[发明专利]体积膨胀组件和提高重力安注压头的方法

说明书

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种在核电站中使用的体积膨胀组件和一种提高安注系统中的重力安注压头的方法。

背景技术

核电站中使用的安注系统又叫做应急堆芯冷却系统，它的主要功能包括：当一回路系统破裂引起失水事故时，安注系统向堆芯注水，保证淹没和冷却堆芯，防止堆芯融化，以及保持堆芯的完整性。

另外，在三代非能动核电站(例如AP1000)中，可以利用堆芯补水箱(CMT)、安注箱(ACC)、安全壳内置换料水箱(IPWST)等向堆芯注水，这些注水操作均采用非能动方式，而重力安注压头是执行安注操作的重要参数。

发明内容

本发明主要旨在提高安注压头从而进一步提高安注系统的安全性。

根据本发明的一个方面，提出了一种在核电站中使用的体积膨胀组件，包括：体积膨胀装置，设置在核电站的流体容器内，所述体积膨胀装置适于基于触发信号在所述流体容器内膨胀以提高所述流体容器内的液位或提高所述流体容器内的压力。

有利的，以非能动方式使得所述体积膨胀装置膨胀。

进一步的，所述体积膨胀装置包括高压气体存储容器和体积膨胀容器，所述体积膨胀容器通过阀门与所述高压气体存储容器相通；基于所述触发信号，所述阀门被开启而使得所述体积膨胀容器的体积膨胀。有利的，所述体积膨胀的膨胀速度由阀门的开度控制。

可选的，利用化学反应产生的气体使得所述体积膨胀装置发生体积膨胀。进一步的，所述体积膨胀装置包括容纳有第一反应物的第一反应容器和容纳有第二反应物的第二反应容器，所述第一反应容器和所述第二反应容器通过阀门相通，第一反应物适于与所述第二反应物发生反应而产生大量气体，其中，基于所述触发信号，所述阀门被开启而使得第一反应物与所述第二反应物发生反应以产生大量气体，产生的大量气体至少膨胀所述第一反应容器和所述第二反应容器中的至少一个。可选的，所述体积膨胀装置包括容纳有第一反应物的第一反应容器和容纳有第二反应物的第二反应容器，所述第一反应容器和所述第二反应容器通过阀门相通，第一反应物适于与所述第二反应物发生反应而产生大量气体，第一反应容器和第二反应容器中的至少一个设置有排气口，其中，基于所述触发信号，所述阀门被开启而使得第一反应物与所述第二反应物发生反应以产生大量气体，产生的大量气体经所述排气口进入体积膨胀装置的内部空间以膨胀所述体积膨胀装置。有利的，所述体积膨胀的膨胀速度由阀门的开度控制。

有利的，所述体积膨胀组件还包括限位装置，所述限位装置限制所述体积膨胀装置在体积膨胀之后的位置和/或形状。

有利的，所述体积膨胀组件使用在压水堆安注系统中。

在上述体积膨胀组件中，有利的，所述体积膨胀装置设置在所述流体容器内，且所述流体容器为核电站的以下部件中的至少一种：堆芯补水箱(CMT)、安全壳地坑、安全壳内换料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全壳、反应堆压力容器(RPV)、蒸汽发生器(SG)。有利的，所述触发信号包括流体容器内的液位、液体流出所述流体容器的安注流速、所述流体容器内部的压力、堆芯温度、稳压器内的低压力信号以及低液位信号中的至少一种。

根据本发明的第二方面，提出了一种提高核电站安注系统中的重力安注压头的方法，包括以下步骤：在液体容器的底部设置体积膨胀装置；基于触发信号使得所述体积膨胀装置在所述液体容器内膨胀以升高所述液体容器内的液位。

根据本发明的第三方面，提出了一种提高核电站安注系统中的重力安注压头的方法，包括以下步骤：在核电站的多个液体容器的底部分别设置多个体积膨胀装置；基于触发信号使得至少一个所述体积膨胀装置在相应的液体容器内膨胀以升高相应液体容器内的液位。由此，可以同时组合使用多个体积膨胀装置。

在上述方法中，有利的，所述体积膨胀装置包括高压气体存储容器和体积膨胀容器，所述体积膨胀容器通过阀门与所述高压气体存储容器相通；使得所述体积膨胀装置在所述液体容器内膨胀的步骤包括开启所述阀门而使得所述体积膨胀容器的体积膨胀。进一步的，控制所述发明的开度以控制体积膨胀容器的膨胀速度。

在上述方法中，可选的，使得所述体积膨胀装置在所述液体容器内膨胀的步骤包括利用化学反应产生的气体使得所述体积膨胀装置发生体积膨胀。

在上述方法中，可选的，使得所述体积膨胀装置在所述液体容器内膨胀的步骤包括开启气泵而向所述体积膨胀装置内供给使得所述体积膨胀装置体积膨胀的气体。有利的，调节所述气泵的运转以控制所述体积膨胀装置的充气速度、充气量、充气压力中的至少一个。