一种先进堆芯补水箱、先进堆芯设备

摘要

本实用新型公开了一种先进堆芯补水箱、先进堆芯设备，包括补水箱壳体，还包括：补水箱壳体，具有进水口和出水口，出水口处设有出水管，流量调节管，设于补水箱壳体内部且具有第一端和第二端，第一端与补水箱壳体进水口之间的距离小于第二端与补水箱壳体进水口之间的距离，第一端低于补水箱中的初始水位线以使水由第一端进入流量调节管，第二端连通出水管；流量分配孔，开设于流量调节管上，流量分配孔至少设置一个，且与流量调节管的第一端具有间距。本实用新型依靠非能动方式，通过堆芯补水箱内水位变化引起的流通面积变化，实现流通阻力的自动调节，实现了流量的调节，匹配了中小破口失水事故的流量需求，延长了堆芯补水箱的作用时间。

说明书

技术领域

本实用新型涉及核电厂应急堆芯冷却系统设计技术领域，具体涉及一种先进堆芯补水箱方法、先进堆芯设备。

背景技术

压水堆核电厂发生中小破口失水事故后，系统压力下降相对较慢，要求安全注入系统提供事故初始阶段的高压安注和长期阶段的低压安注流量。压水堆核电厂的非能动堆芯冷却系统分别依靠堆芯补水箱和自动卸压系统叠加内置换料水箱注入系统提供高压和低压阶段的流量需求。传统的堆芯补水箱注入的流量不受压力控制，流量会快速排空，但实际上随着系统压力的降低，安注流量需求也随破口流量的减小而减小，导致堆芯补水箱的注入流量与安注需求流量不完全匹配，补水箱的作用时间较短。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的堆芯补水箱的注入流量与安注需求流量不完全匹配，补水箱的作用时间较短；目的在于提供一种先进堆芯补水箱，得到了不依靠其它部件实现流量自动调节的新型堆芯补水箱，匹配失水事故初始阶段的安注流量需求，延长了堆芯补水箱的作用时间。

本实用新型的第一个目的在于提供一种先进堆芯补水箱，包括补水箱壳体，还包括：

补水箱壳体，具有进水口和出水口，出水口处设有出水管，

流量调节管，设于所述补水箱壳体内部且具有第一端和第二端，所述第一端与补水箱壳体进水口之间的距离小于所述第二端与补水箱壳体进水口之间的距离，所述第一端低于补水箱中的初始水位线以使水由第一端进入所述流量调节管，所述第二端连通所述出水管；

流量分配孔，开设于所述流量调节管上，所述流量分配孔至少设置一个，且与所述流量调节管的第一端具有间距。

在一可选地实施例中，所述流量调节管与所述补水箱壳体两侧的侧壁相平行以形成竖向设置。

在一可选地实施例中，多个流量分配孔形成一个调节孔组，各调节孔组之间具有间距。

在一可选地实施例中，各相邻的调节孔组之间的间距不等。

在一可选地实施例中，各相邻的调节孔组之间的间距由所述流量调节管的第一端向第二端的方向逐渐减小。

在一可选地实施例中，设置三个调节孔组。

在一可选地实施例中，各所述调节孔组包含的流量分配孔的数量不等。

在一可选地实施例中，各所述调节孔组包含的流量分配孔的数量由所述流量调节管的第一端向第二端的方向逐渐减小。

在一可选地实施例中，各所述调节孔组包括沿所述流量调节管的径向方向等间距分布的等高孔组，各所述调节孔组内的等高孔组至少设置一组。

在一可选地实施例中，所述补水箱壳体的进水口处设有入口稳流器，所述流量调节管的第一端与所述入口稳流器具有间距，所述流量调节管的第一端的高度低于所述补水箱的初始水位线的高度。

