CN214476433U - 一种承担正常余热排出功能的安全注入系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于核电厂安全注入系统技术领域，具体涉及一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，与核电厂安全壳内置换料水箱、主回路热管段、主回路冷管段、压力容器相连，包括中压或高压安注泵注入回路、安注箱注入回路、低压安注泵注入回路；中压或高压安注泵注入回路包括入口连接内置换料水箱、出口连接主回路冷管段和压力容器的中压或高压安注泵；安注箱注入回路包括与压力容器或主回路冷管道相连的安注箱；低压安注泵注入回路包括入口连接至内置换料水箱的第一低压安注泵和第二低压安注泵；第一低压安注泵的出口连接压力容器，并设第一热交换器；第二低压安注泵的出口连接主回路冷管段，并设第二热交换器；低压安注泵的入口还连接主回路热管段。

Description

一种承担正常余热排出功能的安全注入系统

技术领域

本实用新型属于核电厂安全注入系统技术领域，具体涉及一种承担正常余热排出功能的安全注入系统。

背景技术

安全注入系统属于核电厂专设安全设施，在反应堆冷却剂系统发生失水事故或主蒸汽系统发生管道破裂等事故时，完成堆芯应急冷却功能，防止堆芯熔毁，保证核电厂的安全，该系统只有在核电厂发生事故时使用。余热排出系统主要功能是在电厂停堆期间，在经蒸汽发生器初步冷却和降压后，从堆芯和反应堆冷却剂系统排出热量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种先进的承担正常余热排出功能的安全注入系统。该系统采用了中压或高压安注泵注入回路、安注箱注入回路和低压安注泵注入回路，够在反应堆发生事故时保证核电厂的安全，大大提高了核电厂的安全，同时由于还兼顾了反应堆启停堆时的余热排出系统功能，大大节省了核电厂的投资，提高了核电厂的经济性。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，与核电厂安全壳的内置换料水箱、主回路热管段、主回路冷管段和压力容器相连，其中，

包括至少一列中压或高压安注泵注入回路、至少一列安注箱注入回路和至少一列低压安注泵注入回路；

所述中压或高压安注泵注入回路的入口一端连接所述内置换料水箱，所述中压或高压安注泵注入回路的出口一端连接所述主回路冷管段或所述压力容器；

所述安注箱注入回路包括与所述主回路冷管段或所述压力容器相连的安注箱；

所述低压安注泵注入回路包括入口一端并联到所述内置换料水箱的第一低压安注泵和第二低压安注泵；所述第一低压安注泵的出口一端连接所述主回路冷管段或所述压力容器，所述第一低压安注泵的出口一端设有第一热交换器；所述第二低压安注泵的出口一端连接所述主回路冷管段或所述压力容器，所述第二低压安注泵的出口一端设有第二热交换器；所述第一低压安注泵和第二低压安注泵的入口一端还连接所述主回路热管段。

进一步，

在所述中压或高压安注泵注入回路中设有中压或高压安注泵，所述中压或高压安注泵的入口一端通过第一管线连接所述内置换料水箱，所述第一管线上由所述内置换料水箱至所述中压或高压安注泵依次串联有第一电动阀和第四电动阀；

所述中压或高压安注泵的出口一端分为两路，一路通过第二管线连接所述主回路冷管段或所述压力容器，另一路通过第三管线连接所述主回路冷管段或所述压力容器；

所述第二管线上，由所述中压或高压安注泵的出口一端至所述主回路冷管段或所述压力容器，依次串联设有第九电动阀、第六止回阀和第二止回阀；

所述第三管线上，由所述中压或高压安注泵的出口一端至所述主回路冷管段或所述压力容器，依次串联设有第十电动阀、第七止回阀和第三止回阀。

进一步，所述安注箱注入回路上的所述安注箱通过第五管线连接所述主回路冷管段或所述压力容器；所述第五管线的一端连接所述安注箱的出口一端，另一端连接在所述第七止回阀和所述第三止回阀之间的所述第三管线上，通过所述第三管线连接所述主回路冷管段或所述压力容器；所述第五管线上由所述安注箱至所述主回路冷管段或压力容器，依次串联设有第十一电动阀和第一止回阀；连接所述第五管线和所述主回路冷管段或所述压力容器的所述第三管线以及所述第三止回阀也作为所述安注箱注入回路的一部分。

