體積可變組件、壓力改變組件、壓力/液位改變方法
2023-05-22 13:45:26 1
專利名稱:體積可變組件、壓力改變組件、壓力/液位改變方法
技術領域：
本發明涉及核電領域，尤其涉及在核電站中使用的體積可變組件、調整核電站中的液體容器內的液位的方法、調整核電站中的流體容器內的壓力的方法、在核電站的流體容器中使用的壓力改變組件、以及在核電站的液體容器中使用的液位改變組件。
背景技術：
核電站中使用的安注系統又叫做應急堆芯冷卻系統，它的主要功能包括當一迴路系統破裂引起失水事故時，安注系統向堆芯注水，保證淹沒和冷卻堆芯，防止堆芯融化，以及保持堆芯的完整性。另外，在三代非能動核電站(例如AP1000)中，可以利用堆芯補水箱(CMT)、安注箱(ACC)、安全殼內置換料水箱(IPWST)等向堆芯注水，這些注水操作均採用非能動方式，而重力安注壓頭是執行安注操作的重要參數，因此，存在緊急情況下進一步提 高安注壓頭的需要。
此外，核電站中還存在緊急情況下進一步調整流體容器內的壓力/液位的需要。
發明內容
為在緊急情況下例如在安全事故中，提供對核電站的流體容器內的壓力、液位等的進一步調節以緩解事故，提出本發明。
根據本發明的一個方面，提出了一種在核電站中使用的體積可變組件，包括氣泵；體積可變裝置，設置在流體容器內，其中，所述氣泵基於觸發信號啟動以向所述體積可變裝置供給氣體而使得所述體積可變裝置膨脹以升高所述流體容器內的液位或增加所述流體容器內的壓力，或者從所述體積可變裝置抽出氣體而使得所述體積可變裝置收縮以降低所述流體容器內的液位或者降低所述流體容器內的壓力。
有利的，所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出所述液體容器的安注流速、所述液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。
有利的，所述體積可變裝置設置在所述流體容器的底部用於調節流體容器內的液位，且所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼地坑、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
有利的，由所述氣泵的運轉控制所述體積可變裝置的充氣/放氣速度、充氣量、充氣壓力中的至少一個。
有利的，所述體積可變組件使用在壓水堆安注系統中。
根據本發明的第二方面，提出了一種調整核電站中的液體容器內的液位的方法，包括如下步驟在所述液體容器內設置體積可變裝置，所述體積可變容器的至少一部分置於液體容器的液面以下，且所述體積可變裝置與氣泵相通；基於觸發信號啟動所述氣泵以向所述體積可變裝置供氣而使得所述體積可變裝置膨脹，從而提高所述液體容器內的液位，或者啟動所述氣泵以從所述體積可變裝置抽氣而使得所述體積可變裝置收縮，從而降低所述液體容器內的液位。有利的，所述液體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼地坑、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
根據本發明的第三方面，提出了一種調整核電站中的流體容器內的壓力的方法，包括如下步驟在所述流體容器內設置體積可變裝置，所述體積可變裝置與氣泵相通；基於觸發信號啟動所述氣泵以向所述體積可變裝置供氣而使得所述體積可變裝置膨脹，從而提高所述流體容器內的壓力，或者啟動所述氣泵以從所述體積可變裝置抽氣而使得所述體積可變裝置收縮，從而降低所述流體容器內的壓力。有利的，所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
根據本發明的第四方面，提出了一種在核電站的流體容器中使用的壓力改變組件，包括置於所述流體容器內的剛性容器，所述剛性容器內的壓力不同於所述流體容器內的壓力；至少一個閥裝置，設置在所述剛性容器上，所述閥裝置適於基於觸發信號打開而使 得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以改變所述流體容器內的壓力。有利的，所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。有利的，所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
