CN212107884U - 一种核电机组核取样系统的管线布置结构 - Google Patents

一种核电机组核取样系统的管线布置结构 Download PDF

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Abstract

一种核电机组核取样系统的管线布置结构，包括用于与RRA管路和PZR汽相管路连接的第一模块、用于与LOOP2管路和RCV容控箱连接的第二模块、用于与TEP前置储存罐连接的第三模块、以及用于将所述第一模块和所述第二模块连接或将所述第一模块与所述第三模块连接的软管。采用该管线布置结构可提高核电机组扫汽工况下核取样系统的气动调节阀的稳定性，提升扫汽效率，可降低因核取样系统的气动调节阀故障对在线硼表造成的影响，减少核电机组的损失，提升核电机组的安全性，为核电机组启停机期间的运行提供保障，奠定了核安全的良好基础。

Description

一种核电机组核取样系统的管线布置结构
技术领域
本实用新型涉及核电技术领域，具体涉及一种核电机组核取样系统的管线布置结构。
背景技术
在CPR1000机组中，一回路水化学监测和控制是核电机组运行管理的一项重要工作，关系到整个电厂的安全、稳定和经济运行。核取样系统作为一回路水化学监测实施的重要机构，其设计作用是在核电机组功率运行期间和大修期间等多工况下，从各工艺系统集中采集气体、液体等样品，或根据机组不同状态要求进行的管线和仪表在线检测，达到监测核反应堆安全的目的。
核电机组功率运行期间，一回路会充氢保障机组安全，核燃料的燃耗会产生裂变气体。机组大修前，需执行PZR汽相至TEP前置储存罐扫汽操作，以降低一回路氢和裂变气体的含量，满足机组的安全控制和对检修人员的防护。另一方面，为满足反应堆安全运行的需求，一回路会使用硼酸控制反应堆的链式反应，因此需要在线硼表实时监测一回路的硼浓度；当机组进入NS/RRA(RRA冷却正常停堆模式)工况时，在线硼表需切换至RRA回水RCV容控箱工况运行；当机组进入MCS(维修停堆模式)工况时，在线硼表需切换至RRA回水LOOP2工况运行。核取样系统是执行上述操作的唯一机构。
现有的核取样系统的管线布置简图，见图1所示。图1中，Q1、Q2和Q3为气动远程控制阀；G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7为手动隔离阀；T1为气动调节阀；P1为压力传感器，整定值9bar，当管线超压时会触发气动远程控制阀Q1或Q2跳闸，管线停运；B1为在线硼表；手动隔离阀G2、G3、G4和G5之间可通过金属软管连接。
大修前，执行扫汽时，将手动隔离阀G2和G5通过金属软管连接(参见图2，现有的核取样系统执行扫汽工况流程简图)。此时，PZR汽相经过气动远程控制阀Q2和Q3，手动隔离阀G1，通过气动调节阀T1调节降压，压力传感器P1监测管线的压力，流经手动隔离阀G2和G5扫汽至TEP前置储存罐。
当机组NS/RRA工况，在线硼表需切换至RRA回水RCV容控箱运行，因此先将手动隔离阀G2和G4通过金属软管连接(参见图3，现有的核取样系统硼表在线RRA回水RCV容控箱工况流程简图)。如此，RRA经过气动远程控制阀Q1和Q3，手动隔离阀G1，通过气动调节阀T1调节降压，压力传感器P1监测管线的压力，流经手动隔离阀G2和G4，在线硼表实时监测一回路的硼浓度，经过手动隔离阀G6回水至RCV容控箱。
当机组进入MCS工况，在线硼表需切换至RRA回水LOOP2运行，因此先将手动隔离阀G3和G4通过金属软管连接(参见图4，现有的核取样系统硼表在线RRA回水LOOP2工况流程简图)。从而，RRA经过气动远程控制阀Q1和Q3，手动隔离阀G1，关闭气动调节阀T1，流经手动隔离阀G3和G4，在线硼表实时监测一回路的硼浓度，经过手动隔离阀G7回水至LOOP2。
申请人发现，现有的核取样系统的管线布置在上述工况下主要存在以下不足：
