CN209625811U - 一种安全注入系统及核电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种安全注入系统及核电站，安全注入系统应用于核电站，核电站包括反应堆压力容器、N个蒸汽发生器及N个热管段，每个蒸汽发生器通过一个热管段与反应堆压力容器连接，安全注入系统包括N个安全注入单元、N个直接注入管线及N个热段注入管线，N为正整数，且N大于1，每个安全注入单元通过一个直接注入管线及一个热段注入管线与反应堆压力容器连接，安全注入单元包括：安注箱，安注箱通过直接注入管线与反应堆压力容器连接；安注泵，安注泵包括第一出口管及第二出口管，第一出口管通过直接注入管线与反应堆压力容器连接，第二出口管通过热段注入管线与热管段连接。本实用新型实施例提供的安全注入系统的可靠性较高。

Description

一种安全注入系统及核电站

技术领域

本实用新型涉及核电厂安全设施设计领域，尤其涉及一种安全注入系统及核电站。

背景技术

安全注入系统是维护核电厂安全的重要系统。在一回路发生破口事故时，安全注入系统启动，向反应堆堆芯注入冷却剂，以确保反应堆堆芯得到较好的冷却，避免因破口事故导致更严重的核安全事故。

现有的安全注入系统，一般包括并联设置的中压安注泵及低压安注泵，中压安注泵及低压安注泵并联后的出口管分别通过热管段及冷管段连通至反应堆压力容器，所述并联后的出口管若损坏，会导致安全注入系统失效，因此，现有技术中的安全注入系统的可靠性较低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种安全注入系统及核电站，以解决现有技术中的安全注入系统的可靠性较低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种安全注入系统，应用于核电站，所述核电站包括反应堆压力容器、N个蒸汽发生器及N个热管段，每个蒸汽发生器通过一个热管段与所述反应堆压力容器连接，所述安全注入系统包括N个安全注入单元、N个直接注入管线及N个热段注入管线，N为正整数，且N大于1，每个安全注入单元通过一个直接注入管线及一个热段注入管线与所述反应堆压力容器连接，所述安全注入单元包括：

安注箱，所述安注箱通过直接注入管线与所述反应堆压力容器连接；

安注泵，所述安注泵包括第一出口管及第二出口管，所述第一出口管通过所述直接注入管线与所述反应堆压力容器连接，所述第二出口管通过热段注入管线与所述热管段连接。

可选的，所述安注泵还包括第三出口管，所述安全注入单元还包括返回管线，所述返回管线的一端与所述第三出口管连接，所述返回管线的另一端与水箱连接。

可选的，所述核电站还包括N个供电系统，每个安全注入单元与一个供电系统连接，所述供电系统用于为所述安注泵提供供电电源，所述N个供电系统相互独立。

可选的，所述安全注入系统还包括水箱，所述安注泵还包括第一入口管，所述N个安全注入单元的安注泵的第一入口管均与所述水箱连接。

可选的，所述安注泵还包括第四出口管，所述安全注入单元还包括pH值调节装置，所述pH值调节装置的入口端与所述第四出口管连接，所述pH值调节装置的出口端与水箱连接。

可选的，所述pH值调节装置的入口端及出口端均设置有隔离阀。

可选的，当所述反应堆压力容器内的水的压力低于第一预设压力时，所述安注泵用于将第一冷却剂注入到所述反应堆压力容器中；和/或，当所述反应堆压力容器内的水的压力低于所述安注箱内的压力时，所述安注箱用于将第二冷却剂注入到所述反应堆压力容器中。

可选的，所述直接注入管线、热段注入管线及返回管线上均设置有隔离阀和止回阀。

可选的，所述N的值为2。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种核电站，所述核电站包括反应堆压力容器、N个蒸汽发生器及N个热管段，每个蒸汽发生器通过一个热管段与所述反应堆压力容器连接，所述核电站还包括第一方面所述的安全注入系统。

本实用新型实施例中，通过直接注入管线和热段注入管线向反应堆压力容器注入冷却剂，在冷管段破口事故中，提高了进入反应堆压力容器的冷却剂的流量份额；并且通过多个安全注入单元实现冷却剂的注入，避免了单个安全注入单元发生安注箱或安注泵不可用时导致安全注入系统不可用的情况，本实用新型实施例提供的安全注入系统的可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种安全注入系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种安全注入系统的结构示意图，所述安全注入系统应用于核电站，所述核电站包括反应堆压力容器1、N个蒸汽发生器2及N个热管段8，每个蒸汽发生器2通过一个热管段8与所述反应堆压力容器1连接，如图1所示，所述安全注入系统包括N个安全注入单元、N个直接注入管线7及N个热段注入管线9，N为正整数，且N大于1，每个安全注入单元通过一个直接注入管线7及一个热段注入管线9与所述反应堆压力容器1连接，所述安全注入单元包括：