根據本發明的第五方面，提出了一種在核電站的液體容器中使用的液位改變組件，包括固定於所述液體容器內的剛性容器，至少一部分所述剛性容器置於液面以下；至少一個閥裝置，設置在所述剛性容器上，所述閥裝置適於基於觸發信號打開而使得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以允許流體容器內的液體流入到所述剛性容器中而降低所述液體容器內的液位。有利的，所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度、剛性容器和液體容器的內部壓力差中的至少一種。有利的，所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安全殼地坑、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
根據本發明的第六方面，提出了一種調整核電站中的液體容器內的液位的方法，包括如下步驟在所述液體容器內設置剛性容器，所述剛性容器的至少一部分置於液體容器的液面以下，所述剛性容器上設置有至少一個閥裝置；基於觸發信號打開所述閥裝置以使得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以允許流體容器內的液體流入到所述剛性容器中而降低所述液體容器內的液位。有利的，所述液體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼地坑、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
根據本發明的第七方面，提出了一種調整核電站中的流體容器內的壓力的方法，包括如下步驟在所述流體容器內設置剛性容器，所述剛性容器內的壓力不同於所述流體容器內的壓力，所述剛性容器上設置有至少一個閥裝置；基於觸發信號打開所述閥裝置而使得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以改變所述流體容器內的壓力。有利的，所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
在上述方法中，所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。
圖I為一個示意圖，其示出了置於流體容器內的體積可變裝置，該體積可變裝置與氣泵相通，其中圖Ia示出了體積可變組件未被觸發膨脹之前的狀態，而圖Ib則示出了該體積可變組件被觸發膨脹之後的狀態，在圖Ib中，流體容器內的液位基於該膨脹而升高；
圖2為一個示意圖，其中示出了根據本發明的一個實施例的剛性容器置於流體容器內。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實例性的實施例，實施例的示例在附圖中示出，其中相同或相似的標號表示相同或相似的元件。下面參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
核電站(特別是三代非能動核電站)事故緩解中用到的三個重要影響因素為重力安注壓頭、淹沒液位、熱量移除。本發明至少能一定程度上優化以上三個因素，使得核電站更加安全。
具體說來，可以利用本發明的技術方案來提高重力安注的安注壓頭，而且，因為體積膨脹會佔據流體容器內的流體的空間，所以可以提高淹沒液位，特別可以在事故後期提高堆芯內的淹沒液位。提高淹沒液位自然有利於熱量的移除。
此外，本發明的技術方案可以根據需要調節液體容器內的液位，調節封閉容器內的壓力。
如圖I中所示，本發明提出了一種在核電站中使用的體積可變組件，包括氣泵10 ;體積可變裝置20，設置在流體容器30內，其中，所述氣泵10基於觸發信號啟動以向所述體積可變裝置20供給氣體而使得所述體積可變裝置20膨脹以升高所述流體容器內的液位或增加所述流體容器內的壓力(對應於圖I中從圖Ia到圖Ib的情形)，或者從所述體積可變裝置20抽出氣體而使得所述體積可變裝置20收縮以降低所述流體容器內的液位或者降低所述流體容器內的壓力(對應於圖I中從圖Ib到圖Ia的情形)。需要注意的是，既然是依靠體積膨脹或縮小來增加或降低流體容器30內的壓力，則該流體容器30大致是封閉的。