1、扫汽工况管线压力不稳定，影响扫汽效率，耽误大修关键路径
在扫汽工况时，PZR汽相是汽水混合物且压力较高，需要通过气动调节阀T1实施降压并调节管线压力，但由于气动调节阀T1设计缺陷，气动调节阀T1开度小，难满足高压工况汽水混合物的调节需求，扫汽管线压力不稳定，经常导致压力传感器P1超整定保护值，造成气动远程控制阀Q2跳闸，扫汽管线停运；为降低扫汽管线停运对大修进度的影响，核电机组往往采用关小上游手动隔离阀G1的方式来降低气动调节阀T1入口的压力，使气动调节阀T1的开度略微增大，可减少扫汽管线超压跳停的次数；但操作手动隔离阀G1需多名专业作业人员配合反复操作此手动隔离阀G1，以找到最适合管线运行的阀门开度，反复的调整严重影响扫汽的效率，耽误大修关键路径；
2、气动调节阀存在故障风险，影响硼表在线检测，不满足核安全监测需求
气动调节阀T1的作用是调节管线压力，其本身不具备隔离功能，具有一定的泄漏率，同时，气动调节阀T1的阀芯比较细，在扫汽工况下，汽水混合物更易侵蚀阀芯，阀芯存在较高的损坏风险；当机组进入MCS模式，当气动调节阀T1阀芯损坏内漏时，压力传感器P1易超压，使气动远程控制阀Q1跳闸，导致硼表管线停运，无法实时监测一回路硼浓度，不满足核安全监测需求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的问题，提供一种核电机组核取样系统的管线布置结构，采用该管线布置结构可提高核电机组扫汽工况下核取样系统的气动调节阀的稳定性，提升扫汽效率，可降低因核取样系统的气动调节阀故障对在线硼表造成的影响，减少核电机组的损失，提升核电机组的安全性，为核电机组启停机期间的运行提供保障，奠定了核安全的良好基础。
为解决上述的技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种核电机组核取样系统的管线布置结构，包括用于与RRA管路和PZR汽相管路连接的第一模块、用于与LOOP2管路和RCV容控箱连接的第二模块、用于与TEP前置储存罐连接的第三模块、以及用于将所述第一模块和所述第二模块连接或将所述第一模块与所述第三模块连接的软管；其特征在于，所述第一模块包括：输入端用于与RRA管路连接的第一气动远程控制阀；输入端用于与PZR汽相管路连接的第二气动远程控制阀；输入端分别与所述第一气动远程控制阀的输出端和所述第二气动远程控制阀的输出端连接的第三气动远程控制阀；输入端与所述第三气动远程控制阀的输出端连接的第一手动隔离阀；输入端与所述第一手动隔离阀的输出端连接的气动调节阀；输入端与所述气动调节阀的输出端连接的第八手动隔离阀；输入端与所述第八手动隔离阀的输出端连接的第二手动隔离阀；设于所述第八手动隔离阀和所述第二手动隔离阀之间的压力传感器；输入端连接于所述第一手动隔离阀和所述气动调节阀之间的第三手动隔离阀。
本实用新型提供的核电机组核取样系统的管线布置结构中，所述第二模块包括：第四手动隔离阀；输入端与所述第四手动隔离阀的输出端连接的在线硼表；输入端与所述在线硼表的输出端连接的第六手动隔离阀；输入端与所述在线硼表的输出端连接的第七手动隔离阀；所述第六手动隔离阀的输出端用于与RCV容控箱连接，所述第七手动隔离阀的输出端用于与LOOP2管路连接；所述软管用于连通所述第二手动隔离阀和所述第四手动隔离阀或连通所述第三手动隔离阀和所述第四手动隔离阀。
本实用新型提供的核电机组核取样系统的管线布置结构中，所述第三模块包括第五手动隔离阀，所述第五手动隔离阀的输出端用于连接TEP前置储存罐；所述软管用于连通所述第二手动隔离阀和所述第五手动隔离阀。
本实用新型提供的核电机组核取样系统的管线布置结构中，所述第八手动隔离阀的抗震等级为1I级。
本实用新型提供的核电机组核取样系统的管线布置结构中，所述第八手动隔离阀的质保等级为Q2级。