进一步，

还包括连接所述第一管线和所述主回路热管段的第四管线；所述第四管线的一端连接在所述第一电动阀和所述第四电动阀之间的所述第一管线上，另一端连接所述主回路热管段；在所述第四管线上由所述主回路热管段至所述第一管线依次串联设有第七电动阀、第三电动阀和第二电动阀；

所述第一低压安注泵的入口一端通过第六管线连接在所述第一电动阀和所述第二电动阀之间的所述第四管线上，并通过所述第一管线连通所述内置换料水箱，所述第六管线上设有第五电动阀；所述第一低压安注泵的出口一端通过第七管线连接在所述第七止回阀和所述第三止回阀之间的所述第三管线上，通过所述第三管线连接所述主回路冷管段或所述压力容器；所述第七管线上串联所述第一热交换器和第五止回阀，所述第一热交换器位于所述第一低压安注泵和所述第五止回阀之间；

在所述低压安注泵注入回路中还包括设有第十二电动阀的第十一管线，所述第十一管线的一端连接在所述第五止回阀和所述第三止回阀之间的所述第七管线上，另一端连接在所述第七电动阀和所述主回路热管段之间的所述第四管线上；

所述第二低压安注泵的入口一端通过第八管线连接在所述第二电动阀和所述第三电动阀之间的所述第四管线上，并通过所述第一管线连通所述内置换料水箱，所述第八管线上设有第六电动阀；所述第二低压安注泵的出口一端通过第九管线连接在所述第六止回阀和所述第二止回阀之间的所述第二管线上，通过所述第二管线连接所述主回路冷管段或所述压力容器；所述第九管线上串联所述第二热交换器和第四止回阀，所述第二热交换器位于所述第二低压安注泵和所述第四止回阀之间；

在所述低压安注泵注入回路中还包括设有第八电动阀的第十管线，所述第十管线的一端连接在所述第四止回阀和所述第二止回阀之间的所述第九管线上，另一端连接在所述第七电动阀和所述主回路热管段之间的所述第四管线上。

进一步，

连接所述内置换料水箱和所述第八管线的所述第一管线和所述第四管线以及所述内置换料水箱、所述第一电动阀、所述第二电动阀也作为所述低压安注泵注入回路的一部分；

连接所述第七管线和所述主回路冷管段或所述压力容器的所述第三管线以及所述第三止回阀也作为所述低压安注泵注入回路的一部分；

连接所述第九管线和所述主回路冷管段或所述压力容器的所述第二管线以及所述第二止回阀也作为所述低压安注泵注入回路的一部分。

进一步，所述中压或高压安注泵注入回路的数量为1-4列，所述安注箱注入回路的数量为1-4列，所述低压安注泵注入回路的数量为1-4列。

进一步，一列所述中压或高压安注泵注入回路和一列所述安注箱注入回路和一列低压安注泵注入回路对应配置有一列电源供电，并且对应配置一列应急柴油机用于应急发电。

本实用新型的有益效果在于：

在事故工况下，在主回路压力较高时可以通过中压或高压安注泵5将安全壳内的内置换料水箱6内的水注入主回路；在压力降低至安注箱7的注入压力时，通过安注箱7向主回路注水；当压力降低至低压安注泵(第一低压安注泵1、第二低压安注泵2)的注入压力时，通过低压安注泵(第一低压安注泵1、第二低压安注泵2)将内置换料水箱6内的水注入主回路，从而保证反应堆的安全；同时通过低压安注泵出口的热交换器(第一热交换器3、第二热交换器4)，将堆芯热量导出安全壳外，从而控制事故后安全壳内的压力和温度；在反应堆正常停堆时，可以通过低压安注泵(第一低压安注泵1、第二低压安注泵2)及其出口的热交换器(第一热交换器3、第二热交换器4)，将堆芯热量导出，从而实现正常余热排出功能，大大节省了核电厂的投资，提高了核电厂的经济性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中所述的一种承担正常余热排出功能的安全注入系统的示意图(包含一列中压或高压安注泵注入回路、一列安注箱注入回路和一列低压安注泵注入回路)；

