-N4)上的运行开启阀3；溢流返回单元包括：溢流返回管线(N6-N7)，以及一端分别与溢流返回管线(N6-N7)的一端和瞬态波动管线(N5-N7)的另一端连接的常压管线(N7-N8)，常压管线(N7-N8)的另一端与大气连通，且常压管线(N7-N8)上设置有溢流关闭阀5。波动出口管线(N3-N4)的另一端和溢流返回管线(N6-N7)的另一端分别与设备冷却水泵6的泵前运行管线(N1-N2)连接。溢流关闭阀5用于在核电厂设备冷却水系统瞬态波动并出现溢流时关闭，以使得溢流流量通过瞬态波动管线(N5-N7)排向容积波动箱4。其中，溢流指的是，少量水体从常压管线(N7-N8)流出。至于溢流关闭阀5的打开与关闭，既可以通过操作员手动控制，也可通过程序实现自动控制。

本实施例中，波动单元1包括：瞬态波动管线(N5-N7)、波动出口管线(N3-N4)和设置在波动出口管线(N3-N4)上的运行开启阀3，其中瞬态波动管线(N5-N7)的一端与容积波动箱4的入口连接，且连接点为N5，波动出口管线(N3-N4)的一端与容积波动箱4的出口连接，且连接点为N4，波动出口管线(N3-N4)的另一端与设备冷却水泵6的泵前运行管线(N1-N2)连接，且连接点为N3；溢流返回单元2包括：溢流返回管线(N6-N7)、波动出口管线(N3-N4)和设置在常压管线(N7-N8)上的溢流关闭阀5，其中溢流返回管线(N6-N7)的一端分别与瞬态波动管线(N5-N7)的另一端和常压管线(N7-N8)的一端连接，且连接点为N7，常压管线(N7-N8)的另一端(N8)与大气连通，即瞬态波动管线(N5-N7)和溢流返回管线(N6-N7)分别通过常压管线(N7-N8)与大气连通，溢流返回管线(N6-N7)的另一端与设备冷却水泵6的泵前运行管线(N1-N2)连接，且连接点为N6。由于在常压管线(N7-N8)上设置了溢流关闭阀5，当所述冷却水系统瞬态波动时，溢流关闭阀5关闭可使溢流流量通过瞬态波动管线(N5-N7)排向容积波动箱4，以免造成水装量损失，及避免使波动箱丧失补偿水体的膨胀收缩的功能，还使得波动箱布置不受用户标高限制，从而使电厂布置更加灵活。

如图1所示，溢流返回管线(N6-N7)的最高点(N7)高于所述冷却水系统最高点用户7的标高。

本实施例中，由于溢流返回管线(N6-N7)通过常压管线(N7-N8)与大气连通，则溢流返回管线(N6-N7)的最高点(N7)高于所述冷却水系统最高点用户7的标高时，便于维持管网压力，并使最高点用户7处于满水状态。

较优地，运行开启阀3与设备冷却水泵6的运行联锁。

本实施例中，运行开启阀3用于在设备冷却水泵6运行时打开，以及在设备冷却水泵6停运时关闭。具体地，设备冷却水泵6开启时可向运行开启阀3发送开启信号，而运行开启阀3接收到所述开启信号时打开，以使得容积波动箱4通过波动出口管线(N3-N4)与设备冷却水泵6的泵前运行管线(N1-N2)连通；设备冷却水泵6停运时可向运行开启阀3发送关闭信号，而运行开启阀3接收到所述关闭信号时关闭，以阻断容积波动箱4与泵前运行管线(N1-N2)的通路。

容积波动箱4的位置只需满足设备冷却水泵6的汽蚀余量即可，该位置即可使容积波动箱4具备补偿水体膨胀、收缩功能，而不需要将容积波动箱4的位置提高到管网最高点。

可见，本实施例通过采用波动箱补偿水体膨胀、收缩功能与维持管网压力功能分离的方式，降低了满足功能要求的波动箱高度。

本实用新型实施例还提供一种核电厂设备冷却水系统，其包括：设备冷却水泵6、容积波动箱4，以及上述防止波动箱满溢的装置。其中，设备冷却水泵6的出口通过管线与最高点用户7的输入端连接，设备冷却水泵6的入口通过泵前运行管线(N1-N2)与最高点用户7的输出端连接。

