专利名称：卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种压水堆核电站的安全系统，尤其涉及一种用于压水堆核电站的卧 式压水堆核电站安全壳地坑过滤器。
背景技术：
设在压水堆核电站反应堆安全壳底部的地坑是用来收集重大泄漏时来自一回路 的冷却剂。在压水堆核电站的发生基准事故如冷却剂丧失事故(LOCA)或者主蒸汽管道破 裂事故(MSLB)后，冷却剂通过破口进入安全壳地坑，这些冷却剂将通过安全壳地坑滤器过 滤，然后通过泵装置进入安全注入系统(RIS)和安全壳喷淋系统(EAS)再用于反应堆冷却， 以避免堆芯严重损伤和安全壳超压。因此，安全壳地坑滤器是压水堆核电站安全系统的重要设备，再循环工况下它的 工作状况直接影响到安全注入系统、安全壳喷淋系统的正常运行。在事故后进入安全壳地 坑内的冷却剂中夹杂着大量的保温材料和其它材料的碎片，必须通过地坑过滤器将这些碎 片过滤，以确保安全注入系统、安全壳喷淋系统执行安全功能。参见图1，为现有技术中地坑过滤器的安装结构示意图，过滤器9安装在安全壳地 坑内-3. 5米层的地坑环廊6内的地面上，沿着环廊6排列成超过环廊的一半的弧形，占据 安全壳地坑环廊的大半个圆弧，该种立式过滤器可在压水堆核电站的发生基准事故时，将 夹杂碎片杂质的水过滤输送至泵循环回路，以确保安全注入系统、安全壳喷淋系统执行安 全功能，但是，现有的立式安全壳地坑过滤器9存在着一定的结构设计缺陷，如图2所示，过 滤器9主要由过滤器91和汇流槽92组成，过滤筒91是与地面相平行的，其底面与汇流槽92 设置的开孔对齐贴合，并且用紧固件固定，由于过滤筒91是悬空置放在安全壳地坑中的， 其对汇流槽92将产生较大的扭矩，因此需要对汇流槽92 —侧用支撑杆支撑。与此同时，在 冷却液的循环阶段，正常情况时，安全壳中的水位稳定后将保持在一个固定定值，并将地坑 过滤器全部淹没；然而，当因各种原因使安全壳中的水发生泄漏时，将导致水位不断下降， 该种立式结构的地坑过滤器的过滤筒91及汇流槽92将暴露在空气中，容易使空气进入汇 流槽92，危及下游再循环泵的正常运行。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种卧式压水堆核电站安全壳地坑 过滤器，不会对汇流槽产生旋转力矩，安装更加稳固，能够有效防止当地坑环廊水位因泄漏 下降时空气通过汇流槽进入安全壳地坑泵吸入口情况的发生，不会影响循环泵的正常运 行，结构新颖，安全性能高。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种卧式压水堆核电站安全壳地坑 过滤器，其包括多个过滤器模块，所述过滤器模块包括过滤筒以及汇流槽，所述汇流槽两端 开口，多个所述汇流槽的开口端首尾相接形成流体通路并与所述安全壳地坑中的多个泵入 口相连通，所述过滤筒固定设置在所述汇流槽的顶面上，所述安全壳地坑过滤器的所述汇流槽相对两开口端之间与所述顶面相对的底面固定设置在安全壳地坑环廊内。所述汇流槽包括底座，所述底座分别与所述汇流槽的底面及所述安全壳地坑环廊 内的地面作固定设置。优选的，所述汇流槽的底面与所述安全壳地坑环廊内的地面相平行。优选的，所述过滤筒垂直于所述安全壳地坑环廊内的地面固定设置在所述汇流槽 的所述顶面上。所述底座呈狭长条状，其包括两个呈扁平块状的垫块和横跨固定在所述垫块上的 垫座，所述垫块和所述垫座相重叠的区域贯通设置贯通孔；通过预置在所述贯通孔中的螺栓与相应螺母的螺栓连接可将所述底座连接固定 在所述汇流槽的所述底面上。所述底座上设有固定孔；通过预置在所述固定孔中的螺栓与相应螺母的螺栓连接可将将所述底座固定在 所述安全壳地坑环廊内的地面上。所述底面的四角端部边缘贯通设置用于与所述底座作螺栓连接的贯通孔和贯通槽。所述贯通孔开设在所述底面端部两相对的对角上，所述贯通槽与所述贯通孔相 邻设置。优选的，两相对的对角上的两个所述贯通孔的孔径尺寸不相等；两相对的对角上 的两个所述贯通槽的槽孔延伸方向互成角度。