本实用新型提供的核电机组核取样系统的管线布置结构中，所述第八手动隔离阀的核安全等级为3级。
本实用新型提供的核电机组核取样系统的管线布置结构中，所述第八手动隔离阀的最大承压为17.13MPa
与现有技术相比，实施本实用新型提供的管线布置结构，可以达到以下有益效果：
1、提升扫汽工况管线的稳定性，提高扫汽效率。在扫汽工况时，通过缓慢关小第一手动隔离阀和第八手动隔离阀的方式，可以减小气动调节阀的阀前压力，同时增大气动调节阀的阀后压力，使气动调节阀的开度进一步增大，扫汽管线的运行更稳定。同时，关小第八手动隔离阀使压力传感器接收的实际压力更小，低于压力传感器的整定值，使得管线运行更安全，提高了扫汽的效率；
2、降低了气动调节阀故障带来的影响。当机组进入MCS模式，可以先关闭第八手动隔离阀，如此，即使气动调节阀内漏严重，压力传感器也不会超压，保持在线硼表管线正常运行，降低了气动调节阀故障带来的影响，满足核安全监测需求；
3、以更低的成本使电厂的效益最大化。本实用新型提供的管线布置结构在仅在现有技术的基础上新增一道隔离阀即可实现管线控制的最优化，极大压缩了管线布置结构优化所需的费用，降低对电厂的影响。
附图说明
图1为现有技术中的管线布置结构的示意图；
图2为现有技术中的管线布置结构在扫汽工况下的使用状态参考图；
图3为现有技术中的管线布置结构在NS/RRA工况下的使用状态参考图；
图4为现有技术中的管线布置结构在MCS工况下的使用状态参考图；
图5为本实用新型提供的管线布置结构的示意图；
图6为本实用新型提供的管线布置结构在扫汽工况下的使用状态参考图；
图7为本实用新型提供的管线布置结构在NS/RRA工况下的使用状态参考图；
图8为本实用新型提供的管线布置结构在MCS工况下的使用状态参考图。
具体实施方式中的附图标号说明：
第一气动远程控制阀 Q1 第二气动远程控制阀 Q2
第三气动远程控制阀 Q3 第一手动隔离阀 G1
第二手动隔离阀 G2 第三手动隔离阀 G3
第四手动隔离阀 G4 第五手动隔离阀 G5
第六手动隔离阀 G6 第七手动隔离阀 G7
第八手动隔离阀 G8 在线硼表 B1
压力传感器 P1 金属软管 L1
气动调节阀 T1
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。显然，所描述的实施例仅仅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做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。
本实用新型提供的核电机组核取样系统的管线布置结构的关键在于在现有的CPR1000机组核取样系统管线布置结构的基础上，新增一道第八手动隔离阀G8，实现核电机组系统运行的最优化。采用该管线布置结构可提高核电机组扫汽工况下核取样系统的气动调节阀的稳定性，提升扫汽效率，可降低因核取样系统的气动调节阀故障对在线硼表B1造成的影响，减少核电机组的损失，提升核电机组的安全性，为核电机组启停机期间的运行提供保障，奠定了核安全的良好基础。
本实施例中，参见图5，所述管线布置结构包括用于与RRA管路和PZR汽相管路连接的第一模块、用于与LOOP2管路和RCV容控箱连接的第二模块、用于与TEP前置储存罐连接的第三模块、以及用于将所述第一模块和所述第二模块连接或将所述第一模块与所述第三模块连接的软管。
本实施例中，所述软管采用的是金属软管L1。
