本实用新型专利技术提供了一种防止反应堆冷却剂沿轴泄漏的安全系统，包含三个串联机械密封的密封组件、停机密封组件、承压壳体、转轴、管路系统；所述转轴穿设于承压壳体内部，转轴与承压壳体之间的承压空间内安装有三个密封组件；顶部的密封组件的顶部设置有停机密封组件；所述管路系统依次通过各个密封组件内部与各个密封面组件内部连通，并且管路系统与外部的其他部件连通，通过外部的其他部件向管路系统内部通入冷却剂；管路系统与各个密封组件内部连通的管路上设置有至少一个节流件。本实用新型专利技术的安全系统寿命长、核泄漏率低、安全级别高。安全级别高。安全级别高。
【技术实现步骤摘要】
一种防止反应堆冷却剂沿轴泄漏的安全系统
[0001]本技术涉及反应堆冷却剂泵密封领域，具体涉及一种防止反应堆冷却剂沿轴泄漏的安全系统。
技术介绍
[0002]反应堆冷却剂泵(以下简称主泵)是反应堆系统的关键设备，是反应堆冷却剂压力边界的一部分，是反应堆冷却剂系统中唯一的高速旋转设备，驱动反应堆冷却剂在反应堆一回路内循环流动，连续不断地把堆芯中产生的热量带出。
[0003]主泵轴密封系统的作用就是防止反应堆冷却剂存在沿转轴流动并产生泄漏。主泵轴密封系统起源于20世纪70年代，经过近半个世纪的技术发展，目前的主流主泵机械密封基本都采用三级分压机械结构，流体静压、流体动压或动静压结合的密封面，密封面通过弹簧补偿及背压实现压紧。
[0004]泄漏率是轴密封系统的重要技术指标，指转轴在高速旋转的过程中流经密封面流体的流速。这部分流体就是轴密封系统的泄漏液体。在核电系统中，会有专用的容器对泄漏的流体进行统一收集。流体静压型轴密封的泄漏率约为300
‑
800L/h，流体动压型轴密封的泄漏率约为2
‑
5L/h。
[0005]主泵轴密封系统的密封面属于易磨损件，定期需进行更换。目前，主流的主泵轴密封面的更换周期约为4年。
[0006]主泵轴密封系统的冷却由反应堆系统提供，采用核安全I级电动阀门控制。在事故工况下，通过关闭阀门以确保反应堆一回路边界的完整，防止带有放射性的反应堆冷却剂外泄。
技术实现思路
[0007]为提高主泵轴密封系统的寿命、降低核泄漏率，在保证安全级别的前提下，本技术提供了一种防止反应堆冷却剂沿轴泄漏的安全系统，包含多个密封组件、停机密封组件、承压壳体、转轴、管路系统；
[0008]所述转轴穿设于承压壳体内部，转轴与承压壳体之间的承压空间内安装有多个所述密封组件；
[0009]多个所述密封组件围绕转轴轴向设置且依次串联连接，相邻两个密封组件之间的密封面相接触形成机械密封；
[0010]所述停机密封组件设置在顶端的密封组件的顶部，用于锁闭所述转轴；
[0011]所述管路系统依次通过各个密封组件的内部与各个密封组件内部连通，管路系统位于各个密封组件内部的管路上设置有至少一个节流件。
[0012]具体地，所述管路系统的输入端与冷却剂的系统连通，用于通入冷却剂；输出端分为两路，分别与RCV系统(化学和容积控制系统)以及停机密封组件内部连通。
[0013]优选地，管路系统的第一路输出端通过高压泄压流道与RCV系统连通；管路系统的
第二路输出端通过SSR管路(停机密封控制管路)与所述停机密封组件内部连通；且高压泄压流道与RCV系统之间以及SSR管路与停机密封组件之间均设置有阀门。
[0014]优选地，所述高压泄压流道通过串联连接的第一电动阀和第一非能动安全阀与RCV系统连接；
[0015]正常运转时，第一电动阀以及第一非能动安全阀均处于打开状态，管路系统中的冷却剂依次经过各个密封组件内部进入RCV系统；
[0016]正常停机时，关闭第一电动阀，冷却剂被阻挡进入RCV系统；
[0017]事故工况下，第一非能动安全阀自动关闭，冷却剂被阻挡进入RCV系统。
[0018]优选地，所述SSR管路通过并联连接的第二电动阀以及第二非能动安全阀与所述停机密封组件内部联通；
[0019]正常运转时，第二电动阀以及第二非能动安全阀均处于关闭状态，冷却剂被阻挡进入所述停机密封组件，所述转轴开启并能够自由旋转；
[0020]正常停机时，打开第二电动阀，冷却剂通过SSR管路进入停机密封组件内部，通过冷却剂的压力使停机密封组件锁闭所述转轴；
[0021]事故工况下，第二非能动安全阀自动打开，冷却剂通过SSR管路进入停机密封组件内部，通过冷却剂的压力使所述停机密封组件锁闭所述转轴。
[0022]优选地，所述第一电动阀与第一非能动安全阀之间设置有节流件。
[0023]进一步地，在密封组件内泄漏的冷却剂通过相邻密封组件之间的密封面的间隙进入所述RVD系统。