优选的，所述汇流槽固定设置在安全壳地坑环廊内对应所述安全壳地坑环廊内的 斜柱位置设置缺口。实施本发明实施例，具有如下有益效果由于卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤 器的过滤筒安装在汇流槽的顶面上，安全壳地坑过滤器的底面固定设置在安全壳地坑环廊 内，不会对汇流槽产生旋转力矩，安装更加稳固，无需支撑杆支撑。重心低，能够有效防止当 地坑环廊水位因泄漏下降时空气通过汇流槽进入安全壳地坑泵吸入口情况的发生，不会影 响循环泵的正常运行；同时，汇流槽使用防膨胀的结构设计，能有效吸收汇流槽因热膨胀而 产生的横向和纵向位移，避免因内应力损坏汇流槽；由于汇流槽设计成高度逐级递增的结 构，中间汇流槽高度的增加可有效降低汇流槽内壁对流体造成的压力损失，结构新颖，安全 性能高。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术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 发明的一些实施例，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是为现有技术中立式结构的地坑过滤器的位置安装结构示意图；图2是为现有技术中立式结构的地坑过滤器的结构示意图；图3是本发明实施例卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器的结构示意图；图4是本发明实施例卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器的汇流槽的结构示意图；图5是本发明实施例卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器的汇流槽的侧视结构 示意图；图6是现有技术中压水堆核电站安全壳地坑过滤器的汇流结构示意图；图7是本发明实施例卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器的串联结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一 步地详细描述。结合参照图3、图4以及图5所示，本发明实施例的卧式压水堆核电站安全壳地坑 过滤器包括多个过滤器模块1，过滤器模块1的结构大致相同，主要由过滤筒14和汇流槽 18组成，汇流槽18两端开口，多个所述汇流槽18的开口端首尾相接形成流体通路并与所述 安全壳地坑中的多个泵入口相连通，所述过滤筒14固定设置在所述汇流槽的顶面181上。过滤筒14大致呈筒状，是具有内层、外层过滤网的过滤结构，压水堆核电站事故 后进入安全壳夹杂大量保温材料和其他材料碎片的冷却液经过滤筒14的过滤进入汇流槽 18中。优选的，过滤筒14垂直于安全壳地坑环廊6内的地面固定设置在汇流槽18的所 述顶面181上。汇流槽18大致为长方体状两端开口的空心箱体，多个过滤器模块1的连接即是通 过过滤器模块1汇流槽18所具有的相对开口端的首尾连接来实现的，汇流槽18内部具有 槽腔，当若干汇流槽18密封连接后，不同汇流槽18间的槽腔与安全壳地坑中的多个泵入口 连通形成流体通路，经过滤筒14过滤后的冷却液通过多个汇流槽18首尾相接所形成的流 体通路进入一循环回路。汇流槽18具有的两个开口端位置相对，在汇流槽18开口端的四周垂直向外延伸 有法兰部182，相对两侧体的法兰部182上延伸设置用于容纳螺栓的螺栓座183，所述螺栓 座183所在平面与所述汇流槽18连接固定过滤筒14的侧体表面所在平面相平行。汇流槽18还包括底座184，所述底座184可固定在安全地坑内的地面上用于对汇 流槽18起固定支撑作用，其大致呈狭长条状，进一步包括两个呈扁平块状的垫块1841和横 跨固定在所述垫块1841上的垫座1842，垫块1841和垫座1842相重叠的区域贯通设置贯通 孔(图未示)，预置在该贯通孔中的螺栓160可将底座184连接固定在汇流槽18的两个开 口端之间的底面188上。