一种核电厂事故工况用应急补水装置的制作方法

文档序号:28601490发布日期:2022-01-22 11:23阅读:101来源:国知局
一种核电厂事故工况用应急补水装置的制作方法

1.本发明涉及核电厂安全辅助设施技术领域,特别是涉及一种核电厂事故工况用应急补水装置。


背景技术:

2.严重事故是比设计基准事故更严重且发生堆芯性能严重恶化的事故工况。严重事故工况下,设计基准之内为堆芯冷却、乏燃料冷却的正常补水可能己无法供应,需要采用应急补水设施进行供水。
3.2011年3月,日本福岛核电厂因强烈地震及海啸导致严重核事故发生。福岛核事故后,国内核电厂汲取了福岛事故的经验及教训,实施了应急补水设施改造,增设了应急补水车,以实现在核电厂部分或全部安全系统功能丧失的情况下,通过向一回路、二回路补水,从而导出堆芯余热。
4.然而演习期间发现一系列问题。一是现有的应急补水车如果停到一、二回路补水接口侧,则外部水源到移动补水泵距离过长,无法构成完整的系统,泵入口长距离的消防软管极易吸瘪,可能造成泵入口气蚀导致补水泵无法工作。二是应急补水车如果停到水源侧,则在65t/h的标准流量下,长距离的软管由于压损过大已将泵的扬程消耗殆尽,到补水点已无压力。即现有的应急补水设施导致补水接口处的压头无法满足应急补水压力要求。


技术实现要素:

5.基于此,有必要针对现有的应急补水设施不能满足应急补水压力要求的问题,提供一种核电厂严重事故工况用应急补水装置,该应急补水装置在核电厂发生严重事故的情况下,可以远距离向一回路、二回路以及乏燃料水池持续稳定供水,从而带走堆芯热量,进一步提高了核电厂应对严重事故的能力和核安全水平。
6.为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
7.一种核电厂事故工况用应急补水装置,包括移动式取水装置和移动式输水装置;所述水源与移动式取水装置的入水口连接,所述移动式取水装置的出水口与移动式输水装置的入水口连接,所述移动式输水装置的出水口与移动式补水车的入水口连接,所述移动式补水车的出水口与应急补水点连接;所述移动式输水装置为挂车平台,事故情况下牵引移动式取水装置移动。
8.工作原理:使用本发明的核电厂事故工况用应急补水装置时,将移动式取水装置的入水口与水源连接,将移动式取水装置的出水口与移动式输水装置的入水口连接,将移动式输水装置的出水口与移动式补水车的入水口连接,将移动式补水车的出水口与应急补水点连接,移动式输水装置在事故情况下牵引移动式取水装置移动,实现严重事故工况下的应急取水补水能力。
9.进一步地,所述移动式取水装置包括移动式取水装置主体和安装在移动式取水装置主体上的集水器a、取水泵和分水器;所述移动式取水装置主体底部设置滑轮,事故情况
下由移动式输水装置移动带动移动式取水装置主体移动;所述集水器a依次与取水泵和分水器连接,所述移动式取水装置的入水口通过取水波纹管与水源连接,所述分水器与移动式输水装置通过消防水带a连接。
10.进一步地,所述集水器a、取水泵和分水器均通过卡式消防接口安装在移动式取水装置主体上。
11.进一步地,所述取水泵为具备变频调节能力的真空泵;所述取水泵的最大吸程不低于9m,同时配备了流量和压力显示仪表。
12.进一步地,如果水源与应急补水点的距离≤500m,所述分水器出水口与移动式输水装置通过两根并联的消防水带a连接;如果500m<水源与应急补水点距离≤1000m,所述分水器出水口与移动式输水装置通过三根并联的消防水带a连接;对于1000m<水源与应急补水点距离≤1800m,移动式输水装置可以通过三根并联的消防水带a与两台串联的移动式取水装置连接。
13.进一步地,所述移动式输水装置包括移动式输水装置主体和安装在移动式输水装置主体上的集水器b和消防水带卷盘;所述移动式输水装置主体为挂车平台,事故情况下牵引移动式取水装置移动;所述集水器b靠近分水器一端口与分水器通过消防水带a连接,所述集水器b远离分水器一端口与通过消防水带b与移动式补水车连接,所述消防水带a和消防水带b盘绕在消防水带卷盘上,使用时抽出。
14.进一步地,所述集水器b和消防水带卷盘均通过卡式消防接口安装在移动式输水装置主体上。
15.进一步地,所述分水器与集水器b通过多根消防水带a连接,所述集水器a、分水器和集水器b上各支管均带有流量调节阀。
16.进一步地,所述移动式补水车与应急补水点通过消防水带c连接。
