TW201421490A - 交替之反應器壓力容器之能量移出路徑的方法及系統 - Google Patents

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Abstract

一種用於一輕水式反應器之一反應器壓力容器(RPV)之一交替之能量移出路徑之方法及系統。一對手動操作圍阻隔離閥用於敞開及閉合流體耦合在該RPV與一散熱池之間之一蒸汽抽取管線，一圍阻隔離閥位於主圍阻體內且一圍阻隔離閥位於主圍阻體外。該散熱池位於主圍阻體外。無需一外部電力源以操作該系統或執行該方法。

Description

交替之反應器壓力容器之能量移出路徑的方法及系統
例示性實施例大致係關於核子反應器且更特定言之係關於交替之反應器壓力容器(RPV)之能量移出路徑。交替之能量路徑可在不使用外部電力的情況下提供緊急蒸汽抽取。
圖1係習知沸水式核子反應器(BWR)之反應器廠房5(應注意除BWR(諸如壓水式反應器)或PWR外，例示性實施例可應用於其他輕水式反應器)。反應器壓力容器(RPV)1位於反應器廠房5中間附近且被主圍阻邊界(主圍阻邊界由鋼主圍阻容器3、混凝土殼4及鋼抑壓池2之部分組成)圍繞。在RPV 1超壓期間，SRV蒸汽管線16中之安全閥/洩壓閥(SRV)18(見圖2)可敞開以允許高壓蒸汽從RPV 1排放至位於抑壓池2中之冷卻器19中。此可完成以限制RPV 1壓力，尤其在核電廠緊急事件之情況中。抑壓池2係鋼主圍阻容器3之延伸部，其可為位於RPV 1下方之圓環形池。由於抑壓池2含有大水體，故其可充當散熱池以冷卻及冷凝透過冷卻器19排放之蒸汽。
除抑壓池2外，RPV之主蒸汽管線12亦可用於在主蒸汽隔離閥(MSIV)13敞開時抽取大量蒸汽(但MSIV 13需要外部電力以操作)。習知地，MSIV 13之排洩閥15亦可敞開(經由使用操作排洩閥15所需之外部電力)，允許排洩管線14亦從RPV 1排放高壓蒸汽。
例示性實施例提供一種用於輕水式反應器之反應器壓力容器(RPV)之交替之能量移出路徑之方法及系統。能量可在不使用外部電力的情況下從RPV移出。
1‧‧‧反應器壓力容器(RPV)
2‧‧‧抑壓池
3‧‧‧鋼主圍阻容器
4‧‧‧混凝土殼
5‧‧‧反應器廠房
7‧‧‧主圍阻體
12‧‧‧反應器壓力容器(RPV)之主蒸汽管線
13‧‧‧主蒸汽隔離閥(MSIV)
14‧‧‧排洩管線
15‧‧‧排洩閥
16‧‧‧洩壓閥(SRV)之蒸汽管線
18‧‧‧安全閥/洩壓閥(SRV)
19‧‧‧冷卻器
30‧‧‧反應器壓力容器(RPV)之能量移出管線/蒸汽抽取管線
31‧‧‧洩壓閥(SRV)之蒸汽抽取管線
32‧‧‧凝結器熱井
33‧‧‧反應器壓力容器(RPV)之主蒸汽抽取管線
34‧‧‧冷卻孔
35‧‧‧冷卻管道
36‧‧‧圍阻隔離閥
38‧‧‧加壓氣體源
39‧‧‧壓力控制管線
40‧‧‧系統
將藉由參考附圖詳細描述例示性實施例瞭解例示性實施例之上述及其他特徵及優點。附圖旨在描繪例示性實施例且不得解釋為限制申請專利範圍之預期範疇。附圖不得被視作按比例繪製，除非明確注明。
圖1係習知沸水式核子反應器(BWR)反應器廠房之剖視圖；圖2係根據例示性實施例之系統之單線圖；圖3係根據例示性實施例之製作系統之方法之流程圖；及圖4係根據例示性實施例之使用系統之方法之流程圖。
本文揭示詳細的例示性實施例。但是，為描述例示性實施例的目的，本文揭示之特定結構及功能細節僅係代表性的。但是，例示性實施例可具體體現為許多替代形式且不得解釋為僅限於本文中陳述之實施例。
因此，雖然例示性實施例可具有不同修改例及替代形式，但是其等之實施例僅舉例而言繪示在圖式中且將在本文中詳細描述。但是，應瞭解不旨在將例示性實施例限於所揭示之特定形式，而是相反，例示性實施例將覆蓋落在例示性實施例之範疇內之所有修改例、等效例及替代例。在圖式之描述中，相同元件符號指示相同的元件。
應瞭解雖然本文中術語第一、第二等可用於描述不同元件，但是此等元件不得受限於此等術語。此等術語僅用於區分一元件與另一元件。舉例而言，第一元件可被稱作第二元件且類似地，第二元件可 被稱作第一元件，而不脫離例示性實施例之範疇。如本文中所使用，術語「及/或」包含相關所列項目之一者或多者之任意及所有組合。
應瞭解，當一元件涉及「連接」或「耦合」至另一元件時，其可能直接連接或耦合至另一元件或可能存在中介元件。相比之下，當元件涉及「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，不存在中介元件。用於描述元件之間關係之其他詞應以相同方式解釋(例如，「之間」對「直接之間」、「鄰近」對「直接鄰近」等)。