可以設置與氣泵的啟動聯動的閥40，該閥40設置在氣泵10與體積可變裝置20之間(如圖I中所示)，也可以不設置閥，而是將氣泵的出口直接連通到體積可變裝置20。也可以在氣泵10的入口設置專門的閥。
所述體積可變組件還包括限位裝置50，所述限位裝置50限制所述體積可變裝置在體積變化之後的位置和/或形狀。例如，如圖Ib中所示，限位裝置50可以用於限定體積可變裝置20的體積擴大的方向，限制體積可變裝置20的位置和形狀。該限位裝置可以為可調可伸縮的裝置。限位裝置還可以起到將體積可變裝置固定在流體容器內的作用。例如，該限位裝置可以為一個帶孔的剛性框架，體積可變裝置被限制在該剛性框架內膨脹，相應的，該體積可變裝置也可以固定在該剛性框架中，而該剛性框架則可以固定在流體容器的容器壁上。在圖I中，體積可變容器20在圖Ia中的壓縮狀態與圖Ib中的膨脹狀態之間可變，體積可變容器20在壓縮時處於剛性框架50的一側(圖Ia中為左側)。不過，體積可變裝置20也可以在壓縮狀態時位於剛性框架的整個底部，而在膨脹時則充滿剛性框架的整個內部空間。
可由所述氣泵10的運轉控制所述體積可變裝置20的充氣/放氣速度、充氣量、充氣壓力中的至少一個。例如，通過調節氣泵10的轉速來控制充氣/放氣速度，調節運行時間來控制充氣量和充氣壓力。此時，閥40可以設置為全開/全閉型。
可選的，體積可變裝置的充氣速度/放氣速度還可以由閥40的開度控制，該閥40可為電動閥門，可以通過控制電機來控制閥40的開度。
所述體積可變裝置設置在所述流體容器的底部用於調節流體容器內的液位，且所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼地坑、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器 (SG)。
所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。
在需要的情況下，可以將膨脹的可變體積裝置通過放氣而縮小以再次使用。
需要專門指出的是，可以設置多個體積可變裝置20，分別設置在不同的流體容器中，以進行組合調節。這同樣適用於後面提及的壓力改變組件。
堆芯補水箱可以布置在高於安全殼直接注射(DVI)管的位置，而後者的位置接近熱段主管道的底部標高。在正常運行期間，堆芯補水箱內充滿含硼水，箱內保持反應堆冷卻齊孫統(RCS)的運行壓力。堆芯補水箱除了在非極限冷卻劑喪失事故(LOCA)下完成堆芯應急補水和硼化，還主要執行LOCA事故下非能動高壓安注功能。
安注箱進行中壓安注，其藉助於壓縮氣體的儲能，因此無標高的要求。安注箱的箱體可以布置在堆芯補水箱的下一層面上。安注箱的大部分容器填充含硼水，而箱內氣腔由覆蓋氮氣加壓。核電站正常運行時，安注箱由止回閥與反應堆冷卻劑系統隔離，安注箱的出口管與安全殼直接注射管相連。只要反應堆冷卻劑系統壓力降到低於安注箱內的壓力，止回閥就自動開啟，硼水則靠氮氣壓力非能動地注入到反應堆冷卻劑系統。安注箱的中壓注射主要對付大極限冷卻劑喪失事故，在反應堆冷卻劑系統的水大量喪失之後，安注箱的大流量注水可以迅速建立堆芯冷卻。
安全殼內置換料水箱一般布置在安全殼運行平臺下的層面，安全殼內置水箱的底部高於反應堆冷卻劑系統環路的標高，在反應堆冷卻劑系統足夠洩壓之後，箱內的硼水可以在重力下注入到反應堆冷卻劑系統中，安全殼內置換料水箱也通過兩條安全殼直接注射管與安全殼相連。一般而言，安全殼內置換料水箱內的水量需要滿足如下要求反應堆正常換料期間將換料水池充水至需要的水位以進行換料操作；極限冷卻劑喪失事故之後長期再循環冷卻期間淹沒安全殼的下部；極限冷卻劑喪失事故後提供足夠的低壓安注流量並保持足夠的注射時間。
在上述的安全殼內置換料水箱、安注箱、堆芯補水箱內的安注操作均結束之後，可以執行安全殼地坑再循環來實現長期冷卻。[0036]以流體容器為安全殼地坑為例，在體積可變組件的體積可變裝置20膨脹之前，體積可變組件的體積並不大，不影響安全殼地坑的運行。當事故發生時，體積可變裝置20由於氣泵10被啟動而被快速膨脹，例如，膨脹到原來體積的數十倍甚至數百倍，從而佔據安全殼地坑內的部分水體積，提高堆芯的淹沒液位。啟動氣泵10的觸發信號可以由傳感器獲得。觸發信號可以為安全殼地坑內的液位，在該液位低於預定液位時，可以使得該體積可變裝置20膨脹。