[0024]优选地，冷却剂经过密封面间隙后通过低压泄漏流道进入所述RVD系统。
[0025]优选地，相邻密封组件之间的密封面之间间隙小于1微米。
[0026]优选地，各个相邻密封面之间采用深槽型流体动压密封面连接。
[0027]本技术具有以下有益效果：
[0028]1、密封面间隙小于1μm，泄漏率降低95％以上，工况下的实际泄漏率低于0.1L/h；
[0029]2、密封面运行过程中处于超滑状态，摩擦系数小于0.01且具有极低的磨损率，单级密封面在正常工作压力下的寿命超过8年，单级密封面在承受三级全压的工况下长期运行至换料；
[0030]3、采用非能动安全系统(非能动安全系统主要由非能动安全阀门控制，无电力输入情况下，当高温流体流经非能动安全阀门时，高压泄压流道和低压泄漏流道回路上的阀门自动锁闭，防止放射性流体外泄。SSR回路的阀门自动打开，锁闭停车密封，防止放射性流体沿轴泄漏。事故工况下可在没有电力输入时锁闭回路，确保放射性冷却剂不外泄；
[0031]4、轴密封系统具有模块化的设计特征，现场的拆装可在短时间内迅速完成；
[0032]5、三级机械密封在16MPa的全压工况下的功率损耗低于15kW，即第一密封组件、第二密封组件、第三密封组件每个密封组件均在全压工况下的功率损耗低于15kW；
[0033]6、反应堆系统为机械密封配备了简洁、可靠的管路系统，具有“非能动+能动”的控制特征：正常工况(包含运行及停机)下，可远程控制电动阀门实现回路的锁闭；事故工况下，无需人为操作或外界干预，非能动阀门自动运行，实现回路的锁闭，防止放射性流体的沿轴流动和泄漏。
附图说明
[0034]图1为本技术提供的安全系统运行时的结构剖视图；
[0035]图2为本技术提供的安全系统的管路系统示意图；
[0036]图3为本技术提供的安全系统的结构剖视图。
具体实施方式
[0037]以下结合附图和具体实施方式对本技术提出的一种防止反应堆冷却剂沿轴泄漏的安全系统作进一步详细说明。根据下面说明，本技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施方式的目的。为了使本技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。
[0038]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种防止反应堆冷却剂沿轴泄漏的安全系统，其特征在于，包含：多个密封组件、停机密封组件(4)、承压壳体(5)、转轴(8)、管路系统(10)；所述转轴(8)穿设于承压壳体(5)内部，转轴(8)与承压壳体(5)之间的承压空间内安装有多个所述密封组件；多个所述密封组件围绕转轴(8)轴向设置且依次串联连接，相邻两个密封组件之间的密封面相接触形成机械密封；所述停机密封组件(4)设置在顶端的密封组件的顶部，用于锁闭所述转轴(8)；所述管路系统(10)依次通过各个所述密封组件的内部与各个密封组件内部连通，管路系统(10)位于各个密封组件内部的管路上设置有至少一个节流件；所述管路系统(10)的输入端与冷却剂系统连通，用于通入冷却剂；输出端分为两路，分别与RCV系统以及停机密封组件(4)内部连通。2.如权利要求1所述的防止反应堆冷却剂沿轴泄漏的安全系统，其特征在于，管路系统(10)的第一路输出端通过高压泄压流道与RCV系统连通；管路系统(10)的第二路输出端通过SSR管路与所述停机密封组件(4)内部连通；所述高压泄压流道与RCV系统之间以及所述SSR管路与停机密封组件之间均设置有阀门。3.如权利要求2所述的防止反应堆冷却剂沿轴泄漏的安全系统，其特征在于，所述高压泄压流道通过串联连接的第一电动阀(331VP)和第一非能动安全阀(332VP)与所述RCV系统连接；正常运转时，第一电动阀(331VP)以及第一非能动安全阀(332VP)均处于打开状态，管路系统(10)中的冷却剂依次经过各个密封组件内部进入RCV系统；正常停机时，关闭第一电动阀(331VP)，冷却剂被阻挡进入RCV系统；事故工况下，第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：金乐，王岩，朱向东，崔怀明，卢熙宁，
申请(专利权)人：上海电气凯士比核电泵阀有限公司，
类型：新型
国别省市：
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