一种能动与非能动相结合的冷却注水系统的制作方法

本发明涉及反应堆冷却领域，尤其涉及能动与非能动相结合的冷却注水系统。

背景技术：

1、反应堆压力容器是实现核电厂事故后放射包容的第二道屏障的关键部分，在核电厂事故发生后，需要对反应堆压力容器中的堆坑和反应堆堆芯位置进行注水冷却，通过冷却水带走热量，以减小事故对安全壳的影响。

2、目前，在相关技术中，常采用能动冷却系统直接对反应堆压力容器进行冷却，而非能动冷却系统作为备用冷却系统。中国专利文件cn 109346196 b公开了一种能动和非能动冷却相结合的熔融物堆内滞留系统，该能动和非能动冷却相结合的熔融物堆内滞留系统，包括围绕核反应堆压力容器2底端设置且与核反应堆压力容器2底端形成一个冷却通道的核反应堆保温层3，与冷却通道连通的外部冷却管道4，与外部冷却管道4连通的能动注水冷却系统，设置在核反应堆压力容器2顶端与冷却通道连通的非能动高位水箱系统；外部冷却管道4通过管道式冷却剂注入口与冷却通道连通；管道式冷却剂注入口包括位于核反应堆压力容器2中熔融物1顶部位置处的外部冷却管道水平出口5、位于核反应堆压力容器2中熔融物1底部位置处的外部冷却管道底部出口6和位于核反应堆压力容器2中熔融物1中部位置处的外部冷却管道倾斜出口7中的至少两种；安全壳17内的上部位置处设置有安全壳内嵌冷凝器16，该安全壳内嵌冷凝器16下方设置有冷却水收集池10；熔融物堆内滞留系统采用多角度布置的管道式冷却剂注入口，针对局部热量集中位置进行针对性布置，在压力容器下封头外表面的局部位置形成针对性的射流冷却。该能动和非能动冷却相结合的熔融物堆内滞留系统在核事故发生时，首先启动能动注水系统，当能动注水系统故障时，启动非能动注水系统。该能动和非能动冷却相结合的熔融物堆内滞留系统中，非能动系统不具备二次注水功能，当能动系统故障时，非能动注水系统因不具备二次注水功能而不能够对能动系统的修复提供足够的维修时间窗口，无法满足堆坑持续注入冷却水的要求；另外，一些注水系统中设计有两组能动注水系统，其中，一组能动注水系统为主系统，另一路能动注水系统为冗余系统，导致成本较高。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种能动与非能动相结合的冷却注水系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、提供一种能动与非能动相结合的冷却注水系统，用于反应堆压力容器的堆坑及反应堆堆芯的冷却，包括：安全壳内高位水箱；第一端设于所述安全壳内高位水箱内，第二端经堆坑注水管线控制阀连通所述堆坑的大流量非能动堆坑注水管线；第一端设于所述安全壳内高位水箱内，第二端与所述大流量非能动堆坑注水管线连通的小流量非能动堆坑注水管线；第二端经能动补水管线上安全壳外控制阀连通所述安全壳内高位水箱的安全壳内高位水箱能动补水管线，其第一端与能动注水泵连通；所述大流量非能动堆坑注水管线的所述第一端的设置位置高于所述小流量非能动堆坑注水管线的所述第一端的设置位置。

4、在一些实施例中，所述大流量非能动堆坑注水管线上还设有连接于所述堆坑注水管线控制阀两侧的第一旁路管线，所述第一旁路管线上设有堆坑注水管线旁路控制阀。

5、在一些实施例中，所述大流量非能动堆坑注水管线上在靠近所述堆坑的一侧设置有与所述大流量非能动堆坑注水管线连通的引漏管线，所述引漏管线一端与所述大流量非能动堆坑注水管线连通，另一端向下自由延伸设置，当所述堆坑注水管线控制阀或所述堆坑注水管线旁路控制阀泄漏时，冷却水从所述引漏管线排出。