17.进一步地,所述应急补水点包括一回路补水接口、二回路补水接口和乏燃料水池补水接口。
18.进一步地,所述移动式补水车与二回路补水接口通过消防水带c连接,所述二回路补水接口依次与二回路补水管道、二回路管道、蒸汽发生器连接;所述二回路补水管道、二回路管道和蒸汽发生器安装在安全壳内,所述二回路补水接口安装在安全壳外部端口。
19.进一步地,所述水源为除盐水箱或者厂外低位水源,所述取水波纹管包括取水波纹管a和取水波纹管b,所述取水波纹管a和取水波纹管b均为金属波纹软管。
20.进一步地,如果水源为除盐水箱,移动式取水装置与除盐水箱的取水口通过取水波纹管a连接。
21.进一步地,如果水源为厂外低位水源,所述核电厂严重事故工况用应急补水装置还包括低位取水头,所述低位取水头带底阀和过滤器;所述取水泵与低位取水头通过取水波纹管b连接。
22.进一步地,所述厂外低位水源包括淡水厂蓄水池和江河湖海。
23.进一步地,所述移动式取水装置和移动式输水装置四周均设有起吊环,在路面损坏的极端事故情况下,由吊运设备通过起吊环吊运;所述移动式取水装置和移动式输水装置底部均设有多个滑轮,事故情况下由移动式输水装置移动带动移动式取水装置移动。
24.进一步地,所述移动式取水装置22和移动式输水装置33均具备承受gb/t2819规定
行驶的振动和冲击,在26%斜坡的上下方向可靠制动,且跨越不小于0.5米宽地面沟道的能力。
25.进一步地,所述核电厂事故工况用应急补水装置单套使用或者多套串联使用。
26.进一步地,所述核电厂事故工况用应急补水装置的外部涂刷防腐漆,所述核电厂事故工况用应急补水装置的非耐腐蚀材料制成的部件经过耐腐蚀处理,所述分水器、集水器a和集水器b由不锈钢材质制成。
27.本发明的有益技术效果:
28.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,具备高可靠性、抗震if(sse地震后功能完整)、高耐候、便捷运输、快捷安装、易运行、易维护等特点。
附图说明
29.图1为实施例1的核电厂事故工况用应急补水装置使用示意图;
30.图2为实施例2的核电厂事故工况用应急补水装置使用示意图。
31.图中,1、本发明的核电厂事故工况用应急补水装置;2、移动式取水装置;3、移动式输水装置;4、波纹取水管a;5、波纹取水管b;6、低位取水头;7、集水器a;8、取水泵;9、分水器;10、消防水带a;11、集水器b;12、消防水带卷盘;13、消防水带b;14、移动式补水车;15、消防水带c;16、二回路补水接口;17、二回路补水管道;18、二回路管道;19、蒸汽发生器;20、安全壳;21、除盐水箱取水口;22、除盐水箱;23、厂外低位水源。
具体实施方式
32.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,属于应急移动设备,适应现场室外各类地形条件,可以单套使用,也可以多套串联使用。
33.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,具备在sse地震情况后快速移动到事故地点,大大提高应急响应速度,实现灵活取水输水目的。移动式取水装置和移动式输水装置底部均设有多个滑轮,事故情况下由移动式输水装置移动带动移动式取水装置移动;移动式取水装置和移动式输水装置四周均设有起吊环,在路面损坏的极端事故情况下,由吊运设备通过起吊环吊运。
34.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,移动式取水装置和移动式输水装置能够承受gb/t2819规定条件行驶的振动和冲击,具备可靠的制动装置,使其在26%,即15度斜坡的上下方向能够可靠制动,同时可以跨越不小于0.5米宽地面沟道的能力。
35.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,自带低扬程的移动式取水泵,采用动力补水方式给系统供水,可以解决核电厂远距离取水存在的水损问题,具备超远距离取水能力。如果水源与应急补水点的距离≤500m,所述分水器出水口与移动式输水装置通过两根并联的消防水带a连接;如果500m<水源与应急补水点的距离≤1000m,所述分水器出水口与移动式输水装置通过三根并联的消防水带a连接;对于1000m<水源与应急补水点的距离≤1800m,所述移动式输水装置可以通过三根并联的消防水带a与两台串联的移动式取水装置连接。