以流體容器為安全殼內換料水箱或堆芯補水箱為例，在體積可變組件的體積可變裝置20膨脹之前，體積可變組件的體積並不大，不影響安全殼內換料水箱或堆芯補水箱的運行。當事故發生時，體積可變裝置20由於氣泵10被啟動而被快速膨脹，例如，膨脹到原來體積的數十倍甚至數百倍，從而佔據安全殼內換料水箱或堆芯補水箱內的部分水體積，提聞安全殼內換料水箱或堆芯補水箱的液位，從而提聞安注壓頭，而進一步提聞安全殼內換料水箱的安注流速或堆芯補水箱的安注流速。啟動氣泵10的觸發信號可以由傳感器獲得。觸發信號也可以為安全殼內換料水箱或堆芯補水箱的液位，或者安全殼內換料水箱或堆芯補水箱的安注流速，在該液位低於預定液位或安注流速低於預定流速時，可以使得該體積可變裝置20膨脹。
以流體容器為安注箱為例，在體積可變組件的體積可變裝置20膨脹之前，體積可變組件的體積並不大，不影響安注箱的運行。當事故發生時，體積可變裝置20由於觸發而被快速膨脹，例如，膨脹到原來體積的數十倍甚至數百倍，從而佔據安注箱內的部分水體積，提聞安注箱的液位，從而提聞安注壓頭，而進一步提聞安注箱的安注流速。尤其是在安注箱內上部的氮氣壓力不足的情況下，體積可變裝置20的快速膨脹還有助於提高安注箱內的壓力，從而保證安注箱的安注流速。啟動氣泵10的觸發信號可以由傳感器獲得。觸發信號也可以為安注箱的安注流速、或者安注箱內的壓力，在安注流速低於預定流速或安注箱內的壓力低於預定壓力時，可以使得該體積可變裝置20膨脹，以提高安注箱內的液位，隨著液位的提高，安注壓頭增加,從而安注流速也相應增加。
觸發信號還可以為堆芯溫度以及其他需要執行安注操作的事故信號，例如反應堆冷卻劑系統的各種尺寸的破口(包括口徑最大的主管道雙端斷裂的極限冷卻劑喪失事故)、主蒸汽管道雙端斷裂事故(在非極限冷卻劑喪失事故下，在化學和容積控制系統(CVS)的正常補水不可用或補水不足時，安注系統提供高壓應急補水和硼化。對於主蒸汽管道雙端斷裂事故，事故後主蒸汽大量釋放，使得反應堆冷卻劑急速降溫，導致反應堆冷卻劑收縮，反應堆冷卻劑系統容積水裝量減少和堆芯正反應性快速引入。此時，需要使得堆芯保持淹沒狀態，並控制堆芯反應性，限制反應堆重返功率的峰值)。
製造體積可變裝置的材料可以是耐高溫橡膠材料。
以上主要說明了體積膨脹組件應用於核電站安注系統中的情形。
根據本發明的體積可變組件的體積可變裝置還可以設置在穩壓器(PZR)中。所述觸發信號可包括穩壓器中的壓力。
穩壓器的基本功能是建立並維持一迴路系統(反應堆冷卻劑系統)的壓力。穩壓器在核電站穩定運行時，將一迴路壓力維持在恆定壓力下；在一迴路系統瞬態時，將壓力變化限制到允許值以內；在事故時，防止一迴路系統超壓，維護一迴路系統的完整性。此外，穩壓器可以作為一迴路的緩衝容器，吸收一迴路系統水容器的迅速變化。穩壓器內下部為水，上部為汽空間。加熱器設置在穩壓器的下部，在穩壓器內壓力降低時，加熱器加熱使得部分水被蒸發為飽和汽；穩壓器的上部設置有噴淋裝置以在穩壓器內的壓力高於預定值或整定值時，向汽空間噴灑過冷水使得部分蒸汽凝結。穩壓器的壓力代表了一迴路的壓力。
上述的安注系統可以是壓水堆的安注系統，本發明的體積可變組件也可以應用於其他堆型，例如，設置在其他堆型的安全殼地坑內，例如，還可以布置於沸水堆的安全殼溼井中，以在需要淹沒堆芯時觸發該體積膨脹組件以抬升地坑內的液位。
上面主要是以提高安注壓頭為例說明了體積可變組件。需要注意的是，在氣泵抽吸體積可變容器內的氣體的情況下，體積可變容器的體積減小，從而可以使得液體容器內的液面降低或使得密閉的流體容器內的壓力降低。
相應地，本發明也提出了一種調整核電站中的液體容器內的液位的方法，包括如下步驟在所述液體容器內設置體積可變裝置，所述體積可變容器的至少一部分置於液體容器的液面以下，且所述體積可變裝置與氣泵相通；基於觸發信號啟動所述氣泵以向所述體積可變裝置供氣而使得所述體積可變裝置膨脹，從而提高所述液體容器內的液位，或者·啟動所述氣泵以從所述體積可變裝置抽氣而使得所述體積可變裝置收縮，從而降低所述液體容器內的液位。所述液體容器可為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼地坑、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器。