6、在一些实施例中，所述小流量非能动堆坑注水管线的所述第二端经限流件连通所述大流量非能动堆坑注水管线。

7、在一些实施例中，所述限流件为限流孔板或流量调节阀。

8、在一些实施例中，所述小流量非能动堆坑注水管线上设置有可从所述安全壳内高位水箱向所述反应堆堆芯中注入冷却水的非能动堆芯注水管线，所述非能动堆芯注水管线一端与所述小流量非能动堆坑注水管线连通，另一端经非能动堆芯注水管线控制阀连通反应堆堆芯。

9、在一些实施例中，所述安全壳内高位水箱能动补水管线的所述第一端延伸至所述安全壳内高位水箱的底部，以对所述安全壳内高位水箱内的硼水进行搅混。

10、在一些实施例中，还包括安全壳内取水单元，所述安全壳内取水单元设置有第一能动取水管线，所述第一能动取水管线一端与所述安全壳内取水单元连通，另一端经能动取水管线控制阀连通至所述能动注水泵的输入端。

11、在一些实施例中，所述安全壳内高位水箱能动补水管线设置有能动堆芯注水管线，所述能动堆芯注水管线一端连通所述安全壳内高位水箱能动补水管线，另一端经堆芯注水管线控制阀连通所述非能动堆芯注水管线。

12、在一些实施例中，还包括：

13、安全壳内高位水箱溢流管线，所述安全壳内高位水箱溢流管线的一端设置在所述安全壳内高位水箱内、且高于所述大流量非能动堆坑注水管线的所述第一端，所述安全壳内高位水箱溢流管线的另一端向下伸出到所述安全壳内高位水箱外，与安全壳内取水单元连通。

14、在一些实施例中，还包括：

15、安全壳外高位水箱；

16、可从安全壳外高位水箱向所述安全壳内高位水箱补水的安全壳外高位水箱向安全壳内高位水箱补水管线，所述安全壳外高位水箱向安全壳内高位水箱补水管线一端设于所述安全壳内高位水箱内，另一端经一开关件连通安全壳外高位水箱。

17、在一些实施例中，所述安全壳外高位水箱向安全壳内高位水箱补水管线的所述另一端延伸至所述安全壳内高位水箱的底部。

18、实施本发明具有以下有益效果：

19、该能动与非能动相结合的冷却注水系统中设置有大流量非能动堆坑注水管线和小流量非能动堆坑注水管线，其中，大流量非能动堆坑注水管线连通安全壳内高位水箱和堆坑，小流量非能动堆坑注水管线同样连通安全壳内高位水箱和堆坑，大流量非能动堆坑注水管线在安全壳内高位水箱内的一端的设置位置高于小流量非能动堆坑注水管线在安全壳内高位水箱内的一端的设置位置，该能动与非能动相结合的冷却注水系统注水时，先通过大流量非能动堆坑注水管线以大流量的方式向堆坑内注水，当安全壳内高位水箱内的冷却水的液位低于大流量非能动堆坑注水管线在安全壳内高位水箱内的一端的设置位置时，小流量非能动堆坑注水管线以小流量的方式继续向堆坑内注冷却水，此时，启动能动注水泵向安全壳内高位水箱补水以恢复水位，在补水过程中，若能动注水泵故障无法补水时，安全壳内高位水箱仍可通过小流量非能动堆坑注水管线向堆坑内注水，使得该能动与非能动相结合的冷却注水系统具有二次注水功能，为能动注水泵的维修提供了较长的时间维修窗口，满足了堆坑内持续注入冷却水的要求，此外，该能动与非能动相结合的冷却注水系统不需要冗余的能动注水系统，减少了设计成本。

技术特征：

1.一种能动与非能动相结合的冷却注水系统，用于反应堆压力容器的堆坑(27)及反应堆堆芯(26)的冷却，其特征在于，包括：安全壳内高位水箱(34)；第一端设于所述安全壳内高位水箱(34)内，第二端经堆坑注水管线控制阀(52)连通所述堆坑(27)的大流量非能动堆坑注水管线(30)；第一端设于所述安全壳内高位水箱(34)内，第二端与所述大流量非能动堆坑注水管线(30)连通的小流量非能动堆坑注水管线(39)；第二端经能动补水管线上安全壳外控制阀(46)连通所述安全壳内高位水箱(34)的安全壳内高位水箱能动补水管线(38)，其第一端与能动注水泵(31)连通；所述大流量非能动堆坑注水管线(30)的所述第一端的设置位置高于所述小流量非能动堆坑注水管线(39)的所述第一端的设置位置。