本实施例中，由于在核电厂设备冷却水系统中为容积波动箱4设置了防止其满溢的装置，使得波动箱的布置不受用户标高限制，从而使电厂布置更加灵活，适用性更强。

在所述冷却水系统调试或者维修期间，容积波动箱4内充入部分水量以满足设备冷却水泵的汽蚀余量要求，且留有足够的空间用于所述冷却水系统运行期间由于温度变化而导致的水体膨胀或收缩，此时设备冷却水泵6处于停运状态，并向运行开启阀3发送关闭信号，以使得运行开启阀3处于关闭状态；在所述冷却水系统正常运行期间，设备冷却水泵6处于运行状态，并向运行开启阀3发送开启信号，以使得运行开启阀3处于开启状态，从而使容积波动箱4与泵前运行管线(N1-N2)连通。

在所述冷却水系统调试或者维修期间，溢流关闭阀5处于开启状态，即溢流关闭阀常开，由于溢流返回管线(N6-N7)的最高点(N7)高于所述冷却水系统最高点用户7的标高(前已述及)，则通过该溢流返回管线(N6-N7)就可维持最高点用户7处于满水状态，并且在所述冷却水系统出现不可凝气体时可通过该管线排出；在冷却水系统正常运行期间，当所述冷却水系统瞬态波动并出现溢流时，溢流关闭阀5处于关闭状态，以使得溢流流量通过瞬态波动管线(N5-N7)排向容积波动箱4，而其余时段，溢流关闭阀5均处于开启状态。

较优地，容积波动箱4的入口设置在其顶部，容积波动箱4的出口设置在其底部。

综上所述，与现有技术相比，在核电厂设备冷却水系统中采用上述防止波动箱满溢的装置后，使波动箱的布置不受用户标高限制，使电厂布置更加灵活，适用性更强，从而降低所述冷却水系统布置设计难度和安装运行成本。同时，优化了所述冷却水系统及其布置设计，避免了波动箱布置过低带来的波动箱满溢和丧失补偿水体的膨胀收缩功能的风险，提高了电厂的安全性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种防止波动箱满溢的装置，其特征在于，包括：波动单元和溢流返回单元；所述波动单元包括：一端与容积波动箱的入口连接的瞬态波动管线、一端与容积波动箱的出口连接的波动出口管线，以及设置在所述波动出口管线上的运行开启阀；所述溢流返回单元包括：溢流返回管线，以及一端分别与所述溢流返回管线的一端和所述瞬态波动管线的另一端连接的常压管线，所述常压管线的另一端与大气连通，其上设置有溢流关闭阀；所述波动出口管线的另一端和所述溢流返回管线的另一端分别与设备冷却水泵的泵前运行管线连接；所述溢流关闭阀用于在核电厂设备冷却水系统瞬态波动并出现溢流时关闭，以使得溢流流量通过所述瞬态波动管线排向所述容积波动箱。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述溢流返回管线的最高点高于所述冷却水系统最高点用户的标高。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运行开启阀与设备冷却水泵的运行联锁。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述运行开启阀用于在设备冷却水泵运行时打开，以及在设备冷却水泵停运时关闭。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述容积波动箱的位置满足设备冷却水泵的汽蚀余量。

6.一种核电厂设备冷却水系统，其特征在于，包括：设备冷却水泵、容积波动箱，以及权利要求1-5中任一项所述的防止波动箱满溢的装置。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述冷却水系统调试或者维修期间，所述设备冷却水泵处于停运状态，并向所述运行开启阀发送关闭信号，以使得所述运行开启阀处于关闭状态；在所述冷却水系统正常运行期间，所述设备冷却水泵处于运行状态，并向所述运行开启阀发送开启信号，以使得所述运行开启阀处于开启状态。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，在所述冷却水系统调试或者维修期间，所述溢流关闭阀处于开启状态；在所述冷却水系统正常运行期间，当所述冷却水系统瞬态波动并出现溢流时，所述溢流关闭阀处于关闭状态。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述容积波动箱的入口设置在其顶部，所述容积波动箱的出口设置在其底部。