本实用新型的第二个目的在于提供一种先进堆芯设备，包括上述的一种先进堆芯补水箱。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型依靠非能动方式，采用带有侧面流量分配孔的流量调节孔结构，通过堆芯补水箱内水位变化引起的流通面积变化，实现流通阻力的自动调节，实现了流量的调节，匹配了中小破口失水事故的流量需求。该补水箱结构简单、便于加工制造，延长了堆芯补水箱的作用时间，增大堆芯补水箱补水的压力范围，降低低压安注泵的开启压力，从而降低对自动卸压系统的需求或降低低压安注泵的开启压力与应急电源的需求，提高安注系统的可靠性和经济性。可广泛应用于各种压水堆安全注入系统设计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本实用新型实施例1提供的一种先进堆芯补水箱的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2提供的一种先进堆芯补水箱的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种先进堆芯补水箱的调经孔组与等高孔组的结构示意图；

附图中的各部件及对应标记为：

1-入口稳流器，2-补水箱壳体，3-流量调节管，4-流量分配孔，401-调节孔组，402-等高孔组，5-出水管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

实施例1：

一种先进堆芯补水箱，如图1所示，包括：

补水箱壳体2，是上下部为半球形、中间为圆柱形的耐压结构，用于包容实施安注的含硼冷水，具有进水口和出水口，出水口处设有出水管5，进水口位于顶部、出水口位于底部，进水口与反应堆冷却剂的压力平衡管线连接(图中未示出)，出水管5与反应堆冷却剂系统安注管线相连，并设置隔离阀(在图中未示出)，在系统正常运行时隔离堆芯补水箱和反应堆冷却剂系统。

还包括：

流量调节管3，设于补水箱壳体2内部，为管体结构，且具有第一端和第二端，第一端靠近补水箱壳体2的进水口，第二端靠近补水箱壳体2的出水口，第一端与补水箱壳体2进水口之间的距离小于第二端与补水箱壳体2进水口之间的距离，当补水箱竖直放置时，第一端的高度高于第二端的高度，第一端低于补水箱中的初始水位线以使水由第一端的入口进入流量调节管3，并由第二端流出至与其连通的出水管5，出水管5；

流量分配孔4，开设于流量调节管3上，流量分配孔4贯穿流量调节管3的侧壁，流量分配孔4至少设置一个，且与流量调节管3的第一端具有间距。

使用时，当堆芯补水箱启动后，低密度的高温流体经过压力平衡管进入堆芯补水箱，堆芯补水箱内的水在重力的作用下注入反应堆冷却剂系统。初始时刻，堆芯补水箱内的水位高于流量调节管3的第一端，堆芯补水箱内的水通过流量调节管3的入口和侧面的流量分配孔4并经出口管注入反应堆冷却剂系统，此时安注流量较大；当水位低于流量调节管3的入口后，堆芯补水箱内水只能通过流量调节管3侧面的流量分配孔4并经出口管注入反应堆冷却剂系统，由于流量分配孔4的流通面积小于流量调节管3入口的流通面积，流动阻力增加，此时安注流量降低；当水位进一步降低至流量分配孔4的下部时，堆芯补水箱内水仅所能经出口管注入反应堆冷却剂系统，流动阻力进一步增加，安注流量也随之降低。

从而通过设置流量调节管3和流量分配孔4，并通过水位变化引起的流通面积变化，实现流通阻力的自动调节，从而完成流量的自动调节，满足失水事故安注流量逐渐降低的需求，实现堆芯补水箱的注入流量与安注需求流量匹配，延长补水箱的作用时间，增大堆芯补水箱补水的压力范围，从而降低对自动卸压系统的需求或降低低压安注泵的开启压力与应急电源的需求。