本文中使用之術語僅用於描述特定實施例之目的且不旨在限制例示性實施例。如本文中所使用，單數形式「一」、「一個」及「該」旨在亦包含複數形式，除非上下文另有明確指示。應進一步瞭解術語「包括」及/或「包含(including)」在本文中使用時指示所述特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但不排除一個或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其等之群組之存在或添加。
亦應注意在一些替代實施方案中，所注功能/行動可不按圖式所注順序發生。舉例而言，取決於所涉及之功能性/行動，連續繪示之兩個圖式實際上可實質同時執行或有時可按相反順序執行。
圖2係根據例示性實施例之系統40之單線圖。系統40可包含交替之反應器壓力容器(RPV)之能量移出管線(蒸汽抽取管線)30，其可排放至大型散熱池(大水體)中，諸如位於主圍阻體7(如圖1中所示，主圍阻體7由鋼主圍阻容器3、混凝土殼4及鋼抑壓池2之部分組成)外之凝結器熱井32。特定言之，交替之RPV之能量移出管線30可連接至凝結器熱井32中之冷卻管道35且透過冷卻管道35排放之蒸汽可經由許多冷卻孔34(其等可用於透過凝結器熱井32之體積消散排放之蒸汽)離開管道35。冷卻管道35可沿著凝結器熱井32的底部定位以使排放之蒸汽(其透過冷卻孔34離開)與凝結器熱井32中之冷水之間之熱交換最大 化。交替之RPV之能量移出管線30可為4至6英寸直徑管道或可大至足以將所需熱量從RPV 1移出之另一管道大小。使交替之RPV之能量移出管線30將過剩蒸汽從RPV 1排放至凝結器熱井32中允許過剩蒸汽被冷卻、冷凝及滌除輻射以安全及有效地減小位於RPV 1中之過剩壓力及熱能。
交替之RPV之能量移出管線30可連接至SRV之蒸汽抽取管線31(其連接至SVR閥18上游之SRV之蒸汽管線16)或RPV之主蒸汽抽取管線33(其連接至MSIV 13上游之RPV之主蒸汽管線12)。兩個圍阻隔離閥36(一個圍阻隔離閥位於主圍阻邊界7內且一個圍阻隔離閥位於主圍阻體7外)可位於交替之RPV之能量移出管線30管路中以敞開或閉合交替之RPV之能量移出管線30。加壓氣體源38(諸如加壓氣體瓶或較佳氮氣瓶)可經由壓力控制管線39提供控制氣體。藉由將氣源38定位在相對於主圍阻邊界7(及相對於RPV 1)之遠距位置，氣源38可由核電廠人員用於遠距操作手動操作的圍阻隔離閥36而不使人員暴露於RPV 1或主圍阻體7(在嚴重核電廠事故之情況中)。由於圍阻隔離閥36可經由加壓氣體源38之力敞開，故無需外部電力以操作系統40(其在核電廠事故期間在核電廠電力可能中斷時係理想的)。
圖3係根據例示性實施例之製作系統40之方法之流程圖。在步驟S50中，可將兩個手動操作的圍阻隔離閥36插入交替之RPV之能量移出管線(蒸汽抽取管線)30中。一個圍阻隔離閥36可位於主圍阻體7中且另一個圍阻隔離閥36可位於主圍阻體7外。如上文所討論，交替之RPV之能量移出管線30可將過剩蒸汽從RPV 1排放。
在步驟S52中，加壓氣體源38(諸如加壓氣體瓶38)可連接至圍阻隔離閥36。氣源38可定位在遠距於主圍阻體7定位之位置以確保在無人員暴露於主圍阻體7的情況下安全操作系統40(在嚴重核電廠事故之情況中)。
在步驟S54中，交替之RPV之能量移出管線30可連接至散熱池，諸如位於主圍阻體7外之凝結器熱井32。過剩蒸汽從RPV 1排放至凝結器熱井32中允許蒸汽被冷卻、冷凝及滌除輻射以安全及有效地減小位於RPV 1中之過剩壓力及熱能。
圖4係根據例示性實施例之使用圖2中所示之系統40之方法之流程圖。具體言之，步驟S60可包含手動敞開交替之RPV之能量移出管線(蒸汽抽取管線)30中之圍阻隔離閥36。此可使用連接至圍阻隔離閥36之加壓氣體源38完成。
在步驟S62中，可允許過剩蒸汽經由交替之RPV之能量移出管線30而離開RPV 1及主圍阻體7(歸因於圍阻隔離閥36之敞開)。在步驟S64中，可將交替之RPV之能量移出管線30中的抽取之蒸汽排放至位於主圍阻體7外之散熱池(諸如凝結器熱井)32中。抽取之蒸汽可藉由排放至散熱池32中而安全及有效地冷卻、冷凝及滌除輻射，藉此降低RPV 1中可能已另外累積之過剩壓力。無需外部電力以執行圖4中所示之方法。
因此，已描述例示性實施例，明顯該等例示性實施例可以許多方式變化。此等變化不得被視作脫離例示性實施例之預期精神及範疇且如熟習此項技術者所知之所有此等修改例旨在包含在下列申請專利範圍之範疇內。
1‧‧‧反應器壓力容器(RPV)
2‧‧‧抑壓池
7‧‧‧主圍阻體
12‧‧‧反應器壓力容器(RPV)之主蒸汽管線
13‧‧‧主蒸汽隔離閥(MSIV)
14‧‧‧排洩管線
15‧‧‧排洩閥
16‧‧‧洩壓閥(SRV)之蒸汽管線
18‧‧‧安全閥/洩壓閥(SRV)
19‧‧‧冷卻器
30‧‧‧反應器壓力容器(RPV)之能量移出管線/蒸汽抽取管線
31‧‧‧洩壓閥(SRV)之蒸汽抽取管線
32‧‧‧凝結器熱井
33‧‧‧反應器壓力容器(RPV)之主蒸汽抽取管線
34‧‧‧冷卻孔
35‧‧‧冷卻管道
36‧‧‧圍阻隔離閥
38‧‧‧加壓氣體源
39‧‧‧壓力控制管線
40‧‧‧系統