图中：1-第一低压安注泵，2-第二低压安注泵，3-第一热交换器，4-第二热交换器，5-中压或高压安注泵，6-内置换料水箱，7-安注箱，8-第一电动阀，9-第二电动阀，10-第三电动阀，11-第四电动阀，12-第五电动阀，13-第六电动阀，14-第七电动阀，15-第八电动阀，16-第九电动阀，17-第十电动阀，18-第十一电动阀，19-第一止回阀，20-第二止回阀，21-第三止回阀，22-第四止回阀，23-第五止回阀，24-第六止回阀，25-第七止回阀，26-第一管线，27-第二管线，28-第三管线，29-第四管线，30-第五管线，31-第六管线，32-第七管线，33-第八管线，34-第九管线，35-第十管线,36-第十一管线，37-第十二电动阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实用新型提供的一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，与核电厂安全壳的内置换料水箱6、反应堆冷却剂系统中的主回路热管段、主回路冷管段以及压力容器相连。

本实用新型所提供的一种承担正常余热排出功能的安全注入系统包括至少一列中压或高压安注泵注入回路、至少一列安注箱注入回路、至少一列低压安注泵注入回路；

中压或高压安注泵注入回路包括入口一端连接内置换料水箱6、出口一端分别连接主回路冷管段或压力容器的中压或高压安注泵5；

安注箱注入回路包括与主回路冷管段或压力容器相连的安注箱7；

低压安注泵注入回路包括入口一端并联到内置换料水箱6的第一低压安注泵1和第二低压安注泵2；第一低压安注泵1的出口一端连接主回路冷管段或压力容器，第一低压安注泵1的出口一端设有第一热交换器3；第二低压安注泵2的出口一端连接主回路冷管段或压力容器，第二低压安注泵2的出口一端设有第二热交换器4；第一低压安注泵1和第二低压安注泵2的入口一端还连接主回路热管段。

中压或高压安注泵注入回路包括：中压或高压安注泵5、第一管线26、第二管线27、第三管线28、第一电动阀8、第四电动阀11、第九电动阀16、第六止回阀24、第二止回阀20、第十电动阀17、第七止回阀25、第三止回阀21。

在中压或高压安注泵注入回路中，中压或高压安注泵5的入口一端通过第一管线26连接内置换料水箱6，第一管线26上由内置换料水箱6至中压或高压安注泵5依次串联有第一电动阀8(常开)和第四电动阀11(常开)；

中压或高压安注泵5的出口一端分为两路，一路通过第二管线27连接主回路冷管段或压力容器，另一路通过第三管线28连接主回路冷管段或压力容器；

第二管线27上，由中压或高压安注泵5的出口一端至主回路冷管段或压力容器，依次串联设有第九电动阀16(常开)、第六止回阀24和第二止回阀20；

第三管线28上，由中压或高压安注泵5的出口一端至主回路冷管段或压力容器，依次串联设有第十电动阀17(常开)、第七止回阀25和第三止回阀21；

第六止回阀24和第七止回阀25用于防止反应堆冷却剂系统中的反应堆冷却剂倒流以及核电厂正常运行期间反应堆冷却剂系统的密封性。

安注箱注入回路包括：安注箱7、第五管线30、第十一电动阀18、第一止回阀19；连接第五管线30和主回路冷管段或压力容器的第三管线28以及第三止回阀21也作为安注箱注入回路的一部分。

