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CN101800085B - 核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统 - Google Patents

核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于核电站辅助给水系统，具体涉及一种核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统。它包括辅助给水箱，连接辅助给水箱与蒸发器的两条给水系列。每条给水系列包括并联的一台电动泵和一台汽动泵，每台泵都安装有调节阀，在调节阀与孔板之间的管道上设有隔离阀，蒸发器通过汽轮机为汽动泵提供汽动力，在两条给水系列之间安装有联接阀和连接管，连接管与给水管系之间的连接点设在调节阀与隔离阀之间的管道上。由于两个给水管系中每个给水管系都由一台100％的电动泵和一台100％的汽动泵并联组成，提高了系统的安全性。本发明非常适于压水堆核电站的辅助给水系统，能有效地提升核电站的安全性。

Description

核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统
技术领域
本发明涉及一种核电站辅助给水系统，具体涉及一种核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统。
背景技术
辅助给水系统是压水堆核电站的专设安全设施之一。当主给水系统发生事故时，辅助给水系统投入运行，排出堆芯余热。特别是在全厂失电事故时(厂外电源断电同时应急柴油机电源丧失)，辅助给水系统是排除堆芯余热的最后手段。因此，辅助给水系统的合理设计和良好的运行对确保核电站的安全运行是至关重要的。
辅助给水系统由两部分组成，一部分单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统，另一部分为辅助给水系统除氧部分。本发明主要针对执行安全功能的单堆使用部分。这一部分的主要工作原理是：辅助给水泵从辅助给水箱抽水，经过一系列管道最终注入蒸发器，排出堆芯余热。
目前，大亚湾核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统采用的方案为母管互联式，即每个系列同时给3台蒸发器供水，同时可以由3台蒸发器通过汽轮机为汽动泵提供汽动力，如图1所示：
系列I使用2台50％流量(每台100m3/h)的电动泵，系列II使用1台100％流量(200m3/h)的汽动泵，即大亚湾核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统共使用3台泵，系统供水能力是2×100％，泵数目的冗余度为N+1。根据单一故障准则，在任一台泵检修的情况下，还允许有一台泵损坏而不影响系统的功能。而在四类工况下，如果汽动泵在检修，一台电动泵故障，就会造成冷却能力不足，不能有效排除堆芯余热。大亚湾核电站采用的这种方案无法将反应堆带入安全停堆状态，不能满足单一故障准则。
其中，单一故障是指妨碍一个设备完成其功能的孤立随机事件，由单一事件引起的多个故障也看作是单一故障。单一故障准则的应用要求系统设计的多重性以保证安全系统的可用率。单一故障准则是一种能够预防随机故障的决定性准则。应采用一系列的附加规定来尽量降低与共模故障有关的风险。
四类工况是指：严重假想事故。四类工况所属的事故认为是不大可能发生的。但是，考虑到这些事故可能释放出大量的放射性产物，因而必须研究这些事故对电站安全造成的后果。这些事故代表设计的包络事故。例如一根主给水管道破裂或一根主蒸汽管道破裂。在发生四类工况时，辅助给水系统要代替主给水给蒸汽发生器供水，以导出堆芯余热。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能有效排除堆芯余热，安全可靠的核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统。
实现本发明目的的技术方案：一种核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统，包括辅助给水箱，连接辅助给水箱与蒸发器的两条给水系列，所述的给水系列包括泵、通过管道与泵连接的调节阀，以及通过管道与蒸发器连接的汽轮机，靠近蒸发器进水口处设有孔板，所述的每条给水系列包括并联的一台电动泵和一台汽动泵，每台泵都安装有调节阀，在调节阀与孔板之间的管道上设有隔离阀，蒸发器通过汽轮机为汽动泵提供汽动力，在两条给水系列之间安装有联接阀和连接管，连接管与给水管系之间的连接点设在调节阀与隔离阀之间的管道上。
