新型核电反应堆应急补水装置的制作方法

本发明属于核电站应急设备技术领域，具体涉及一种新型核电反应堆应急补水装置。

背景技术：

2011年3月，日本福岛核电站发生核事故后，各国对运行核电厂的安全性进行了重新评估(压力测试)，并提出了安全改进措施。为汲取日本福岛核事故的经验和教训，进一步提高我国核电厂的安全水平，国家核安全局(NNSA)对国内各核电营运单位也提出了安全改进要求，并发布实施了《福岛核事故后核电厂改进行动通用技术要求》。其中，该技术要求的第二条规定，运行和在建核电厂应设置应急补水装置，以实现在核电厂部分或全部安全系统功能丧失的情况下，通过向二回路和/或一回路补水，及向乏燃料水池补水以带出余热。根据国家核安全局对运行核电厂提出的安全整改行动要求，秦山核电基地增加设置了两台移动泵，以满足核电厂在发生事故状态下的应急补水要求。

应急补水装置是在核电厂发生严重事故时用于向反应堆一回路补充冷却水，所以需要具备一定的机动能力，并且应满足在丧失全部交流电源条件下可以启动的要求。因此应急补水装置必须是可移动的，而且无需交流电源即可启动，为了满足上述要求，我们提出了移动式柴油机驱动泵的解决方案。

移动式柴油机驱动泵的功能是在核电厂丧失全部交流电源(包括厂址附加柴油发电机)时，通过临时补水管线向一回路或蒸汽发生器注水，满足应急情况下的堆芯冷却要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无需交流电源运行、可移动工作的反应堆应急补水装置。

本发明是这样实现的：

一种新型核电反应堆应急补水装置，包括柴油机、水泵、水箱、专用车辆和水泵接口管道；柴油机、水泵、水箱和水泵接口管道均设置在专用车辆的车厢内；柴油机的输出端与水泵连接，用于驱动水泵工作；水泵的进水端通过位于进水端一侧的水泵接口管道与水箱的出水端连接，用于从水箱中取水；出水端连接位于出水端一侧的水泵接口管道，用于向核电厂指定位置注水。

如上所述的柴油机选用东风康明斯DFL5160XXYB型柴油机；柴油机的油箱容量为300L，安装在专用车辆上，位于整车操作平台下；油箱上设置有加油、排油、排气接口以及油位监测装置；加油、排油、排气接口高于地面1m，油箱上设置的补油接口；柴油机自带冷却系统。

如上所述的水泵选用卧式多级离心泵，吸入口轴向和吐出口水平；该泵共五级叶轮，叶轮为单吸结构，采用平衡鼓结构；叶轮材质选用不锈钢材料316L；水泵和柴油机之间通过带加长节的膜片联轴器联接驱动。

水箱上设置有水箱进水口、水箱出水口、排气孔、水箱加水口、气体腔、进水管路、排气管路和排液口；水箱进水口和水箱出水口相对设置在水箱下部的两侧，分别用于进水和出水；水箱进水口通过接管与外部水源连接，水箱出水口通过水泵接口管道与水泵连接；水箱加水口设置在水箱的上方，通过管路与外部水源连接；在水箱加水口的一侧设置有排气孔，用于排出水箱3内的空气；在水箱进水口的下方设置有排液口，用于排出水箱内的水；位于水箱加水口下方的水箱箱体向上凸起，从而在箱体内部形成气体腔，用于分离混合在水中的空气；水箱进水口和气体腔通过进水管路相连通；气体腔和排气孔通过排气管路相连通。

如上所述的在水箱上还设置有液位显示器，用于监测水箱箱体中的液位，保证水箱的正常输水。

如上所述的专用车辆采用东风天锦底盘，采用直通车架，纵梁上下翼面采用无孔设计；专用车辆底盘高度为1.2m，管路及仪表均安装在车厢内的操作平台上。

如上所述的水泵接口管道共有两根，位于水泵出水端一侧的水泵接口管道的一端与水泵的出水端连接，另一端伸出专用车辆的车厢，预留法兰接口，用于安装延长管线向核电厂指定位置区域注水。

两根水泵接口管道与水泵的连接端均设置有温度和压力监控装置，用于监测水泵进水端和出水端的温度和压力；在水泵出水端一侧的水泵接口管道上还设置有流量计，用于监测水泵的输出流量。

本发明的有益效果是：

本发明采用柴油机驱动水泵，解决了在没有交流电源条件下即可启动运行的问题，同时设计配置了专用水箱，可以实现水泵的自吸功能，满足从基准面以下5米处吸水，且通过安装在专用车辆的底盘上，实现了补水装置的灵活机动功能。