36.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,具备超低水位取水能力。在事故工况下,可以从厂区除盐水箱取水;在极端工况下,如厂区所有除盐水箱损坏的情况下,还可以
实现从厂区附近可能的自吸高度小于7m的低位水源灵活取水的目的,进一步提升了应急补水能力和灵活性,提高了核电机组应对超设计基准事故的能力。
37.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,便于系统隔离和流量调节。分水器与集水器b通过多根并联的消防水带a连接;集水器a、分水器和集水器b上各支管均带有流量调节阀;取水泵具备变频调节能力,能够调节流量和扬程;通过流量调节阀实现系统隔离,通过消防水带a连接数量、流量调节阀和取水泵实现流量调节。
38.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,取水波纹管采用能够承受内部负压的金属波纹软管,可以防负压吸瘪。
39.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,适应不同水质要求。在事故工况下,可以抽取厂区除盐水箱中的除盐水;在极端工况下,如厂区所有除盐水箱损坏的情况下,还可以过滤并抽取产区附近淡水厂蓄水池和江河湖海中的含有一定杂质的水。
40.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,外部涂刷了防腐漆,具备防腐性能,所有非耐腐蚀材料制成的部件都经过了耐腐蚀处理,分水器、集水器a和集水器b由不锈钢材质制成,装置经过淋雨试验仍然可以正常使用,完全适应沿海气候条件。
41.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置,属于核电厂安全辅助设施,构造简单,安全实用,制造成本低,且兼具多重功能,实现一套装置满足一个核电机组一回路、二回路、乏燃料水池等多个系统的应急补水能力,节约了设备,提高了设备的通用性,同时还具备推广到其他核电机组使用的重要价值。
42.本发明的核电厂事故工况用应急补水装置单套运行,至少满足流量65m3/h,距离1000米的输水能力;本发明的核电厂事故工况用应急补水装置两套串联运行,至少满足流量65m3/h,距离1800米的输水能力。
43.下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细地描述。
44.实施例1
45.参见图1,本实施例提供一种核电厂事故工况用应急补水装置1,包括移动式取水装置2和移动式输水装置3;所述水源与移动式取水装置2的入水口连接,所述移动式取水装置2的出水口与移动式输水装置3的入水口连接,所述移动式输水装置3的出水口与移动式补水车14的入水口连接,所述移动式补水车14的出水口与二回路补水接口16连接;所述移动式输水装置3为挂车平台,事故情况下牵引移动式取水装置2移动。
46.所述移动式取水装置2包括移动式取水装置主体和安装在移动式取水装置主体上的集水器a7、取水泵8和分水器9;所述移动式取水装置主体在事故情况下由移动式输水装置3移动带动移动式取水装置2主体移动;所述集水器a7靠近水源一端口与水源通过取水波纹管a4连接,所述集水器a7远离水源一端口依次与取水泵8和分水器9连接,所述分水器9与移动式输水装置3通过消防水带a10连接。
47.所述取水泵8为具备变频调节能力的真空泵,所述取水泵8的流量和扬程均可调节;所述取水泵8的最大吸程不低于9m,同时配备了流量和压力显示仪表。
48.如果水源与应急补水点的距离≤500m,所述分水器9出水口与移动式输水装置3通过两根并联的消防水带a10连接;如果500m<水源与应急补水点距离≤1000m,所述分水器9出水口与移动式输水装置3通过三根并联的消防水带a10连接;对于1000m<水源与应急补水点距离≤1800m,移动式输水装置3通过三根并联的消防水带a10与两台串联的移动式取
水装置2连接。
49.所述移动式输水装置3包括移动式输水装置主体和安装在移动式输水装置主体上的集水器b11和消防水带卷盘12;所述移动式输水装置主体为挂车平台,事故情况下牵引移动式取水装置2移动;所述集水器b11靠近分水器9一端口与分水器9通过消防水带a10连接,所述集水器b11远离分水器9一端口与通过消防水带b13与移动式补水车14连接,所述消防水带a10和消防水带b13盘绕在消防水带卷盘12上,使用时抽出即可。移动式输水装置3的主要作用是运输及敷设消防软管,消防卷盘12放置在移动式输水装置3上,消防卷盘12自带电机,具备自动及手动敷设、收取消防软管能力。
