一種核電站的氮氣穩壓及高壓安注系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種本發明涉及核電站安全保護系統。
【背景技術】
[0002]壓水堆核動力裝置中，一回路系統是個封閉回路，通過蒸汽穩壓器或氣體穩壓器控制由于反應堆冷卻劑產生溫度變化或容積波動時引起的壓力波動，維持系統正常運行，同時可以通過穩壓器安全閥卸壓防止系統超壓。核電站的安注系統是保證反應堆在事故工況時不出現事故升級的重要專設安全設施。高壓安注系統一般是單獨設置的系統，配有電動安注栗，當反應堆冷卻劑系統發生失水事故時，向反應堆壓力容器注水，保證堆芯淹沒。第三代先進核電中設計了堆芯補水箱，通過平衡管將堆芯補水箱與主管道冷段相連，當反應堆冷卻劑系統發生失水事故時，堆芯補水箱通過重力向反應堆壓力容器注水。
[0003]蒸汽穩壓器需配置電加熱器和噴霧系統，才能實現壓力控制，而氣體穩壓器具有結構簡單、維護方便等優點；采用安注栗的高壓安注系統，如果喪失電源后，安注栗將無法啟動，安注功能也將無法保證，最終導致堆芯損壞。若能設計一種既具有穩壓功能的氣體穩壓系統，且具有非能動安注功能的系統，將使核電站的系統簡化，且安全保護系統更加安全可靠。

【發明內容】

[0004]本發明針對現有技術的不足，提出一種既實現系統穩壓功能，同時具有非能動安注功能的核電站的氮氣穩壓及高壓安注系統，所述系統包括:氮氣穩壓器，通過波動管與反應堆壓力容器相連，其通過氮氣穩壓器中氮氣的收縮和膨脹緩解反應堆冷卻劑系統的壓力；高壓安注箱，通過高壓安注箱安注管線與反應堆壓力容器相連;平衡管，將所述氮氣穩壓器和所述高壓安注箱相連接以實現非能動高壓安注。
[0005]優選地，所述氮氣穩壓器底部設置有穩壓器安注管線，當反應堆冷卻劑系統發生失水事故時，可通過所述穩壓器安注管線向所述反應堆壓力容器注水;反應堆冷卻劑系統正常運行時，通過高壓安注箱安注管線隔離閥隔離所述高壓安注箱向所述反應堆壓力容器的高壓安注功能，并且通過穩壓器安注管線隔離閥隔離所述氮氣穩壓器向所述反應堆壓力容器的安注功能。
[0006]優選地，所述系統還包括:高壓氮氣罐，通過高壓氮氣罐供氣管線經過所述平衡管與氮氣穩壓器相連，當反應堆冷卻劑系統壓力降低超出穩壓器自身調節范圍時，通過所述高壓氮氣罐向所述氮氣穩壓器補充氮氣，使壓力恢復正常運行值;卸壓箱，通過卸壓管線經過所述平衡管與所述氮氣穩壓器相連，當反應堆冷卻劑系統壓力升高超出所述氮氣穩壓器自身調節范圍時，通過向卸壓箱排放氮氣，使壓力恢復正常運行值;空壓機，設置在高壓氮氣罐和卸壓箱之間，用于將卸壓箱中的氮氣加壓后通過氮氣返回管線返回高壓氮氣罐。
[0007]優選地，所述卸壓箱也作為反應堆冷卻劑系統卸壓時存儲氮氣的裝置。
[0008]優選地，所述系統還包括:穩壓器安全閥，其設置于與所述氮氣穩壓器相連的穩壓器安全閥卸壓管線上，用于執行超壓保護功能;高壓氮氣罐安全閥，其設置于與所述高壓氮氣罐相連的高壓氮氣罐安全閥卸壓管線上，用于執行超壓保護功能；以及卸壓箱安全閥，其設置于與所述卸壓箱相連的卸壓箱安全閥卸壓管線上，用于執行超壓保護功能。
[0009]優選地，所述系統還包括:高壓氮氣罐隔離閥，其設置于與所述高壓氮氣罐相連的高壓氮氣罐供氣管線上；以及卸壓管線隔離閥，其設置于與所述卸壓箱相連的卸壓管線上；當反應堆冷卻劑系統壓力處于穩定狀態時，所述高壓氮氣罐隔離閥和所述卸壓管線隔離閥處于關閉狀態；
[0010]優選地，當反應堆冷卻劑系統壓力高于所述氮氣穩壓器調節范圍，所述卸壓管線隔離閥打開，向所述卸壓箱卸壓；當反應堆冷卻劑系統壓力低于所述氮氣穩壓器調節范圍，所述高壓氮氣罐隔離閥打開，向所述氮氣穩壓器注入高壓氮氣。
[0011]優選地，當所述高壓氮氣罐中氮氣壓力下降到一定值時，打開所述空壓機，將所述卸壓箱中的氮氣加壓后注入所述高壓氮氣罐，當所述高壓氮氣罐中氮氣壓力升高到一定值時，關閉所述空壓機，從而保證所述高壓氮氣罐的供氣能力，以及所述卸壓箱的接收氮氣能力。
[0012]優選地，當反應堆冷卻劑系統發生失水事故時，打開所述高壓安注箱安注管線隔離閥和所述穩壓器安注管線隔離閥，同時關閉所述卸壓管線隔離閥，并開啟所述高壓氮氣罐隔離閥，則所述氮氣穩壓器和所述高壓安注箱中的冷卻劑在重力作用下通過所述穩壓器安注管線、所述高壓安注箱安注管線經過注水總管注入反應堆壓力容器，維持堆芯淹沒，防止堆芯裸露導致堆芯損壞。