安注箱4，所述安注箱4通过直接注入管线7与所述反应堆压力容器1连接；

安注泵3，所述安注泵3包括第一出口管及第二出口管，所述第一出口管通过所述直接注入管线7与所述反应堆压力容器1连接，所述第二出口管通过热段注入管线9与所述热管段8连接。

所述蒸汽发生器2用于通过所述反应堆压力容器1产生的热量来产生蒸汽，进而通过产生的蒸汽推动汽轮发电机发电。反应堆压力容器1内的反应堆堆芯产生的热量加热反应堆压力容器1内的水，反应堆压力容器1内的高温水进入蒸汽发生器2，在蒸汽发生器2中加热二次侧的给水，并产生蒸汽，从而驱动汽轮发电机发电，同时反应堆压力容器1内的高温水被冷却后通过冷管段返回反应堆压力容器1。所述热管段8用于连通所述蒸汽发生器2与所述反应堆压力容器1。所述反应堆压力容器1还通过冷管段与主泵连通，所述主泵用于驱动冷却剂在所述反应堆压力容器1的冷却剂系统内循环流动。优选的，所述直接注入管线7可以设置于所述冷管段附近。

其中，每个安全注入单元通过一个直接注入管线7与所述反应堆压力容器1连接，所述N个安全注入单元与所述反应堆压力容器1连接的直接注入管线7均不同，并且每个安全注入单元还通过一个热管段8与所述反应堆压力容器1连接，所述N个安全注入单元与所述反应堆压力容器1连接的热管段8均不同。

其中，安注箱4和安注泵3均用于为反应堆压力容器1提供冷却剂，优选的，所述冷却剂为水，优先的，为含硼水。安注箱4的出口管与直接注入管线7连接，安注箱4的出口管上可以设置有隔离阀11和止回阀12，该隔离阀11处于开启状态。所述安注箱4的顶部充有预设压力值的氮气，氮气悬浮在冷却剂的上方，所述预设压力值可以为2MPa，或者可以为4MPa，或者可以为6MPa等等。当核电厂正常工作时，安注箱4内的氮气压力值低于反应堆压力容器1内的水的压力值，安注箱4处于关闭状态，不会向反应堆压力容器1输出冷却剂。当核电厂发生事故，反应堆压力容器1内的压力值下降，低于安注箱4内的氮气压力值时，安注箱4内的冷却剂通过直接注入管线7注入反应堆压力容器1。

实际应用中，如果核电厂发生事故，例如LOCA(Loss of Coolant Accident，冷却剂丧失)类事故、SGTR(Steam Generator Tube Rupture，蒸汽发生器传热管道破裂事故)事故等，会触发安注信号，安注泵3在接收到安注信号后启动，从水箱5中抽取冷却剂，安注泵3通过直接注入管线7向反应堆压力容器1注入冷却剂，并经热段注入管线9向反应堆压力容器1注入冷却剂。当安注泵3将反应堆压力容器1内的压力值降到安注箱4预设压力值以下时，安注箱4启动，安注箱4内的冷却剂通过直接注入管线7注入反应堆压力容器1。在核电厂未发生事故时，安全注入系统不会启动，处于备用状态。

例如，安注箱4在反应堆压力容器1内水的压力值低于4MPa时启动，当反应堆压力容器1内的水的压力值在10MPa时，安注泵3启动，通过安注泵3将反应堆压力容器1内的水的压力值从10MPa降低至4MPa以下，此时，安注箱4启动，安注泵3和安注箱4同时向反应堆压力容器1的堆芯注入冷却剂，以确保堆芯得到较好的冷却。

需要说明的是，现有技术中安全注入系统通过冷段注入管线向反应堆压力容器1注入冷却剂，在冷管段发生破口时，冷却剂无法通过冷段注入管线经由冷管段注入反应堆压力容器1，从而在冷管段破口事故中，对应的安全注入单元不可用。而通过冷段注入管线和热段注入管线9向反应堆压力容器1注入冷却剂，在冷管段破口事故中，会导致安全注入系统注入反应堆压力容器1的冷却剂的流量份额减少。本实用新型实施例中，通过直接注入管线7和热段注入管线9向反应堆压力容器1注入冷却剂，在冷管段破口事故中，提高了进入反应堆压力容器1的冷却剂的流量份额；并且通过多个安全注入单元实现冷却剂的注入，避免了单个安全注入单元发生安注箱4或安注泵3不可用时导致安全注入系统不可用的情况，本实用新型实施例提供的安全注入系统的可靠性较高。

