体积膨胀组件和提高重力安注压头的方法技术

本发明专利技术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或收缩，变化量可控，用以改变流体容器内液位高低和流体容器空间的压力大小。本发明专利技术还提出了一种改变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变化装置；基于触发信号使得所述体积变化装置在所述液体容器内膨胀或收缩以改变所述液体容器内的液位，从而改变安注压头。利用本发明专利技术的技术方案，可以缓解核电站事故，提高核电站的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核电领域，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。根据本专利技术的一个方面，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。[0011 ] 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。根据本专利技术的第二方面，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。根据本专利技术的第三方面，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，控制所述专利技术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。在上述方法中，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)。在上述方法中，所述触发信号包括液体容器内的液位、液体流出所述液体容器的安注流速、所述液体容器内部的压力、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。根据本专利技术的第四方面，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两个所述体积膨胀装置在相应的液体容器内以一定的顺序触发膨胀以升高相应液体容器内的液位。附图说明图I为根据本专利技术的一个实施例的体积膨胀组件的示意图，其中图Ia示出了体积膨胀组件未被触发膨胀之前的状态，而图Ib则示出了该体积膨胀组件被触发膨胀之后的状态，在图Ib中，液体容器内的液位基于该膨胀而升高；图2为图I中的体积膨胀组件的放大示意图；图3为根据本专利技术的另一个实施例的体积膨胀组件的示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实例性的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。核电站(特别是三代非能动核电站)事故缓解中用到的三个重要影响因素为重力安注压头、淹没液位、热量移除。本专利技术至少能一定程度上优化以上三个因素，使得核电站更加安全。具体说来，利用本专利技术的技术方案可以提高重力安注的安注压头，而且，因为体积膨胀会占据流体容器内的流体的空间，所以可以提高淹没液位，特别可以在事故后期提高堆芯内的淹没液位。此外，根据本专利技术的技术方案的体积膨胀组件还可以吸收掉堆芯产生的部分余热(例如，在体积膨胀时，根据本专利技术的体积膨胀组件甚至还可以吸收外接热量)，提高所在空间气体的压力(如安注箱(ACC)内部或核电站其他需要加压的地方)等。如图la、Ib中所示，在核电站中使用的体积膨胀组件包括体积膨胀装置10，设置在流体容器20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(参见图 Ib)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。可以非能动方式使得所述体积膨胀装置10膨胀。具体描述如下如图la、lb中所示，所述体积膨胀装置10包括高压气体存储容器11和体积膨胀容器12，所述体积膨胀容器通过阀门13与所述高压气体存储容器11相通；基于所述触发信号，所述阀门13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，如图2中所示，该阀门13为电动阀门，可以通过控制电动机来控制阀门13的开度。不过，也可以设置全开/全闭型阀门。如图Ib中所示，与图Ia中相t匕，液体容器20内的液面因为该体积膨胀而升高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
及其等同物限定。权利要求1.一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。2.根据权利要求I所述的体积膨胀组件，其中 以非能动方式使得所述体积膨胀装置膨胀。3.根据权利要求2所述的体积膨胀组件，其中 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。4.根据权利要求3所述的体积膨胀组件，其中 所述体积膨胀的膨胀速度由阀门的开度控制。5.根据权利要求2所述的体积膨胀组件，其中 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。6.根据权利要求5所述的体积膨胀组件，其中 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。7.根据权利要求5所述的体积膨胀组件，其中 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。8.根据权利要求I所述的体积膨胀组件，其中 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。9.根据权利要求I所述的体积膨胀组件，其中 所述体积膨胀组件使用在压水堆安注系统中。10.根据权利要求I所述的体积膨胀组件，其中 所述体积膨胀装置包括压缩弹簧和容纳该压缩弹簧的密封容器，在所述压缩弹簧基于所述触发信号被触发而释放时，所述密封容器的内部容积基于该压缩弹簧的释放而相应扩大。11.根据权利要求1-10中任一项所述的体积膨胀组件，其中 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(C...

【专利技术属性】
技术研发人员：石洋，李玉全，叶子申，陈炼，王含，邓程程，
申请(专利权)人：国家核电技术有限公司，国核华清北京核电技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：