安注箱注入回路上的安注箱7(安注箱7顶部充有氮气)通过第五管线30连接主回路冷管段或压力容器；第五管线30的一端连接安注箱7的出口一端，另一端连接在第七止回阀25和第三止回阀21之间的第三管线28上，通过第三管线28连接主回路冷管段或压力容器；第五管线30上由安注箱7至主回路冷管段或压力容器，依次串联设有第十一电动阀18(常开)和第一止回阀19。第十一电动阀18用于保证停堆期间隔离安注箱7与反应堆冷却剂系统；串联的第一止回阀19、第三止回阀21用于防止反应堆正常运行时反应堆冷却剂倒流入安注箱7以及核电厂正常运行期间反应堆冷却剂系统的密封性。

低压安注泵注入回路包括：第一低压安注泵1、第二低压安注泵2、第一热交换器3、第二热交换器4、第二电动阀9、第三电动阀10、第五电动阀12、第六电动阀13、第七电动阀14、第八电动阀15、第四止回阀22、第五止回阀23、第四管线29、第六管线31、第七管线32、第八管线33、第九管线34、第十管线35、第十一管线36、第十二电动阀37；

连接内置换料水箱6和第八管线33的第一管线26以及内置换料水箱6、第一电动阀8也作为低压安注泵注入回路的一部分；

连接第七管线32和主回路冷管段或压力容器的第三管线28以及第三止回阀21也作为低压安注泵注入回路的一部分；

连接第九管线34和主回路冷管段或压力容器的第二管线27以及第二止回阀20也作为低压安注泵注入回路的一部分。

在低压安注泵注入回路中，

第四管线29的一端连接在第一电动阀8和第四电动阀11之间的第一管线26上，另一端连接主回路热管段，在第四管线29上由主回路热管段至第一管线26依次串联设置第七电动阀14(常关)、第三电动阀10(常关)和第二电动阀9(常开)；第一低压安注泵1的入口一端通过第六管线31连接在第一电动阀8和第二电动阀9之间的第四管线29上，并通过第一管线26连通内置换料水箱6，第六管线31上设有第五电动阀12(常开)，同时还通过第四管线29与主回路热管段连接；第一低压安注泵1的出口一端通过第七管线32连接在第七止回阀25和第三止回阀21之间的第三管线28上，通过第三管线28连接主回路冷管段或压力容器；第七管线32上串联第一热交换器3和第五止回阀23，第一热交换器3位于第一低压安注泵1和第五止回阀23之间；

第十一管线36的一端连接在第五止回阀23和第三止回阀21之间的第七管线32上，另一端连接在第七电动阀14和主回路热管段之间的第四管线29上；第十二电动阀37设置在第十一管线36上；

第二低压安注泵2的入口一端通过第八管线33连接在第二电动阀9和第三电动阀10之间的第四管线29上，并通过第一管线26连通内置换料水箱6，第八管线33上设有第六电动阀13(常开)，同时还通过第四管线29与主回路热管段连接；第二低压安注泵2的出口一端通过第九管线34连接在第六止回阀24和第二止回阀20之间的第二管线27上，通过第二管线27连接主回路冷管段或压力容器；第九管线34上串联第二热交换器4和第四止回阀22，第二热交换器4位于第二低压安注泵2和第四止回阀22之间；

在低压安注泵注入回路中还包括设有第八电动阀15(常闭)的第十管线35和设有第十二电动阀37的第十一管线36，第十管线35的一端连接在第四止回阀22和第二止回阀20之间的第九管线34上，另一端连接在第七电动阀14(常闭)和主回路热管段之间的第四管线29上；第十一管线36的一端连接在第五止回阀23和第三止回阀21之间的第七管线32上，另一端连接在第七电动阀14(常闭)和主回路热管段之间的第四管线29上。

在低压安注泵注入回路中，第五电动阀12和第六电动阀13能够保证事故后低压安注泵(第一低压安注泵1、第二低压安注泵2)能够直接从内置换料水箱6取水，及时实现反应堆的堆芯冷却。