可选的，所述安注泵3还包括第三出口管，所述安全注入单元还包括返回管线10，所述返回管线10的一端与所述第三出口管连接，所述返回管线10的另一端与水箱5连接。

其中，返回管线10可以为小流量返回管线10，该返回管线10内流经管线的液体的流量较小。当安注泵3启动或停止工作时，管道内剩余的冷却剂通过返回管线10流回水箱5，可以起到保护安注泵3的作用。

可选的，所述核电站还包括N个供电系统，每个安全注入单元与一个供电系统连接，所述供电系统用于为所述安注泵3提供供电电源，所述N个供电系统相互独立。当其中一个供电系统出现故障时，其他N-1个供电系统还能正常工作，能够进一步提高安全注入系统的可靠性。

可选的，所述安全注入系统还包括水箱5，所述安注泵3还包括第一入口管，所述N个安全注入单元的安注泵3的第一入口管均与所述水箱5连接。

其中，水箱5可以为安注泵3提供冷却剂，所述N个安全注入单元的安注泵3均从水箱5内抽取冷却剂。第一入口管上可以设置有隔离阀11，该隔离阀11可以处于常开状态，以保持第一入口管上充满冷却剂，便于安注泵3快速进入工作状态。

可选的，所述安注泵3还包括第四出口管，所述安全注入单元还包括pH值调节装置6，所述pH值调节装置6的入口端与所述第四出口管连接，所述pH值调节装置6的出口端与水箱5连接。

其中，pH值调节装置6的结构形式不进行限定，可以为网状结构，或者可以为穿孔结构等等。pH值调节装置6中的pH值调节试剂的表现形式不进行限定，可以为氢氧化钠，也可以为磷酸三钠等等。作为具体的实施例，冷却剂为水，在核电厂发生丧失冷却剂事故时，反应堆压力容器1内带有放射性的水进入安全壳，并经过一系列的回流通道流至水箱5中。水箱5内的水作为核电厂事故的冷却用水，需要对水的pH值进行控制。因此，需要利用pH值调节装置6，以便完成对水箱5内的水的pH值的控制，控制水箱5内放射性核素的滞留以及防止对安全壳内设备的腐蚀。同时，pH值调节装置6与返回管线10并联设置，安注泵3内的水由第四出口管经pH值调节装置6流入水箱5，不需要增加额外的泵等能动设备，配置简单。

通过pH值调节装置6对水箱5内的水的pH值进行控制，可以保护安全壳内的设备不被腐蚀。

可选的，所述pH值调节装置6的入口端及出口端均设置有隔离阀11。

其中，在安全注入系统没有启动的情况下，pH值调节装置6的入口端及出口端上的隔离阀11均处于关闭状态。当发生核电厂事故时，安全注入系统启动，在事故发展的后期，pH值调节装置6的入口端及出口端上的隔离阀11均处于开启状态，以完成对水箱5内的液体的pH值的控制。

通过隔离阀11控制pH值调节装置6的开启和关闭，结构简单，实现较为方便。

可选的，当所述反应堆压力容器1内的水的压力低于第一预设压力时，所述安注泵3用于将第一冷却剂注入到所述反应堆压力容器1中；和/或，当所述反应堆压力容器1内的水的压力低于所述安注箱4内的压力时，所述安注箱4用于将第二冷却剂注入到所述反应堆压力容器1中。

其中，第一预设压力大于第二预设压力，第一预设压力可以为10Mpa，或者可以为12Mpa等等。第二预设压力可以为4Mpa，或者可以为6Mpa，或者可以为等等。第一冷却剂与第二冷却剂可以相同，也可以不同。作为具体的实施方式，核电厂在正常运行时，反应堆压力容器1内的水的压力值高于15MPa，当核电厂发生丧失冷却剂事故时，且反应堆压力容器1内的水的压力值低于10MPa时，安注泵3启动，通过安注泵3将反应堆压力容器1内的水的压力值从10MPa降低至4MPa以下，此时，安注箱4启动，安注泵3和安注箱4同时向反应堆压力容器1的堆芯注入冷却剂，以确保堆芯得到较好的冷却。