[0013]優選地，所述系統還包括卸壓箱卸壓閥，其設置于與所述卸壓箱安全閥相連的卸壓箱卸壓管線上；當反應堆冷卻劑系統需要降壓時，可打開所述卸壓管線隔離閥和所述卸壓箱卸壓閥進行卸壓。
[0014]優選地，如圖1所示，所述系統還包括設置在氮氣返回管線與空壓機之間的氮氣返回管線止回閥、設置在高壓安注箱安注管線隔離閥與注水總管之間的高壓安注箱安注管線止回閥；以及設置在穩壓器安注管線隔離閥與注水總管之間的穩壓器安注管線止回閥。
[0015]優選地，所述核電站的氮氣穩壓及高壓安注系統可與其它型式的安注系統共同組成安注系統。
[0016]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0017]1.本發明與傳統核電站的穩壓系統和高壓安注系統不同，將氮氣穩壓器和高壓安注箱通過平衡管結合起來，實現非能動高壓安注，比傳統的穩壓和高壓安注系統具有更為簡單和可靠的優點。
[0018]2.設置了穩壓器安注管線和高壓箱安注管線，用于當反應堆冷卻劑系統出現失水等事故時，通過穩壓器底部的安注管線和高壓安注箱安注管線向反應堆壓力容器注水，維持堆芯淹沒，防止堆芯溫度過高造成損害。
[0019]3.設置了高壓氮氣罐，當系統壓力降低超出穩壓器自身調節范圍時，可通過高壓氮氣罐向穩壓器補充氮氣，使壓力恢復正常運行值。
[0020]4.設置了卸壓箱，當系統壓力升高超出穩壓器自身調節范圍時，可通過向卸壓箱排放氮氣，使壓力恢復正常運行值;卸壓箱也作為系統卸壓時存儲氮氣的裝置。
[0021]5.高壓氮氣罐和卸壓箱之間設置了空壓機，可用于將卸壓箱中的氮氣加壓后返回高壓氮氣罐。
【附圖說明】
[0022]圖1為一種核電站的氮氣穩壓及高壓安注系統流程簡圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。為了更清晰的理解本發明，下面以核電站正常運行和發生失水事故為例，結合圖1對本發明的核電站的氮氣穩壓及高壓安注系統作進一步說明。
[0024]如圖1所示，核電站的氮氣穩壓及高壓安注系統包括:氮氣穩壓器4，通過波動管3與反應堆壓力容器1相連，其通過氮氣穩壓器4中氮氣的收縮和膨脹緩解反應堆冷卻劑系統的壓力；高壓安注箱23，通過高壓安注箱安注管線24與反應堆壓力容器1相連;平衡管7，將氮氣穩壓器4和高壓安注箱23相連接以實現非能動高壓安注;將氮氣穩壓器4和高壓安注箱23通過平衡管7結合起來，可實現非能動高壓安注，比傳統的穩壓和高壓安注系統具有更為簡單和可靠的優點。
[0025]優選地，如圖1所示，氮氣穩壓器4底部還設置有穩壓器安注管線27，當反應堆冷卻劑系統發生失水事故時，可通過穩壓器安注管線27向反應堆壓力容器1注水。反應堆冷卻劑系統正常運行時，如圖1所示，通過高壓安注箱安注管線隔離閥25隔離高壓安注箱23向反應堆壓力容器1的高壓安注功能，并且通過穩壓器安注管線隔離閥28隔離氮氣穩壓器4向反應堆壓力容器1的安注功能。
[0026]優選地，如圖1所示，高壓氮氣罐12，通過高壓氮氣罐供氣管線8經過平衡管7與氮氣穩壓器4相連，當反應堆冷卻劑系統壓力降低超出穩壓器4自身調節范圍時，通過高壓氮氣罐23向氮氣穩壓器4補充氮氣，使壓力恢復正常運行值;卸壓箱16，通過卸壓管線22經過平衡管7與氮氣穩壓器相連，當反應堆冷卻劑系統壓力升高超出氮氣穩壓器4自身調節范圍時，通過向卸壓箱16排放氮氣，使壓力恢復正常運行值;空壓機15，設置在高壓氮氣罐12和卸壓箱16之間，用于將卸壓箱16中的氮氣加壓后通過氮氣返回管線13返回高壓氮氣罐12。
[0027]優選地，如圖1所示，卸壓箱16也作為所述系統卸壓時存儲氮氣的裝置。
[0028]優選地，如圖1所示，所述的核電站的氮氣穩壓及高壓安注系統還包括:穩壓器安全閥6，其設置于與氮氣穩壓器4相連的穩壓器安全閥卸壓管線5上，用于執行超壓保護功能；高壓氮氣罐安全閥11，其設置于與高壓氮氣罐12相連的高壓氮氣罐安全閥卸壓管線10上，用于執行超壓保護功能；以及卸壓箱安全閥18，其設置于與卸壓箱16相連的卸壓箱安全閥卸壓管線17上，用于執行超壓保護功能。
[0029]優選地，如圖1所示，所述系統還包括:高壓氮氣罐隔離閥9，其設置于與高壓氮氣罐12相連的高壓氮氣罐供氣管線8上；以及卸壓管線隔離閥21，其設置于與卸壓箱16相連的卸壓管線