本实施例中，所述第一模块包括：输入端用于与RRA管路连接的第一气动远程控制阀Q1；输入端用于与PZR汽相管路连接的第二气动远程控制阀Q2；输入端分别与所述第一气动远程控制阀Q1的输出端和所述第二气动远程控制阀Q2的输出端连接的第三气动远程控制阀Q3；输入端与所述第三气动远程控制阀Q3的输出端连接的第一手动隔离阀G1；输入端与所述第一手动隔离阀G1的输出端连接的气动调节阀T1；输入端与所述气动调节阀的输出端连接的第八手动隔离阀G8；输入端与所述第八手动隔离阀G8的输出端连接的第二手动隔离阀G2；设于所述第八手动隔离阀G8和所述第二手动隔离阀G2之间的压力传感器P1；输入端连接于所述第一手动隔离阀G1和所述气动调节阀之间的第三手动隔离阀G3。具体的，所述第一气动远程控制阀Q1与所述第三气动远程控制阀Q3之间、所述第二气动远程控制阀Q2和所述第三气动远程控制阀Q3之间、所述第三气动远程控制阀Q3与所述第一手动隔离阀G1之间、所述第一手动隔离阀G1和所述气动调节阀T1之间、所述气动调节阀T1与所述第八手动隔离阀G8之间、所述第三手动隔离阀G3与所述第一手动隔离阀G1之间、所述第八手动隔离阀G8与所述第二手动隔离阀G2之间均通过金属管道相连。
本实施例中，所述第二模块包括：第四手动隔离阀G4；输入端与所述第四手动隔离阀G4的输出端连接的在线硼表B1；输入端与所述在线硼表B1的输出端连接的第六手动隔离阀G6；输入端与所述在线硼表B1的输出端连接的第七手动隔离阀G7；所述第六手动隔离阀G6的输出端用于与RCV容控箱连接，所述第七手动隔离阀G7的输出端用于与LOOP2管路连接；所述软管用于连通所述第二手动隔离阀G2和所述第四手动隔离阀G4或连通所述第三手动隔离阀G3和所述第四手动隔离阀G4。具体的，所述第四手动隔离阀G4与所述在线硼表B1之间、所述在线硼表B1与所述第六手动隔离阀之间、所述在线硼表B1与所述第七手动隔离阀G7之间均通过金属管道相连。
本实施例中，所述第三模块包括第五手动隔离阀G5，所述第五手动隔离阀G5的输出端用于连接TEP前置储存罐；所述软管用于连通所述第二手动隔离阀G2和所述第五手动隔离阀G5。
下面介绍所述管线布置结构的工作原理。
1、扫汽工况下
大修前，执行扫汽时，用所述软管将所述第二手动隔离阀G2和所述第五手动隔离阀G5连接(参见图6)，开启第二气动远程控制阀Q2、第三气动远程控制阀Q3、第一手动隔离阀G1、第八手动隔离阀G8、第二手动隔离阀G2和第五手动隔离阀G5，关闭第一气动远程控制阀Q1和第三手动隔离阀G3，通过气动调节阀T1调节降压，通过压力传感器P1监测管线的压力。如此，PZR汽相经过第二气动远程控制阀Q2和第三气动远程控制阀Q3，然后依次经过第一手动隔离阀G1、气动调节阀T1和第八手动隔离阀G8，最后流经第二手动隔离阀G2和第五手动隔离阀G5扫汽至TEP前置储存罐。
2、NS/RRA工况下
当核电机组进入NS/RRA工况时，在线硼表B1需要切换至RRA回水RCV容控箱运行，需用所述软管将所述第二手动隔离阀G2和所述第四手动隔离阀G4连接(参见图7)，开启第一气动远程控制阀Q1、第三气动远程控制阀Q3、第一手动隔离阀G1、第八手动隔离阀G8、第二手动隔离阀G2、第四手动隔离阀G4和第六手动隔离阀G6，关闭第二气动远程控制阀Q2、第三手动隔离阀G3和第七手动隔离阀G7，通过气动调节阀T1调节降压，通过压力传感器P1监测管线的压力。如此，RRA经过第一气动远程控制阀Q1和第三气动远程控制阀Q3，然后依次经过第一手动隔离阀G1、气动调节阀T1和第八手动隔离阀G8，最后经第二手动隔离阀G2和第四手动隔离阀G4流向在线硼表B1，实现NS/RRA工况下在线硼表B1实时监测一回路的硼浓度，自在线硼表B1流出的样水经过第六手动隔离阀G6回水至RCV容控箱。
3、MCS工况下
当机组进入MCS工况，在线硼表B1需切换至RRA回水LOOP2运行，需用所述软管将所述第三手动隔离阀G3和所述第四手动隔离阀G4连接(参见图8)，开启第一气动远程控制阀Q1、第三气动远程控制阀Q3、第一手动隔离阀G1、第三手动隔离阀G3、第四手动隔离阀G4和第七手动隔离阀G7，关闭第二气动远程控制阀Q2、气动调节阀T1、第八手动隔离阀G8和第六手动隔离阀G6。如此，RRA经过第一气动远程控制阀Q1和第三气动远程控制阀Q3，然后流经第一手动隔离阀G1，最后经第三手动隔离阀G3和第四手动隔离阀G4流向在线硼表B1，实现MCS工况下在线硼表B1实时监测一回路的硼浓度，自在线硼表B1流出的样水经第七手动隔离阀G7回水至LOOP2管路。