50.所述分水器9与集水器b11通过多根消防水带a10连接,所述集水器a7、分水器9和集水器b11上各支管均带有流量调节阀,可以实现系统隔离,也可以通过改变消防水带a10连接数量和流量调节阀来实现系统隔离和流量调节。
51.所述移动式补水车14与应急补水点通过消防水带c15连接。
52.所述移动式补水车14与二回路补水接口16通过消防水带c15连接,所述二回路补水接口16依次与二回路补水管道17、二回路管道18、蒸汽发生器19连接;所述二回路补水管道17、二回路管道18和蒸汽发生器19安装在安全壳20内,所述二回路补水接口16安装在安全壳20外部端口。
53.所述集水器a7、取水泵8和分水器9均通过卡式消防接口安装在移动式取水装置主体上;所述集水器b11和消防水带卷盘12均通过卡式消防接口安装在移动式输水装置主体上。
54.所述水源为除盐水箱22,移动式取水装置2与除盐水箱的取水口21通过取水波纹管a4连接,所述取水波纹管a4为能够承受内部负压的金属波纹软管。
55.所述移动式取水装置2和移动式输水装置3四周均设有起吊环,在路面损坏的极端事故情况下,由吊运设备通过起吊环吊运;所述移动式取水装置2和移动式输水装置3底部均设有多个滑轮,事故情况下由移动式输水装置3移动带动移动式取水装置2移动。
56.所述移动式取水装置2和移动式输水装置3均能够承受gb/t2819规定行驶的振动和冲击,以及在26%斜坡的上下方向能够可靠制动,同时具备跨越不小于0.5米宽地面沟道的能力。
57.所述核电厂事故工况用应急补水装置1单套使用或者多套串联使用。
58.所述核电厂事故工况用应急补水装置1的外部涂刷防腐漆,具备防腐功能,所述核电厂事故工况用应急补水装置1的非耐腐蚀材料制成的部件经过耐腐蚀处理,所述分水器9、集水器a7和集水器b11由不锈钢材质制成,装置经过淋雨试验仍然可以正常使用,完全适应沿海气候条件。
59.使用本实施例的核电厂事故工况用应急补水装置1时,将移动式取水装置2的入水口与除盐水箱的取水口21通过取水波纹管a4连接,将移动式取水装置2的出水口与移动式输水装置3的入水口通过消防水带a10连接,将移动式输水装置3的出水口与移动式补水车14的入水口通过消防水带b13连接,将移动式补水车14的出水口与二回路补水接口16通过消防水带c15连接,移动式输水装置3在事故情况下牵引移动式取水装置2移动,在路面损坏的极端事故情况下,由吊运设备吊运,实现严重事故工况下,向一、二回路和乏燃料水池远距离应急补水的供水需求。
60.本实施例的核电厂事故工况用应急补水装置1单套运行,至少满足流量65m3/h,距离1000米的输水能力;本实施例的核电厂事故工况用应急补水装置1两套串联运行,至少满足流量65m3/h,距离1800米的输水能力。
61.实施例2
62.参见图2,本实施例提供一种核电厂事故工况用应急补水装置1,包括移动式取水装置2、移动式输水装置3和移动式补水车14;所述水源与移动式取水装置2的入水口连接,所述移动式取水装置2的出水口与移动式输水装置3的入水口连接,所述移动式输水装置3的出水口与移动式补水车14的入水口连接,所述移动式补水车14的出水口与二回路补水接口16连接;所述移动式输水装置3为挂车平台,事故情况下牵引移动式取水装置2移动。
63.所述移动式取水装置2包括移动式取水装置主体和安装在移动式取水装置主体上的集水器a7、取水泵8和分水器9;所述移动式取水装置主体在事故情况下由移动式输水装置3移动带动移动式取水装置主体移动。
64.所述集水器a7与取水泵8入水口连接,所述取水泵8出水口与分水器9入口连接,所述分水器9出口与移动式输水装置3通过消防水带a10连接。
65.所述取水泵8入口还与取水波纹管b5远离水源端直接连接,所述取水波纹管b5靠近水源端与水源连接,所述取水波纹管b5为能够承受内部负压的金属波纹软管。
66.所述取水泵8为具备变频调节能力的真空泵,所述取水泵8的流量和扬程均可调节;所述取水泵8的最大吸程不低于9m,同时配备了流量和压力显示仪表。