Claims (14)

  1. 一種交替之反應器壓力容器(RPV)能量移出系統，其包括：一蒸汽抽取管線，其流體連接至一RPV及一散熱池，該散熱池位於主圍阻體外；及位在該蒸汽抽取管線中之一第一手動操作圍阻隔離閥及一第二手動操作圍阻隔離閥，該第一圍阻隔離閥位於該主圍阻體內，該第二圍阻隔離閥位於該主圍阻體外，其中無需外部電力以操作該系統。
  2. 如請求項1之交替之RPV能量移出系統，其進一步包括：至少一加壓氣體源，其經由一壓力控制管線連接至該第一圍阻隔離閥及該第二圍阻隔離閥，該至少一加壓氣體源經組態以產生加壓氣體以手動敞開及閉合該第一圍阻隔離閥及該第二圍阻隔離閥。
  3. 如請求項2之交替之RPV能量移出系統，其中該至少一加壓氣體源定位在遠距於該主圍阻體之一位置。
  4. 如請求項1之交替之RPV能量移出系統，其中該蒸汽抽取管線連接至安全洩壓閥上游之一SRV蒸汽管線及主蒸汽隔離閥上游之一RPV主蒸汽管線之一者。
  5. 如請求項1之交替之RPV能量移出系統，其中該散熱池係一凝結器熱井。
  6. 如請求項5之交替之RPV能量移出系統，其進一步包括：一冷卻管道，其沿著該熱井之一底板定位，該冷卻管道連接至該蒸汽抽取管線；冷卻孔，其等沿著該冷卻管道定位。
  7. 一種製作交替之反應器壓力容器(RPV)能量移出系統之方法，其 包括：將一蒸汽抽取管線流體連接至一RPV及一散熱池，該散熱池位於主圍阻體外；及將第一手動操作圍阻隔離閥及第二手動操作圍阻隔離閥插入該蒸汽抽取管線中，該第一圍阻隔離閥位於該主圍阻體內，該第二圍阻隔離閥位於該主圍阻體外，其中無需外部電力以操作該系統。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包括：經由一壓力控制管線將至少一加壓氣體源連接至該第一圍阻隔離閥及該第二圍阻隔離閥，該至少一加壓氣體源經組態以產生加壓氣體以手動敞開及閉合該第一圍阻隔離閥及該第二圍阻隔離閥。
  9. 如請求項8之方法，其進一步包括：將該至少一加壓氣體源定位在遠距於該主圍阻體之一位置。
  10. 如請求項7之方法，其進一步包括：將該蒸汽抽取管線連接至安全洩壓閥上游之一SRV蒸汽管線及主蒸汽隔離閥上游之一RPV主蒸汽管線之一者。
  11. 如請求項7之方法，其中該散熱池係一凝結器熱井。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包括：沿著該熱井之一底板提供一冷卻管道；沿著該冷卻管道插入冷卻孔；及將該蒸汽抽取管道連接至該冷卻管道。
  13. 一種使用如請求項2之交替之RPV能量移出系統之方法，其包括：使用該至少一加壓氣體源手動敞開該第一圍阻隔離閥及該第二圍阻隔離閥。
  14. 如請求項13之方法，其進一步包括：允許透過該蒸汽抽取管線從該RPV排放蒸汽至該散熱池。
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