本發明還提出一種調整核電站中的流體容器內的壓力的方法，包括如下步驟在所述流體容器內設置體積可變裝置，所述體積可變裝置與氣泵相通；基於觸發信號啟動所述氣泵以向所述體積可變裝置供氣而使得所述體積可變裝置膨脹，從而提高所述流體容器內的壓力，或者啟動所述氣泵以從所述體積可變裝置抽氣而使得所述體積可變裝置收縮，從而降低所述流體容器內的壓力。所述流體容器有利的為密封容器，例如為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
在以上的方法中，所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出所述液體容器的安注流速、所述液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。
以上描述了以能動方式(利用氣泵的啟停)改變流體容器內的壓力、液壓的方式，下面描述以非能動方式改變流體容器內的壓力、液壓的方式。
如圖2中所示，本發明提出了一種在核電站的流體容器中使用的壓力改變組件，包括置於所述流體容器內的剛性容器60，所述剛性容器60內的壓力不同於所述流體容器30內的壓力；至少一個閥裝置70，設置在所述剛性容器上，所述閥裝置適於基於觸發信號打開而使得所述剛性容器60與所述流體容器30通過所述閥裝置70相通以改變所述流體容器30內的壓力。有利的，所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。有利的，所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。明顯的，使用該壓力改變組件的流體容器為密封容器。
剛性容器60其內的氣體壓力不同於流體容器30內的壓力，從而當剛性容器60與流體容器30相通時，兩者之間存在流體流動。如果剛性容器60內的氣體壓力高於流體容器30內的壓力，則流體容器30內的壓力會相應升高；反之，則流體容器30內的壓力相應降低。例如，如果剛性容器60設置在穩壓器內，在探測到穩壓器內的壓力過低時，可以將具有高壓力的剛性容器60與穩壓器內部相通以提高穩壓器內的壓力。
另外，在需要降低流體容器30內的壓力的情況下，剛性容器60可以置於流體容器30的氣體空間內，也可以置於流體容器30的液體空間內。如果置於氣體空間內，則僅需要剛性容器60內的壓力低於該氣體空間的壓力即可；如果置於液體空間內，則僅需要液體空間中的液體可以進入到剛性容器60內即可。而在需要升高流體容器30內的壓力的情況下，剛性容器60內的壓力必然要求高於流體容器30內的壓力，此時，剛性容器60可置於流體容器30的氣體空間或液體空間中。
另外，在剛性容器內的壓力大於流體容器內的壓力的情況下，閥裝置70被打開還可以導致流體容器內的壓力增加或該流體容器的安注壓頭增加。
圖2也適用於一種在核電站的液體容器中使用的液位改變組件,包括固定於所述液體容器內的剛性容器，至少一部分所述剛性容器置於液面以下；至少一個閥裝置，設置在所述剛性容器上，所述閥裝置適於基於觸發信號打開而使得所述剛性容器與所述流體容·器通過所述閥裝置相通以允許流體容器內的液體流入到所述剛性容器中而降低所述液體容器內的液位。有利的，所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。有利的，所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安全殼地坑、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
由於剛性容器以其內部空間接收液體容器內的液體，所以在閥裝置使得剛性容器與液體容器相通時，可以降低液體容器內的液位。有利的，該閥裝置設置在剛性容器的底部，以便於流體容器內的液體進入和排出該剛性容器。