本实用新型实施例中，当所述反应堆压力容器1内的水的压力低于第一预设压力时，所述安注泵3用于将第一冷却剂注入到所述反应堆压力容器1中；和/或，当所述反应堆压力容器1内的水的压力低于所述安注箱4内的压力时，所述安注箱4用于将第二冷却剂注入到所述反应堆压力容器1中，本实用新型实施例的安全注入系统能够较好地实现反应堆压力容器1的堆芯冷却。

可选的，所述直接注入管线7、热段注入管线9及返回管线10上均设置有隔离阀11和止回阀12。

其中，直接注入管线7内流经的冷却剂的流量较大，直接注入管线7上的隔离阀11处于开启状态，以便需要安全注入系统投入运行时，安注泵3能迅速通过直接注入管线7将大量的冷却剂注入反应堆压力容器1。当安全注入系统需要维修检查时，所述直接注入管线7上的隔离阀11处于关闭状态，便于维修检查。当安全注入系统处于备用状态时，热段注入管线9上的隔离阀11处于关闭状态，当安全注入系统启动时，热段注入管线9上的隔离阀11处于开启状态。返回管线10上的隔离阀11处于开启状态，使得安注泵3一直处于备用状态，以保证安注泵3正常启动，并有效控制安注泵3的关闭压头。

可选的，所述N的值为2。

其中，如图1所示，所述安全注入系统包括第一安全注入单元13及第二安全注入单元14。

本实用新型实施例还提供了一种核电站，所述核电站包括反应堆压力容器1、N个蒸汽发生器2及N个热管段8，每个蒸汽发生器2通过一个热管段8与所述反应堆压力容器1连接，所述核电站还包括上述实施例的安全注入系统。所述安全注入系统的具体结构在上述实施例中已进行详细说明，且能达到相同的有益效果，因此，本实施例中不再赘述。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。固定连接可以为焊接、螺纹连接和加紧等常见技术方案。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种安全注入系统，应用于核电站，其特征在于，所述核电站包括反应堆压力容器、N个蒸汽发生器及N个热管段，每个蒸汽发生器通过一个热管段与所述反应堆压力容器连接，所述安全注入系统包括N个安全注入单元、N个直接注入管线及N个热段注入管线，N为正整数，且N大于1，每个安全注入单元通过一个直接注入管线及一个热段注入管线与所述反应堆压力容器连接，所述安全注入单元包括：

安注箱，所述安注箱通过直接注入管线与所述反应堆压力容器连接；

安注泵，所述安注泵包括第一出口管及第二出口管，所述第一出口管通过所述直接注入管线与所述反应堆压力容器连接，所述第二出口管通过热段注入管线与所述热管段连接。

2.根据权利要求1所述的安全注入系统，其特征在于，所述安注泵还包括第三出口管，所述安全注入单元还包括返回管线，所述返回管线的一端与所述第三出口管连接，所述返回管线的另一端与水箱连接。

3.根据权利要求1所述的安全注入系统，其特征在于，所述核电站还包括N个供电系统，每个安全注入单元与一个供电系统连接，所述供电系统用于为所述安注泵提供供电电源，所述N个供电系统相互独立。

4.根据权利要求1所述的安全注入系统，其特征在于，所述安全注入系统还包括水箱，所述安注泵还包括第一入口管，所述N个安全注入单元的安注泵的第一入口管均与所述水箱连接。

5.根据权利要求1所述的安全注入系统，其特征在于，所述安注泵还包括第四出口管，所述安全注入单元还包括pH值调节装置，所述pH值调节装置的入口端与所述第四出口管连接，所述pH值调节装置的出口端与水箱连接。

6.根据权利要求5所述的安全注入系统，其特征在于，所述pH值调节装置的入口端及出口端均设置有隔离阀。

7.根据权利要求1所述的安全注入系统，其特征在于，当所述反应堆压力容器内的水的压力低于第一预设压力时，所述安注泵用于将第一冷却剂注入到所述反应堆压力容器中；和/或，当所述反应堆压力容器内的水的压力低于所述安注箱内的压力时，所述安注箱用于将第二冷却剂注入到所述反应堆压力容器中。

8.根据权利要求2所述的安全注入系统，其特征在于，所述直接注入管线、热段注入管线及返回管线上均设置有隔离阀和止回阀。

9.根据权利要求1所述的安全注入系统，其特征在于，所述N的值为2。

10.一种核电站，其特征在于，所述核电站包括反应堆压力容器、N个蒸汽发生器及N个热管段，每个蒸汽发生器通过一个热管段与所述反应堆压力容器连接，所述核电站还包括权利要求1-9中任一项所述的安全注入系统。