附图说明

图1是本发明的新型核电反应堆应急补水装置的系统结构图；

图2是本发明的新型核电反应堆应急补水装置的水箱的结构图。

其中：1.柴油机，2.水泵，3.水箱，4.专用车辆，5.水泵接口管道，6.流量计， 7.水箱进水口，8.水箱出水口，9.液位显示器，10.排气孔，11.水箱加水口，12. 气体腔，13.进水管路，14.排气管路，15.排液口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

如图1所示，一种新型核电反应堆应急补水装置，包括柴油机1、水泵2、水箱3、专用车辆4和水泵接口管道5。柴油机1、水泵2、水箱3和水泵接口管道5均设置在专用车辆4的车厢内。柴油机1的输出端与水泵2连接，用于驱动水泵2工作。水泵2的进水端通过位于进水端一侧的水泵接口管道5与水箱3的出水端连接，用于从水箱3中取水；出水端连接位于出水端一侧的水泵接口管道5，用于向核电厂指定位置注水。

柴油机1选用东风康明斯DFL5160XXYB型柴油机，符合GB1147.1的标准要求。柴油机1的油箱容量为300L，能够满足水泵8小时连续运行要求。油箱安装在专用车辆4上，位于整车操作平台下，油箱上设置有加油、排油、排气等接口以及油位监测装置，在低油位时，能够自动报警，加油、排油、排气接口高于地面1m，满足在厂区水淹深度1m的情况下对油箱的供油无影响。油箱上设置的补油接口，方便实现在线补油功能。柴油机1自带冷却系统，能够满足运行要求。

水泵2选用卧式多级离心泵，吸入口(即进水端)轴向和吐出口(即出水端)水平，吸入口法兰：DN125，PN16，排出口法兰：DN65，PN25。该泵共五级叶轮，叶轮为单吸结构，采用成熟的平衡鼓结构平衡轴向力，安全可靠；叶轮材质选用抗冲刷耐腐蚀性能优良的不锈钢材料316L。水泵2和柴油机1之间通过带加长节的膜片联轴器联接驱动。

如图2所示，在水箱3上设置有水箱进水口7、水箱出水口8、排气孔10、水箱加水口11、气体腔12、进水管路13、排气管路14和排液口15。水箱进水口7和水箱出水口8相对设置在水箱3下部的两侧，分别用于进水和出水。水箱进水口7通过接管与外部水源连接，水箱出水口8通过水泵接口管道5与水泵2连接。水箱加水口11设置在水箱3的上方，通过管路与外部水源连接。在水箱加水口11的一侧设置有排气孔10，用于排出水箱3内的空气。在水箱进水口7的下方设置有排液口15，用于排出水箱内的水。位于水箱加水口11下方的水箱箱体向上凸起，从而在箱体内部形成气体腔12，用于分离混合在水中的空气。水箱进水口7和气体腔12通过进水管路13相连通。气体腔12和排气孔10 通过排气管路14相连通。混合有空气的水从外部水源经过水箱进水口7进入水箱3后，经过进水管路13进入气体腔12，此时水向箱体下部流动，混合在水中的空气停留在气体腔12内。随着水位逐渐升高，水对于处在气体腔12内的空气产生压力，使得空气通过排气管路14输出至排气孔10，随后排出箱体外部。通过水箱3的结构设计，可以使得在水箱3向水泵2输出的水中，空气含量大幅降低，从而大大提高了水泵2的出水性能，使得水泵2能够完成连续从5米落差的水源吸水，满足水泵2连续出水的流量要求，使得本套装置在应急状态下随时可用，符合核电厂实际使用要求。

在本实施例中，在水箱3上还设置有液位显示器9，用于监测水箱箱体中的液位，保证水箱3的正常输水。

专用车辆4采用东风天锦底盘，采用直通车架，纵梁上下翼面采用无孔设计，有效的提升了整体刚度，使得专用车辆4具有强度高和重量轻的优点。专用车辆4底盘高度为1.2m，管路及仪表均安装在车厢内的操作平台上，方便工作人员在事故情况下的接管和启停操作，以及对设备的日常检修维护等操作。

水泵接口管道5共有两根，位于水泵2出水端一侧的水泵接口管道5的一端与水泵2的出水端连接，另一端伸出专用车辆4的车厢，预留法兰接口，用于安装延长管线向核电厂指定位置区域注水。在两根水泵接口管道5与水泵2 的连接端均设置有温度和压力监控装置，用于监测水泵2进水端和出水端的温度和压力。在水泵2出水端一侧的水泵接口管道5上还设置有流量计6，用于监测水泵2的输出流量。根据流量计6监测的流量变化、水箱3上液位显示器9 的液位指示以及水泵2的进水端和出水端的温度和压力情况，控制柴油机1和水泵2的转速，达到调节本装置输出流量的目的。

上面结合实施例对本发明的实施方法作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。