进一步地，流量调节管3与补水箱壳体2两侧的侧壁相平行以形成竖向设置，与补水箱的竖向放置相匹配，

实施例2：

如图2所示，在实施例1的基础上，进一步地，多个流量分配孔4形成一个调节孔组401，调节孔组401可以设置多个，如设置三个，各调节孔组401之间具有间距，各个调节孔组401内的多个流量分配孔4集中设置，各相邻的调节孔组401之间的间距可以相等，也可以不等，优选地设置各相邻的调节孔组401之间的间距不等，可以将调节控制分别设置在流量调节管3靠近第一端的位置、靠近第二端的位置、以及设置在流量调节管3的中部区域。

从而，通过在流量调节管3的不同高度区域设置多个调节孔组401，使用时，在初始时刻，堆芯补水箱内的水位高于流量调节管3的第一端，堆芯补水箱内的水通过流量调节管3的入口和侧面的流量分配孔4并经出口管注入反应堆冷却剂系统，此时安注流量较大；当水位低于流量调节管3的入口后，堆芯补水箱内水只能通过流量调节管3侧面的所有的流量分配孔4并经出口管注入反应堆冷却剂系统，流动阻力增加，此时安注流量降低；当水位进一步降低至距离流量调节管3的第一端最近的一组调节孔组401的下部时，堆芯补水箱内的水可从其他的调节孔组401并经出口管注入反应堆冷却剂系统，流动阻力进一步增加，安注流量也随之降低；当水位进一步降低至高度更低的一组调节孔组401的下部时，可供堆芯补水箱内的水流出的流量分配孔4进一步减少，流动阻力进一步增加，安注流量也随之降低；从而随着水位降低，堆芯补水箱内的水所能通过的流量分配孔4的逐渐数量减少，经出口管注入反应堆冷却剂系统的流动阻力进一步增加，进而通过水位变化引起的流通面积变化，实现流通阻力的自动调节，完成流量的自动调节，满足失水事故安注流量逐渐降低的需求。可通过改变流量调节管3第一端的高度、流量调节管3的内径、流量分配孔4的数目和孔径、各组调节孔组401内分配孔4的数量、各组调节孔组401的间距以及位置等参数，调整流量的大小和持续时间，来匹配不同反应堆设计的失水事故初始阶段的流量需求。

进一步地，设置各相邻的调节孔组401之间的间距由流量调节管3的第一端向第二端的方向逐渐减小；各调节孔组401包含的流量分配孔4的数量不等，各调节孔组401包含的流量分配孔4的数量由流量调节管3的第一端向第二端的方向逐渐减小；从而可以与安注流量需求随破口流量的减小而减小相匹配。

更进一步地，各调节孔组401包括沿流量调节管3的径向方向等间距分布的等高孔组402，各调节孔组401内的等高孔组402至少设置一组；如图3中，位于较高处的调节孔组401中，等高孔组402设置3组，位于中部区域的调节孔组401中，等高孔组402设置2组，位于较低位置的调节孔组401中，等高孔组402设置1组，且每个调节孔组401内的相邻的等高孔组402的间距相等。通过这样的设置，可以更加精细化地调节流量的大小和持续时间，以更加精细地匹配不同反应堆设计的失水事故初始阶段的流量需求。

更进一步地，补水箱壳体2的进水口处设有入口稳流器，流量调节管3的第一端与入口稳流器具有间距，补水箱上设置有初始水位线(在图中未示出)，初始水位线的高度低于入口稳流器的高度，而流量调节管3第一端的高度低于补水箱内初始水位线的高度；从而确保水可以从流量调节管3的第一端流入。

实施例3：

一种先进堆芯设备，包括如上述实施例1或实施例2的任意一种先进堆芯补水箱。

本实用新型采用非移动部件实现了大小流量的自动转换，满足了中小破口失水事故初始阶段安注流量的需求，延长了堆芯补水箱的作用时间，增大堆芯补水箱补水的压力范围，从而降低对自动卸压系统的需求或降低低压安注泵的开启压力与应急电源的需求。本实用新型设计的新型堆芯补水箱结构简单、便于加工制造，可广泛应用于各种压水堆安全注入系统设计。

以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。