在低压安注泵注入回路中，在系统执行正常余热排出功能时打开第三电动阀10和第七电动阀14，并同时关闭第一电动阀8，将反应堆冷却剂从反应堆冷却剂系统的主回路热管段抽出，并经过热交换器(第一热交换器3、第二热交换器4)冷却后注入主回路冷管段或压力容器。

在系统执行正常余热排出功能时，关闭第八电动阀15和第十二电动阀37，保证反应堆冷却剂通过低压安注泵(第一低压安注泵1、第二低压安注泵2)由主回路热管段引出，经过热交换器(第一热交换器3、第二热交换器4)冷却后返回主回路冷管段或压力容器。

该系统可以根据反应堆冷却剂系统环路数以及核电厂支持系统配置的不同进行调整。为满足核电厂相关设计要求(始发事件影响、单一故障设计等)，中压或高压安注泵注入回路的数量可以为1-4列，安注箱注入回路的数量可以为1-4列，低压安注泵注入回路的数量可以为1-4列。

同时配置有与中压或高压安注泵注入回路、安注箱注入回路及低压安注泵注入回路设置相匹配的正常电源及应急柴油机，一列中压或高压安注泵注入回路和一列安注箱注入回路和一列低压安注泵注入回路对应配置有一列电源供电，并且对应配置一列应急柴油机用于应急发电。

本实用新型所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本实用新型的技术创新范围。

Claims (7)

1.一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，与核电厂安全壳的内置换料水箱(6)、主回路热管段、主回路冷管段和压力容器相连，其特征是：

包括至少一列中压或高压安注泵注入回路、至少一列安注箱注入回路和至少一列低压安注泵注入回路；

所述中压或高压安注泵注入回路的入口一端连接所述内置换料水箱(6)，所述中压或高压安注泵注入回路的出口一端连接所述主回路冷管段或所述压力容器；

所述安注箱注入回路包括与所述主回路冷管段或所述压力容器相连的安注箱(7)；

所述低压安注泵注入回路包括入口一端并联到所述内置换料水箱(6)的第一低压安注泵(1)和第二低压安注泵(2)；所述第一低压安注泵(1)的出口一端连接所述主回路冷管段或所述压力容器，所述第一低压安注泵(1)的出口一端设有第一热交换器(3)；所述第二低压安注泵(2)的出口一端连接所述主回路冷管段或所述压力容器，所述第二低压安注泵(2)的出口一端设有第二热交换器(4)；所述第一低压安注泵(1)和第二低压安注泵(2)的入口一端还连接所述主回路热管段。

2.如权利要求1所述的一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，其特征是：

在所述中压或高压安注泵注入回路中设有中压或高压安注泵(5)，所述中压或高压安注泵(5)的入口一端通过第一管线(26)连接所述内置换料水箱(6)，所述第一管线(26)上由所述内置换料水箱(6)至所述中压或高压安注泵(5)依次串联有第一电动阀(8)和第四电动阀(11)；

所述中压或高压安注泵(5)的出口一端分为两路，一路通过第二管线(27)连接所述主回路冷管段或所述压力容器，另一路通过第三管线(28)连接所述主回路冷管段或所述压力容器；

所述第二管线(27)上，由所述中压或高压安注泵(5)的出口一端至所述主回路冷管段或所述压力容器，依次串联设有第九电动阀(16)、第六止回阀(24)和第二止回阀(20)；

所述第三管线(28)上，由所述中压或高压安注泵(5)的出口一端至所述主回路冷管段或所述压力容器，依次串联设有第十电动阀(17)、第七止回阀(25)和第三止回阀(21)。

3.如权利要求2所述的一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，其特征是：所述安注箱注入回路上的所述安注箱(7)通过第五管线(30)连接所述主回路冷管段或所述压力容器；所述第五管线(30)的一端连接所述安注箱(7)的出口一端，另一端连接在所述第七止回阀(25)和所述第三止回阀(21)之间的所述第三管线(28)上，通过所述第三管线(28)连接所述主回路冷管段或所述压力容器；所述第五管线(30)上由所述安注箱(7)至所述主回路冷管段或压力容器，依次串联设有第十一电动阀(18)和第一止回阀(19)；连接所述第五管线(30)和所述主回路冷管段或所述压力容器的所述第三管线(28)以及所述第三止回阀(21)也作为所述安注箱注入回路的一部分。