底座184两侧垫块1841上上设有贯通的固定孔185，通过该固定孔185可将汇流 槽18固定在安全地坑内的地面上。汇流槽18的两个开口端之间的一个(与汇流槽18连接固定底座184 —侧相对的 另一)侧面上开设有多个均勻分布的正六边形开孔186，在本实施例中，在汇流槽18的该侧 面上分布有三行四列共十二个开孔186。该开孔186的尺寸与一端过滤筒14的尺寸大致相 同，汇流槽18在该侧面上每一个开口 186周围同样开设四个贯通的螺孔187。底面188位于汇流槽18连接固定过滤筒14 一侧相对的另一侧表面，其表面四角 的端部边缘贯通设置位置与垫块1841和垫座1842相重叠的区域贯通设置贯通孔的位置相对应的贯通孔1881和贯通槽1882，所述贯通孔1881位于底面188端部两相对的对角上，贯 通槽1882与贯通孔1881相邻设置。优选的，两相对的对角上的两个所述贯通孔1881的孔径尺寸不相等，两相对的对 角上的两个所述贯通槽1882的槽孔延伸方向互成角度。本实施例中，贯通孔1881和贯通槽1882均设置为2个，分别位于底面188端部的 四角上，分别是图5所示的左下角和右上角设置的贯通孔1881、图5所示的左上角和右下 角的贯通槽1882，其中，左下角设置的贯通孔1881的孔径尺寸略大于右上角设置的贯通孔 1881的孔径尺寸；位于左上角的贯通槽1882槽孔延展方向与右下角的贯通槽1882槽孔延 展方向相垂直，具体的，贯通槽1882的截面为椭圆型，左上角的贯通槽1882为图示方向的 横向孔，右下角的贯通槽1882为图示方向的纵向孔。优选的，汇流槽18的底面188与安全壳地坑环廊6内的地面相平行。底座184连接固定在汇流槽18底面188的具体组装为，将两组底座184间隔一定 距离放置，并将螺栓160预置在垫块1841和垫座1842相重叠的区域的贯通孔(图未示) 中，螺栓160穿过贯通孔(图未示)将垫座1842固定在两垫块1841上，同时调整汇流槽 18的位置，将汇流槽18底面188的四角端部开设的贯通槽1882与贯通孔1881对准底座 184预置螺栓160的位置，螺栓160相继穿过汇流槽18底面188上的螺孔后，采用螺母(图 未示)从汇流槽18内部槽腔中将螺栓固定，从而使底座184(连同垫块1841和垫座1842) 固定在汇流槽18底面188上，具体实施时，由于汇流槽18始终处于高温液体中，汇流槽18 容易产生横向和纵向的热膨胀，由于设置的贯通槽1882与贯通孔1881并非为统一设计标 准的一种规格，而是设计为贯通孔尺寸有大有小、槽孔预留一定的水平或垂直(相对底座 184)的位移空间，可有效地吸收汇流槽18因热膨胀而产生的横向和纵向位移，避免因内 应力而使汇流槽18遭到破坏。优选的，汇流槽18的槽腔中还均勻设置用于加强支撑底面188和与其相对连接固 定过滤筒14侧面的加强杆189，本实施例中，一个过滤器模块1汇流槽18的槽腔中设置两 行五列共十个加强杆189。过滤器模块1的具体组装过程为，可先按照上述螺栓连接方式将底座184与汇流 槽18作固定连接，可以理解的是，底座184底面188上开设贯通槽1882或贯通孔1881的具 体位置并不限定，只要其中线轴线所在直线与底座184上垫块1841和垫座1842相重叠的 区域贯通设置贯通孔的中线轴线所在直线在同一直线上即可满足装配要求，当然，贯通孔 1881和贯通槽1882具体的形态也不限定为上述实施方式，可以是其他避免汇流槽18横向 或纵向热膨胀的结构。紧接着，将过滤筒12以螺栓连接的方式固定在汇流槽18两开口端 之间的侧体表面上，具体的，滤筒连接栓161自汇流槽18内部槽腔中穿出，预置在开口 186 周围的螺孔187中，将过滤筒14的底部置放在开孔186上，滤筒连接栓161进一步穿过过 滤筒14底板上设置的固定孔(图未示)，采用螺母(图未示)将螺栓固定，从而使过滤筒 14和汇流槽18固定连接在一起。采用同样的方法使过滤筒14全部覆盖在汇流槽18上的 所有开孔186上，这样就形成了一个过滤器模块1。两个相邻的过滤器模块1依次首尾相组装并将其固定在安全壳地坑内的地面上， 请参照图5、图6以及图7所示，具体实施时，过滤器模块1的组装即是汇流槽18法兰部182 相对接的过程，过滤器模块1通过汇流槽18底面188与底座184的螺栓连接以及底座184