2.根据权利要求1所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，所述大流量非能动堆坑注水管线(30)上还设有连接于所述堆坑注水管线控制阀(52)两侧的第一旁路管线(28)，所述第一旁路管线(28)上设有堆坑注水管线旁路控制阀(53)。

3.根据权利要求2所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，所述大流量非能动堆坑注水管线(30)上在靠近所述堆坑(27)的一侧设置有与所述大流量非能动堆坑注水管线(30)连通的引漏管线(43)，所述引漏管线(43)一端与所述大流量非能动堆坑注水管线(30)连通，另一端向下自由延伸设置，当所述堆坑注水管线控制阀(52)或所述堆坑注水管线旁路控制阀(53)泄漏时，冷却水从所述引漏管线(43)排出。

4.根据权利要求1-3任一项所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，所述小流量非能动堆坑注水管线(39)的所述第二端经限流件(40)连通所述大流量非能动堆坑注水管线(30)。

5.根据权利要求4所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，所述限流件(40)为限流孔板或流量调节阀。

6.根据权利要求5所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，所述小流量非能动堆坑注水管线(39)上设置有可从所述安全壳内高位水箱(34)向所述反应堆堆芯(26)中注入冷却水的非能动堆芯注水管线(41)，所述非能动堆芯注水管线(41)一端与所述小流量非能动堆坑注水管线(39)连通，另一端经非能动堆芯注水管线控制阀(51)连通反应堆堆芯(26)。

7.根据权利要求6所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，所述安全壳内高位水箱能动补水管线(38)的所述第一端延伸至所述安全壳内高位水箱(34)的底部，以对所述安全壳内高位水箱(34)内的硼水进行搅混。

8.根据权利要求7所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，还包括安全壳内取水单元(25)，所述安全壳内取水单元(25)设置有第一能动取水管线(32)，所述第一能动取水管线(32)一端与所述安全壳内取水单元(25)连通，另一端经能动取水管线控制阀(50)连通至所述能动注水泵(31)的输入端。

9.根据权利要求8所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，所述安全壳内高位水箱能动补水管线(38)设置有能动堆芯注水管线(23)，所述能动堆芯注水管线(23)一端连通所述安全壳内高位水箱能动补水管线(38)，另一端经堆芯注水管线控制阀(22)连通所述非能动堆芯注水管线(41)。

10.根据权利要求1所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，还包括：

11.根据权利要求1所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，还包括：

12.根据权利要求11所述的能动与非能动相结合的冷却注水系统，其特征在于，所述安全壳外高位水箱向安全壳内高位水箱补水管线(36)的所述另一端延伸至所述安全壳内高位水箱(34)的底部。

技术总结
本发明涉及一种能动与非能动相结合的冷却注水系统，包括：安全壳内高位水箱；第一端设于所述安全壳内高位水箱内，第二端经堆坑注水管线控制阀连通所述堆坑的大流量非能动堆坑注水管线；第一端设于所述安全壳内高位水箱内，第二端与所述大流量非能动堆坑注水管线连通的小流量非能动堆坑注水管线；第二端经能动补水管线上安全壳外控制阀连通所述安全壳内高位水箱的安全壳内高位水箱能动补水管线，其第一端与能动注水泵连通；所述大流量非能动堆坑注水管线的所述第一端的设置位置高于所述小流量非能动堆坑注水管线的所述第一端的设置位置。本发明可在能动注水泵故障时为能动注水泵的维修提供维修时间窗口，满足反应堆堆芯持续注入冷却水的要求。

技术研发人员：王庆礼,刘东,张辉,魏倩文,李振光,王峥,傅蓉,吕兴兵
受保护的技术使用者：中广核工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16