在扫汽工况时，通过缓慢关小第一手动隔离阀G1和第八手动隔离阀G8的方式，可以减小气动调节阀的阀前压力，同时增大气动调节阀的阀后压力，使气动调节阀的开度进一步增大，扫汽管线的运行更稳定。同时，关小第八手动隔离阀G8使压力传感器P1接收的实际压力更小，低于压力传感器P1的整定值，使得管线运行更安全，提高了扫汽的效率；
当机组进入MCS工况时，可以先关闭第八手动隔离阀G8，如此，即使气动调节阀T1内漏严重，压力传感器P1也不会超压，保持在线硼表B1管线正常运行，降低了气动调节阀T1故障带来的影响，满足核安全监测需求。
进一步的，所述第八手动隔离阀G8的抗震等级为1I级，质保等级为Q2级，核安全等级为3级，最大承压为17.13Mpa。以保证所述第八手动隔离阀G8能够正常运作。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (7)

1.一种核电机组核取样系统的管线布置结构，包括用于与RRA管路和PZR汽相管路连接的第一模块、用于与LOOP2管路和RCV容控箱连接的第二模块、用于与TEP前置储存罐连接的第三模块、以及用于将所述第一模块和所述第二模块连接或将所述第一模块与所述第三模块连接的软管；其特征在于，所述第一模块包括：输入端用于与RRA管路连接的第一气动远程控制阀(Q1)；输入端用于与PZR汽相管路连接的第二气动远程控制阀(Q2)；输入端分别与所述第一气动远程控制阀(Q1)的输出端和所述第二气动远程控制阀(Q2)的输出端连接的第三气动远程控制阀(Q3)；输入端与所述第三气动远程控制阀(Q3)的输出端连接的第一手动隔离阀(G1)；输入端与所述第一手动隔离阀(G1)的输出端连接的气动调节阀(T1)；输入端与所述气动调节阀(T1)的输出端连接的第八手动隔离阀(G8)；输入端与所述第八手动隔离阀(G8)的输出端连接的第二手动隔离阀(G2)；设于所述第八手动隔离阀(G8)和所述第二手动隔离阀(G2)之间的压力传感器(P1)；输入端连接于所述第一手动隔离阀(G1)和所述气动调节阀之间的第三手动隔离阀(G3)。
2.根据权利要求1所述的核电机组核取样系统的管线布置结构，其特征在于，所述第二模块包括：第四手动隔离阀(G4)；输入端与所述第四手动隔离阀(G4)的输出端连接的在线硼表(B1)；输入端与所述在线硼表(B1)的输出端连接的第六手动隔离阀(G6)；输入端与所述在线硼表(B1)的输出端连接的第七手动隔离阀(G7)；所述第六手动隔离阀(G6)的输出端用于与RCV容控箱连接，所述第七手动隔离阀(G7)的输出端用于与LOOP2管路连接；所述软管用于连通所述第二手动隔离阀(G2)和所述第四手动隔离阀(G4)或连通所述第三手动隔离阀(G3)和所述第四手动隔离阀(G4)。
3.根据权利要求1所述的核电机组核取样系统的管线布置结构，其特征在于，所述第三模块包括第五手动隔离阀(G5)，所述第五手动隔离阀(G5)的输出端用于连接TEP前置储存罐；所述软管用于连通所述第二手动隔离阀(G2)和所述第五手动隔离阀(G5)。
4.根据权利要求1所述的核电机组核取样系统的管线布置结构，其特征在于，所述第八手动隔离阀(G8)的抗震等级为1I级。
5.根据权利要求1所述的核电机组核取样系统的管线布置结构，其特征在于，所述第八手动隔离阀(G8)的质保等级为Q2级。
6.根据权利要求1所述的核电机组核取样系统的管线布置结构，其特征在于，所述第八手动隔离阀(G8)的核安全等级为3级。
7.根据权利要求1所述的核电机组核取样系统的管线布置结构，其特征在于，所述第八手动隔离阀(G8)的最大承压为17.13MPa。
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