6与安全壳地坑环廊内的地面的固定横卧在安全壳内-3. 5米层的地坑环廊6内的地面上，即 安全壳地坑过滤器的汇流槽18相对两开口端之间与所述顶面相对的底面188固定设置在 安全壳地坑环廊内，沿着环廊6排列成弧形，该弧形的弧度超过环廊6的一半，占据安全壳 地坑环廊6的大半个圆弧。优选的，汇流槽18固定设置在安全壳地坑环廊内对应所述安全壳地坑环廊内的 斜柱位置设置缺口 180。本发明一种卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器在具体实施时，结合图6、图7所 示，在压水堆核电站的发生基准事故如冷却剂丧失事故(LOCA)或者主蒸汽管道破裂事故 (MSLB)后，冷却剂通过破口进入安全壳地坑，这些冷却剂通过过滤器模块1的过滤筒14的 内、外层滤网进入两层过滤网之间的环状空间，从而将材料碎片过滤掉，然后进入固定连接 过滤筒14的汇流槽18，接着涌向多个所述汇流槽开口端首尾相接所形成的流体通路中，然 后由安全注入系统泵入口和安全壳喷淋系统泵入口分别进入安全注入系统以及安全壳喷 淋系统。随着大量的冷却剂涌入安全壳地坑，而安全注入系统泵入口和安全壳喷淋系统泵 入口不断向外抽吸冷却剂再用于反应堆冷却，从而形成冷却剂回路，实现地坑冷却剂的循 环再利用。由于越靠近过滤器中部的汇流槽中的冷却剂的流量和流速越大，为了减少冷却 剂在汇流槽中内的压力损失，汇流槽的尺寸可采取若干个系列，使得其截面面积从两端到 中部依次增大。由于中部的汇流槽内的流量和流速最大，可将汇流槽设计成几个不同高度 的系列，即两端的汇流槽最矮，中间靠近泵吸入口的汇流槽高度最大，采用这种汇流槽高度 递增的方式可以有效减少汇流槽内壁对流体造成的压力损失。在本发明实施例中的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器的实施方式也可采用 常规的多列布置方式，结合参照图6、图7所示，可本发明实施例中的卧式压水堆核电站安 全壳地坑过滤器可采用A、B列的方式布置。采用隔板7将过滤器模块1的汇流槽18连通 形成的液体通路分隔成第一通路，这里称为通路A以及第二通路，这里称为通路B。其中通 路A从图6中所示的过滤器左端延伸到其中部，与一个安全壳喷淋系统泵入口以及一个安 全注入系统泵入口流体连通。而通路B从图6中的过滤器右端延伸到其中部，与一个安全 注入系统泵入口以及一个安全壳喷淋系统泵入口流体连通。这样，通路A和通路B相对独 立，在其中之一发生故障时，不影响另一个的正常工作，从而满足单一故障准则。采用本发明实施例的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，由于卧式压水堆核电 站安全壳地坑过滤器的过滤筒安装在汇流槽的顶面上，安全壳地坑过滤器的底面固定设置 在安全壳地坑环廊内，不会对汇流槽产生旋转力矩，安装更加稳固，无需支撑杆支撑。重心 低，能够有效防止当地坑环廊水位因泄漏下降时空气通过汇流槽进入安全壳地坑泵吸入口 情况的发生，不会影响循环泵的正常运行；同时，汇流槽使用防膨胀的结构设计，能有效吸 收汇流槽因热膨胀而产生的横向和纵向位移，避免因内应力损坏汇流槽；由于汇流槽设计 成高度逐级递增的结构，中间汇流槽高度的增加可有效降低汇流槽内壁对流体造成的压力 损失，结构新颖，安全性能高。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权 利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