本发明的效果在于：由于两个给水系列中每个给水系列都由一台100％的电动泵和一台100％的汽动泵并联组成，泵的数目的冗余度为N+3。在辅助给水系统失去电动力或者失去汽动力的情况下，由于每个给水系列的泵采用的动力源不同，每个给水系列都能保持100％的供水能力，保证其冷却能力，有效排除堆芯余热。在四类工况下，如果其中任一台泵在检修或发生共因失效(即共模故障，是指由于同一种原因导致超过一项的冗余通道发生故障。对保护系统应采取措施来防止共模故障的影响，以尽可能减少这类故障同时影响各冗余通道的几率)，该辅助给水系统仍能满足单一故障准则，提高了辅助给水系统的安全性。并且由于对汽路做了改进，当某一列蒸发器损坏，会自动切断本列汽动泵的供气，减少水箱给水的损失。由于辅助给水箱水量有限，减少给水的损失将有助于延长给水的时间，给事故处理带来给多的灵活性。
附图说明
图1为大亚湾核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统结构示意图；
图2为本发明所提供的一种核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统结构示意图。
图中：1.辅助给水箱；2.蒸发器；3.电动泵；4.汽动泵；5.调节阀；6.孔板；7.连接管；8.汽轮机；9.联接阀；10.隔离阀；11.止回阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图2所示，一种核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统，包括辅助给水箱1，连接辅助给水箱1与蒸发器2的两条给水系列，所述的给水系列包括泵、通过管道与泵连接的调节阀5，以及通过管道与蒸发器2连接的汽轮机8，靠近蒸发器2进水口处设有孔板6，所述的每条给水系列包括并联的一台电动泵3和一台汽动泵4，每台泵都安装有调节阀5，在调节阀5与孔板6之间的管道上设有隔离阀10，蒸发器2通过汽轮机8为汽动泵4提供汽动力，在两条给水系列之间安装有联接阀9和连接管7，连接管7与给水管系之间的连接点设在调节阀5与隔离阀10之间的管道上。孔板6能在蒸发器发生故障时起到限流作用，止回阀11的作用是防止管道中的气体回流。
正常情况下，连接管7上的两个联接阀9都处于常闭状态，可以认为该辅助给水系统由两条完全独立的给水管系子系统组成，每条给水系列并联有一台电动泵和一台汽动泵，共4台泵，每台泵具有100％的流量，正常工况下系统的冗余度是4×100％。每条给水系列中的泵只给一台蒸发器供水。
下面举例说明在非正常工况下，辅助给水系统的工作情况。当一条给水系列的电动泵3发生故障，另一条给水系列的汽动泵4进行检修时，每条给水系列上仍有一台泵能向蒸发器2提供充足的给水量，将反应堆带入安全停堆状态，这就解决了大亚湾核电站的辅助给水系统在此类工况下冷却能力不足的问题。当辅助给水系统失去电动力源时，每条给水系列的汽动泵4可以能保持100％的供水能力，仍能保证其充足的给水量。同样，当辅助给水系统失去汽动力源时，每条给水系列的电动泵3可以能保持100％的供水能力。辅助给水系统设置两电两汽四台100％的辅助给水泵，发生单一故障时，不会影响辅助给水系统的安全功能。考虑最坏的情况，当一台蒸发器2损坏，而另一台蒸发器所在给水系列的电动泵3和汽动泵4同时损坏时，可以采取以下措施：关闭损坏蒸发器2进水口前的隔离阀10，隔离事故蒸发器2，打开连接管7上的两个联接阀9，处于正常工作状态的两台泵就可以通过该连接管7给完好的蒸发器2供水。
在使用过程中，四台泵根据实际情况，可同时启动，也可以只启动电动泵3或只启动汽动泵4。并且可根据蒸发器2内水量，通过调节阀5调节泵的供水能力。经实践证明：本发明的辅助给水系统的安全性大大提高。本发明非常适于压水堆核电站的辅助给水系统，能有效地提升核电站的安全性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种核电站单堆使用的执行安全功能的辅助给水系统，包括辅助给水箱(1)，连接辅助给水箱(1)与蒸发器(2)的两条给水系列，所述的给水系列包括泵、通过管道与泵连接的调节阀(5)，以及通过管道与蒸发器(2)连接的汽轮机(8)，靠近蒸发器(2)进水口处设有孔板(6)，其特征在于：所述的每条给水系列包括并联的一台电动泵(3)和一台汽动泵(4)，每台泵都安装有所述的调节阀(5)，在所述调节阀(5)与所述孔板(6)之间的管道上设有隔离阀(10)，所述蒸发器(2)通过所述汽轮机(8)为汽动泵(4)提供汽动力，在两条给水系列之间安装有联接阀(9)和连接管(7)，所述连接管(7)与给水管系之间的连接点设在所述调节阀(5)与所述隔离阀(10)之间的管道上。
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