基於該剛性容器，本發明也提出了一種調整核電站中的液體容器內的液位的方法，包括如下步驟在所述液體容器內設置剛性容器，所述剛性容器的至少一部分置於液體容器的液面以下，所述剛性容器上設置有至少一個閥裝置；基於觸發信號打開所述閥裝置以使得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以允許流體容器內的液體流入到所述剛性容器中而降低所述液體容器內的液位。
基於該剛性容器，本發明還提出了一種調整核電站中的流體容器內的壓力的方法，包括如下步驟在所述流體容器內設置剛性容器，所述剛性容器內的壓力不同於所述流體容器內的壓力，所述剛性容器上設置有至少一個閥裝置；基於觸發信號打開所述閥裝置而使得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以改變所述流體容器內的壓力。
需要指出的是，對於以上的將剛性容器與流體容器相通的閥裝置可以是專門設置的閥，其可以基於觸發信號由電機驅動；也可以僅僅是設置在剛性容器的容器壁(例如底壁)上的一個開口中將該剛性容器的內部空間與流體容器的內部空間隔開的膜，該膜適於基於剛性容器內部壓力與流體容器的內部壓力之間的壓力差而被破壞(對應於閥被打開)，相應地，觸發信號為超過閾值的壓力差。
還需要指出的是，以上改變流體容器內的液位、壓力的組件和方法可以結合使用。
基於本發明的技術方案，利用相對簡單的結構，可以進一步提高安注系統的安注壓頭，提供安注系統的安全性；還可以根據需要進一步調節核電站的流體容器內的壓力/液位，以在緊急情況下緩解安全事故。[0061]儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行變化。本發明的適用範圍由所附權利要求
及其等同物限 定。
權利要求
1.一種在核電站中使用的體積可變組件，包括 氣泵； 體積可變裝置，設置在核電站的流體容器內， 其中，所述氣泵基於觸發信號啟動以向所述體積可變裝置供給氣體而使得所述體積可變裝置膨脹以升高所述流體容器內的液位或增加所述流體容器內的壓力，或者從所述體積可變裝置抽出氣體而使得所述體積可變裝置收縮以降低所述流體容器內的液位或者降低所述流體容器內的壓力。
2.根據權利要求
I所述的體積可變組件，其中 所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。
3.根據權利要求
I所述的體積可變組件，其中 所述體積可變裝置設置在所述流體容器的底部用於調節流體容器內的液位，且所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼地坑、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
4.根據權利要求
I所述的體積可變組件，其中 由所述氣泵的運轉控制所述體積可變裝置的充氣/放氣速度、充氣量、充氣壓力中的至少一個。
5.根據權利要求
I所述的體積可變組件，其中 所述體積可變組件使用在壓水堆安注系統中。
6.根據權利要求
I所述的體積可變組件，其中 所述體積可變組件還包括限位裝置，所述限位裝置限制所述體積可變裝置在體積變化之後的位置和/或形狀。
7.—種調整核電站中的液體容器內的液位的方法，包括如下步驟 在所述液體容器內設置體積可變裝置，所述體積可變容器的至少一部分置於液體容器的液面以下，且所述體積可變裝置與氣泵相通； 基於觸發信號啟動所述氣泵以向所述體積可變裝置供氣而使得所述體積可變裝置膨脹，從而提高所述液體容器內的液位，或者啟動所述氣泵以從所述體積可變裝置抽氣而使得所述體積可變裝置收縮，從而降低所述液體容器內的液位。
8.根據權利要求
7所述的方法，其中 所述液體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼地坑、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
9.一種調整核電站中的流體容器內的壓力的方法，包括如下步驟 在所述流體容器內設置體積可變裝置，所述體積可變裝置與氣泵相通； 基於觸發信號啟動所述氣泵以向所述體積可變裝置供氣而使得所述體積可變裝置膨脹，從而提高所述流體容器內的壓力，或者啟動所述氣泵以從所述體積可變裝置抽氣而使得所述體積可變裝置收縮，從而降低所述流體容器內的壓力。
10.根據權利要求
