一种先进堆芯补水箱结构的制作方法

本发明涉及一种堆芯补水箱结构，特别涉及一种适用于非能动核电厂的先进堆芯补水箱结构。

背景技术：

堆芯补水箱处于高位，含有较高浓度的低温含硼水，底部和顶部分别连接注射管和平衡管，主要功能是：对反应堆冷却剂系统进行补水和硼化，在失水事故下对反应堆冷却剂系统实施全压安注。

堆芯补水箱在事故中会自动触发，在某些非失水事故条件下，堆芯补水箱投入运行后，以水循环方式运行，其冷水与反应堆冷却剂系统的热水混合后，整个系统水体积发生膨胀，稳压器液位上升程度较大，如果操纵员不进行干预，可能使稳压器发生满溢，导致稳压器安全阀过水卡开等不利后果。因此，在不能避免堆芯补水箱在某些事故下触发的情况下，适当减少这种运行模式下堆芯补水箱装量可进一步防止稳压器满溢。

在失水事故条件下，堆芯补水箱投入运行后，先以水循环方式运行一段时间后，由于反应堆冷却剂系统水装量的持续流失，堆芯补水箱转变为排水运行模式，向反应堆提供安全注射。这个安全注射需要持续至安全壳内换料水箱注射为止，因此，堆芯补水箱的水装量不能过小。

现有的非能动压水堆核电厂中的堆芯补水箱是一个箱体，能够满足对反应堆冷却剂系统进行补水和硼化的要求，并在失水事故下执行对反应堆冷却剂系统实施全压安注的功能，但也存在着在某些非失水事故条件下触发后可能对事故带来不利影响的因素。

因此，特别需要一种先进堆芯补水箱结构，以解决上述现有存在的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种先进堆芯补水箱结构，针对现有技术的不足，通过巧妙的、非能动的结构，可以有效减少参与水循环自然循环模式的水装量，同时不影响排水运行模式下用于安全注射的水装量。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种先进堆芯补水箱结构，其特征在于，它包括补水箱箱体，在所述补水箱箱体的上部设置有水平隔板，所述水平隔板的中部连接有箱体内注射管，所述箱体内注射管下部设置有流水孔，所述水平隔板上设置有非能动浮子式流水孔开闭控制装置。

在本发明的一个实施例中，所述水平隔板上设置有水平隔板流水孔。

在本发明的一个实施例中，所述浮子式流水孔开闭控制装置包括浮子限位器和钛合金空心浮子球，所述浮子限位器设置在水平隔板的流水孔下方，所述钛合金空心浮子球设置在所述浮子限位器内。

在本发明的一个实施例中，所述补水箱箱体的顶部设置有鼓泡器。

本发明的先进堆芯补水箱结构，与现有技术相比，在堆芯补水箱处于水循环运行模式下，能有效减少用于自然循环的堆芯补水箱水装量，有效减少整个系统由于冷热水混合导致的体积膨胀，进一步防止稳压器满溢，同时这个水装量能满足化学容积控制系统故障时的补水要求以及主蒸汽管道破裂时的硼化要求；在堆芯补水箱处于排水运行模式下，不影响用于安全注射的水装量，实现本发明的目的。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本发明的先进堆芯补水箱结构的结构示意图；

图2为本发明在水循环模式下(水平隔板上方尚未全部完成水循环)的示意图；

图3为本发明在水循环模式下(水平隔板上方全部完成水循环)的示意图；

图4为本发明在排水模式下(液位高于水平隔板)的示意图；

图5为本发明在排水模式下(液位低于水平隔板)的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例

如图1至图5所示，本发明的先进堆芯补水箱结构，它包括补水箱箱体10，在补水箱箱体10的上部设置有水平隔板20，水平隔板20的中部连接有箱体内注射管30，箱体内注射管30下部设置有流水孔31，水平隔板20上设置有浮子式流水孔开闭控制装置40。

在本实施例中，水平隔板20两侧设置有水平隔板流水孔21。

浮子式流水孔开闭控制装置40(非能动)采用巧妙的、非能动的结构，利用自然力(浮力)的作用，实现水平隔板流水孔21只在堆芯补水箱液位低于水平隔板后开启而其它状态下关闭的功能。

在本实施例中，浮子式流水孔开闭控制装置40包括浮子限位器41和钛合金空心浮子球42，浮子限位器41设置在水平隔板流水孔21的下方，钛合金空心浮子球42设置在浮子限位器41内。

在本实施例中，补水箱箱体10的顶部设置有鼓泡器50。

本发明的先进堆芯补水箱结构工作时：

(1)堆芯补水箱水循环运行模式

当热分层处于水平隔板20上方时，补水箱箱体10内的冷水通过箱体内注射管30流出，热水通过鼓泡器50流入。钛合金浮子球42在浮力作用下顶住并堵塞水平隔板流水孔21，水平隔板20下方的水装量不参与自然循环。(参见图2)

当水平隔板20上方热水装量逐渐增多，热分层逐渐下降至水平隔板20后，钛合金浮子球42仍然在浮力作用下顶住并堵塞水平隔板流水孔21，水平隔板20下方的水装量仍然无法参与自然循环。随后，堆芯补水箱自然循环逐渐减弱甚至消失。需要参与自然循环的水装量由设计要求通过水平隔板20的位置来设定。(参见图3)

(2)堆芯补水箱排水运行模式

当从鼓泡器50进入补水箱箱体10的流体为蒸汽后，补水箱箱体10进入排水运行模式。当补水箱箱体10液位高于水平隔板20上方时，钛合金浮子球42在浮力作用下顶住并堵塞水平隔板流水孔21，水平隔板20下方的水装量无法排出。(参见图4)

当补水箱箱体10液位下降至低于水平隔板20，钛合金浮子球42随液位一道下降，水平隔板20上的流水孔21不再被堵塞而处于可以流通状态，水平隔板20上方的蒸汽能够通过流水孔21进入水平隔板20下方空间，进而水平隔板20下方腔室内的水能够经过箱体内注射管30下部的流水孔31流至箱体内注射管30用于堆芯补水。(参见图5)

本发明的先进堆芯补水箱结构，自动实现减少堆芯补水箱水循环模式下参与自然循环的水装量，同时该水装量满足化学容积控制系统故障时的补水要求以及主蒸汽管道破裂时的硼化要求；不影响堆芯补水箱排水运行模式下用于安全注射的水装量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明的目的在于公开一种先进堆芯补水箱结构，它包括补水箱箱体，在所述补水箱箱体的上部设置有水平隔板，所述水平隔板的中部连接有箱体内注射管，所述箱体内注射管下部设置有流水孔，所述水平隔板上设置有非能动浮子式流水孔开闭控制装置；与现有技术相比，在堆芯补水箱处于水循环运行模式下，能有效减少用于自然循环的堆芯补水箱水装量，有效减少整个系统由于冷热水混合导致的体积膨胀，进一步防止稳压器满溢，同时这个水装量能满足化学容积控制系统故障时的补水要求以及主蒸汽管道破裂时的硼化要求；在堆芯补水箱处于排水运行模式下，不影响用于安全注射的堆芯补水箱水装量，实现本发明的目的。

技术研发人员：史国宝;徐财红;秦慧敏;王喆
受保护的技术使用者：上海核工程研究设计院有限公司
技术研发日：2018.06.13
技术公布日：2018.12.07