[实用新型]非能动自流量控制注水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及核电站反应堆安全设备领域，尤其涉及一种适用于压水堆严重事故时的非能动自流量控制注水系统。

背景技术

核电的使用是人类在能源利用史上的一个重大突破，利用原子核的裂变反应，核电厂能够产生其他所有传统化石能源所无法比拟的高能量输出，并且这些高能量输出往往只需要耗费少量的核燃料，这种低投入高产出的特性，使得人类日益重视对核能的利用，并不断加大在核能领域的研究开发，时至今日，核能已成为世界上许多国家的重要能源组成部分。然而，核电具有极高利用价值的同时，也可能带来很大的危害，在使用核电的过程中，如果保护不当而致使出现核泄漏等重大事故，将会对核电厂周边的环境乃至全人类带来极其严重的核污染灾害。

压水堆核电站中，一回路是指冷却水把核燃料放出的热能带出反应堆压力容器，并进入蒸汽发生器，通过数以千计的传热管，把热量传给管外的二回路水，使水沸腾产生蒸汽；冷却水流经蒸汽发生器后，再由主泵送入反应堆压力容器，这样来回循环。而当压水堆发生堆芯熔融的严重事故后，通常通过压力容器外部注水淹没，以达到从压力容器外部冷却熔融堆芯，并将熔融堆芯滞留(In-Vessel Retention，简称IVR)在反应堆压力容器内，是一种重要的核电站严重事故缓解措施。由于堆芯熔融发生后，堆芯衰变热已相对稳定，因此IVR注入所需导出的热量也已经相对稳定，故对IVR注入流量的需求也相对稳定。

但现有IVR注水设计中，要么采用借助应急交流电源支持的能动注入系统，无法应对诸如完全丧失交流电源等超设计状况时的注入；要么采用高位水池或蓄压箱设计，通过水池或蓄压箱底部直连管道实现非能动IVR注水，而无需任何应急交流电源支持，但这种方式中注水流量前后阶段变化大，尤其是前期IVR水源利用率不高。

因此，有必要提供一种不需要依赖于外部动力、并能实现整个时间周期内相对稳定的注入流量，以提高注入水利用率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不需要依赖于外部动力、并能实现整个时间周期内相对稳定的注入流量，以提高注入水利用率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：提供一种非能动自流量控制注水系统，适用于对安全壳内的反应堆堆坑注水，其包括安注箱及自流量控制设备，所述自流量控制设备容置于所述安注箱内并通过一出水管连通所述反应堆堆坑，其中，所述自流量控制设备包括涡室、横管及立管组件，所述涡室呈中空结构且底部设有一流出口，所述流出口与所述出水管连通，所述横管、所述立管组件分别连通所述涡室的中空结构，且所述横管、所述立管组件连通所述涡室的位置及所述涡室的流出口的位置布局为使所述安注箱内的冷却水经所述横管、所述立管组件流入所述涡室的中空结构后形成漩涡并经所述流出口流出。

较佳地，所述立管组件包括第一连接管及与所述第一连接管相连通的多个不同高度的立管，所述第一连接管连通所述涡室的中空结构；立管组件包括不同高度的多个立管，在IVR注入初期，由于安注箱内冷却水液面较高，立管都在液面以下，此时立管流量最大；涡室内，受立管组件的切向水流的影响，涡室内汇流形成的涡旋最强，流阻最大，尽管初始位差最大或初始蓄压最高，但IVR注入流量却受到抑制，不会太高，提高注入水的利用率，随冷却水液面降低，立管组件内流量组件降低，涡室内，由于切向水流减小，涡旋减弱，流阻减小，因此一直保持IVR注入流量在要求数值附近。

较佳地，所述第一连接管所在的直线与所述横管所在的直线相交，且交点位于所述横管与所述流出口之间。因此，经第一连接管流入涡室内的冷却水与经横管流入涡室的冷却水汇流后形成涡旋，且立管组件的流量越大，汇流流向偏离涡室中心越大，则涡旋越强，流阻越大，进而使涡室的流出量反而越小，从而使注入初期的流出量得到抑制，提高反应堆堆坑的注入水的利用率。

较佳地，所述横管平行于所述安注箱的底面设置，所述第一连接管平行于所述安注箱的底面设置，且所述第一连接管垂直于所述横管并位于所述横管与所述流出口之间；且横管布置在靠近涡室的底部，使得在IVR整个注入过程中始终保持有流量进入涡室；经第一连接管流入涡室内的冷却水与经横管流入涡室的冷却水汇流后形成涡旋，且立管组件的流量越大，汇流流向偏离涡室中心越大，则涡旋越强，流阻越大，进而使涡室的流出量反而越小，从而使注入初期的流出量得到抑制，提高反应堆堆坑的注入水的利用率。

较佳地，多个所述立管均垂直于所述安注箱的底面设置并分别连通所述第一连接管，且多个所述立管均位于所述第一连接管的上方。