67.如果水源与应急补水点16的距离≤500m,所述分水器9出水口与移动式输水装置3通过两根并联的消防水带a10连接;如果500m<水源与二回路补水接口16的距离≤1000m,所述分水器9出水口与移动式输水装置3通过三根并联的消防水带a10连接;对于1000m<水源与二回路补水接口16的距离≤1800m,所述移动式输水装置3可以通过三根并联的消防水带a10与两台串联的移动式取水装置2连接。
68.所述移动式输水装置3包括移动式输水装置主体和安装在移动式输水装置主体上的集水器b11和消防水带卷盘12;所述移动式输水装置主体为挂车平台,事故情况下牵引移动式取水装置2移动;所述集水器b11靠近分水器9一端口与分水器9通过消防水带a10连接,所述集水器b11远离分水器9一端口与通过消防水带b13与移动式补水车14连接,所述消防水带a10和消防水带b13盘绕在消防水带卷盘12上,使用时抽出。移动式输水装置3的主要作用是运输及敷设消防软管,消防卷盘12放置在移动式输水装置3上,消防卷盘12自带电机,具备自动及手动敷设、收取消防软管能力。
69.所述分水器9与集水器b11通过多根消防水带a10连接,所述集水器a7、分水器9和集水器b11上各支管均带有流量调节阀,可以实现系统隔离,也可以通过改变消防水带a10连接数量和流量调节阀来实现系统隔离和流量调节。
70.所述集水器a7、取水泵8和分水器9均通过卡式消防接口安装在移动式取水装置主体上;所述集水器b11和消防水带卷盘12均通过卡式消防接口安装在移动式输水装置主体上。
71.考虑到严重事故工况下厂区除盐水箱22损坏的可能性,可以通过将低位取水头6放到水池、河流、大海等低位水源中取水,实现从附近可能的水源灵活取水的目的,进一步提升补水取水装置的应急补水能力和灵活性,大幅度增加水源的冗余,提高了核电机组应
对超设计基准事故的能力。
72.所述水源为厂外低位水源23,所述核电厂严重事故工况用应急补水装置还包括低位取水头6,所述低位取水头6带底阀和过滤器,用于抽取并过滤厂外低位水源23中的含杂质的水;所述移动式取水装置2与低位取水头6通过取水波纹管b5连接。
73.所述低位水源自吸高度小于7m。
74.所述厂外低位水源23包括淡水厂蓄水池和江河湖海。
75.所述移动式取水装置2和移动式输水装置3四周均设有起吊环,在路面损坏的极端事故情况下,由吊运设备通过起吊环吊运;所述移动式取水装置2和移动式输水装置3底部均设有多个滑轮,事故情况下由移动式输水装置3移动带动移动式取水装置2移动。
76.所述移动式取水装置2和移动式输水装置3均能够承受gb/t2819规定行驶的振动和冲击,以及在26%斜坡的上下方向能够可靠制动,同时具备跨越不小于0.5米宽地面沟道的能力。
77.所述移动式补水车14与二回路补水接口16通过消防水带c15连接,所述二回路补水接口16依次与二回路补水管道17、二回路管道18、蒸汽发生器19连接;所述二回路补水管道17、二回路管道18和蒸汽发生器19安装在安全壳20内,所述一二回路补水接口16安装在安全壳20外部端口。
78.所述核电厂事故工况用应急补水装置1单套使用或者多套串联使用。
79.所述核电厂事故工况用应急补水装置1的外部涂刷防腐漆,具备防腐功能,所述核电厂事故工况用应急补水装置1的非耐腐蚀材料制成的部件经过耐腐蚀处理,所述分水器9、集水器a7和集水器b11由不锈钢材质制成,装置经过淋雨试验仍然可以正常使用,完全适应沿海气候条件。
80.使用本实施例的核电厂事故工况用应急补水装置1时,先将低位取水头6放到厂外低位水源23中,然后将移动式取水装置2的入水口与低位取水头6通过取水波纹管b5连接,将移动式取水装置2的出水口与移动式输水装置3的入水口通过消防水带a10连接,将移动式输水装置3的出水口与移动式补水车14的入水口通过消防水带b13连接,将移动式补水车14的出水口与二回路补水接口16通过消防水带c15连接,移动式输水装置3在事故情况下牵引移动式取水装置2移动,在路面损坏的极端事故情况下,由吊运设备吊运,实现严重事故工况下,向一、二回路和乏燃料水池远距离应急补水的供水需求。
81.本实施例的核电厂事故工况用应急补水装置1单套运行,至少满足流量65m3/h,距离1000米的输水能力;本实施例的核电厂事故工况用应急补水装置1两套串联运行,至少满足流量65m3/h,距离1800米的输水能力。
82.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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