4.如权利要求2所述的一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，其特征是：

还包括连接所述第一管线(26)和所述主回路热管段的第四管线(29)；所述第四管线(29)的一端连接在所述第一电动阀(8)和所述第四电动阀(11)之间的所述第一管线(26)上，另一端连接所述主回路热管段；在所述第四管线(29)上由所述主回路热管段至所述第一管线(26)依次串联设有第七电动阀(14)、第三电动阀(10)和第二电动阀(9)；

所述第一低压安注泵(1)的入口一端通过第六管线(31)连接在所述第一电动阀(8)和所述第二电动阀(9)之间的所述第四管线(29)上，并通过所述第一管线(26)连通所述内置换料水箱(6)，所述第六管线(31)上设有第五电动阀(12)；所述第一低压安注泵(1)的出口一端通过第七管线(32)连接在所述第七止回阀(25)和所述第三止回阀(21)之间的所述第三管线(28)上，通过所述第三管线(28)连接所述主回路冷管段或所述压力容器；所述第七管线(32)上串联所述第一热交换器(3)和第五止回阀(23)，所述第一热交换器(3)位于所述第一低压安注泵(1)和所述第五止回阀(23)之间；

在所述低压安注泵注入回路中还包括设有第十二电动阀(37)的第十一管线(36)，所述第十一管线(36)的一端连接在所述第五止回阀(23)和所述第三止回阀(21)之间的所述第七管线(32)上，另一端连接在所述第七电动阀(14)和所述主回路热管段之间的所述第四管线(29)上；

所述第二低压安注泵(2)的入口一端通过第八管线(33)连接在所述第二电动阀(9)和所述第三电动阀(10)之间的所述第四管线(29)上，并通过所述第一管线(26)连通所述内置换料水箱(6)，所述第八管线(33)上设有第六电动阀(13)；所述第二低压安注泵(2)的出口一端通过第九管线(34)连接在所述第六止回阀(24)和所述第二止回阀(20)之间的所述第二管线(27)上，通过所述第二管线(27)连接所述主回路冷管段或所述压力容器；所述第九管线(34)上串联所述第二热交换器(4)和第四止回阀(22)，所述第二热交换器(4)位于所述第二低压安注泵(2)和所述第四止回阀(22)之间；

在所述低压安注泵注入回路中还包括设有第八电动阀(15)的第十管线(35)，所述第十管线(35)的一端连接在所述第四止回阀(22)和所述第二止回阀(20)之间的所述第九管线(34)上，另一端连接在所述第七电动阀(14)和所述主回路热管段之间的所述第四管线(29)上。

5.如权利要求4所述的一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，其特征是：

连接所述内置换料水箱(6)和所述第八管线(33)的所述第一管线(26)和所述第四管线(29)以及所述内置换料水箱(6)、所述第一电动阀(8)、所述第二电动阀(9)也作为所述低压安注泵注入回路的一部分；

连接所述第七管线(32)和所述主回路冷管段或所述压力容器的所述第三管线(28)以及所述第三止回阀(21)也作为所述低压安注泵注入回路的一部分；

连接所述第九管线(34)和所述主回路冷管段或所述压力容器的所述第二管线(27)以及所述第二止回阀(20)也作为所述低压安注泵注入回路的一部分。

6.如权利要求5所述的一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，其特征是：所述中压或高压安注泵注入回路的数量为1-4列，所述安注箱注入回路的数量为1-4列，所述低压安注泵注入回路的数量为1-4列。

7.如权利要求6所述的一种承担正常余热排出功能的安全注入系统，其特征是：一列所述中压或高压安注泵注入回路和一列所述安注箱注入回路和一列低压安注泵注入回路对应配置有一列电源供电，并且对应配置一列应急柴油机用于应急发电。

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