一种卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其包括多个过滤器模块，所述过滤器模块包括过滤筒以及汇流槽，所述汇流槽两端开口，多个所述汇流槽的开口端首尾相接形成流体通路并与所述安全壳地坑中的多个泵入口相连通，所述过滤筒固定设置在所述汇流槽的顶面上，其特征在于，所述安全壳地坑过滤器的所述汇流槽相对两开口端之间与所述顶面相对的底面固定设置在安全壳地坑环廊内。
2.如权利要求1所述的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其特征在于，所述汇流 槽包括底座，所述底座分别与所述汇流槽的底面及所述安全壳地坑环廊内的地面作固定设 置。
3.如权利要求1或2任一项所述的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其特征在于， 所述汇流槽的底面与所述安全壳地坑环廊内的地面相平行。
4.如权利要求1或2任一项所述的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其特征在于， 所述过滤筒垂直于所述安全壳地坑环廊内的地面固定设置在所述汇流槽的所述顶面上。
5.如权利要求2所述的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其特征在于，所述底座 呈狭长条状，其包括两个呈扁平块状的垫块和横跨固定在所述垫块上的垫座，所述垫块和 所述垫座相重叠的区域贯通设置贯通孔；通过预置在所述贯通孔中的螺栓与螺母的螺栓连接可将所述底座连接固定在所述汇 流槽的所述底面上。
6.如权利要求5所述的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其特征在于，所述底座 上设有固定孔；通过预置在所述固定孔中的螺栓与螺母的螺栓连接可将将所述底座固定在所述安全 壳地坑环廊内的地面上。
7.如权利要求5所述的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其特征在于，所述底面 的四角端部边缘贯通设置用于与所述底座作螺栓连接的贯通孔和贯通槽。
8.如权利要求7所述的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其特征在于，所述贯通 孔开设在所述底面端部两相对的对角上，所述贯通槽与所述贯通孔设置相邻。
9.如权利要求8所述的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其特征在于，两相对的 对角上的两个所述贯通孔的孔径尺寸不相等；两相对的对角上的两个所述贯通槽的槽孔延 伸方向互成角度。
10.如权利要求1所述的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其特征在于，所述汇流 槽固定设置在安全壳地坑环廊内对应所述安全壳地坑环廊内的斜柱位置设置缺口。
全文摘要
本发明实施例公开了一种卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，其包括多个过滤器模块，所述过滤器模块包括过滤筒以及汇流槽，所述汇流槽两端开口，多个所述汇流槽的开口端首尾相接形成流体通路并与所述安全壳地坑中的多个泵入口相连通，所述过滤筒固定设置在所述汇流槽的顶面上，其特征在于，所述安全壳地坑过滤器的所述汇流槽相对两开口端之间与所述顶面相对的底面固定设置在安全壳地坑环廊内。采用本发明实施例的卧式压水堆核电站安全壳地坑过滤器，不会对汇流槽产生旋转力矩，安装更加稳固，能够有效防止当地坑环廊水位因泄漏下降时空气通过汇流槽进入安全壳地坑泵吸入口情况的发生，不会影响循环泵的正常运行，结构新颖，安全性能高。
文档编号B01D29/52GK101947397SQ201010234860
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者周国丰, 唐辉, 姚振农, 张臣刚, 王庆礼, 高咏扬 申请人:中科华核电技术研究院有限公司;中国广东核电集团有限公司