9所述的方法，其中 所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
11.根據權利要求
7-10中任一項所述的方法，其中 所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。
12.—種在核電站的流體容器中使用的壓力改變組件，包括 置於所述流體容器內的剛性容器，所述剛性容器內的壓力不同於所述流體容器內的壓力； 至少一個閥裝置，設置在所述剛性容器上，所述閥裝置適於基於觸發信號打開而使得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以改變所述流體容器內的壓力。
13.根據權利要求
12所述的壓力改變組件，其中 所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。
14.根據權利要求
12所述的壓力改變組件，其中 所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器。
15.—種在核電站的液體容器中使用的液位改變組件,包括 固定於所述液體容器內的剛性容器，至少一部分所述剛性容器置於液面以下； 至少一個閥裝置，設置在所述剛性容器上，所述閥裝置適於基於觸發信號打開而使得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以允許流體容器內的液體流入到所述剛性容器中而降低所述液體容器內的液位。
16.根據權利要求
15所述的液位改變組件，其中 所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度、剛性容器和液體容器的內部壓力差中的至少一種。
17.根據權利要求
15所述的液位改變組件，其中 所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安全殼地坑、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
18.—種調整核電站中的液體容器內的液位的方法，包括如下步驟 在所述液體容器內設置剛性容器，所述剛性容器的至少一部分置於液體容器的液面以下，所述剛性容器上設置有至少一個閥裝置； 基於觸發信號打開所述閥裝置以使得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以允許流體容器內的液體流入到所述剛性容器中而降低所述液體容器內的液位。
19.根據權利要求
18所述的方法，其中 所述液體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼地坑、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、安全殼、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
20.一種調整核電站中的流體容器內的壓力的方法，包括如下步驟 在所述流體容器內設置剛性容器，所述剛性容器內的壓力不同於所述流體容器內的壓力，所述剛性容器上設置有至少一個閥裝置；基於觸發信號打開所述閥裝置而使得所述剛性容器與所述流體容器通過所述閥裝置相通以改變所述流體容器內的壓力。
21.根據權利要求
20所述的方法，其中 所述流體容器為核電站的以下部件中的至少一種堆芯補水箱(CMT)、安全殼內換料水箱(IRWST)、安注箱(ACC)、穩壓器、反應堆壓力容器(RPV)、蒸汽發生器(SG)。
22.根據權利要求
18-21中任一項所述的方法，其中 所述觸發信號包括液體容器內的液位、液體流出液體容器的安注流速、液體容器內部的壓力、堆芯溫度中的至少一種。
專利摘要
本發明提出了一種在核電站中使用的體積變化組件，包括體積變化裝置，設置在流體容器內，所述體積膨脹裝置適於基於觸發信號在所述流體容器內膨脹或收縮，變化量可控，用以改變容器內液位高低和容器空間的壓力大小。本發明還提出了一種改變核電站安注系統中的重力安注壓頭的方法，包括以下步驟在液體容器的底部設置體積變化裝置；基於觸發信號使得所述體積變化裝置在所述液體容器內膨脹或收縮以改變所述液體容器內的液位，從而改變安注壓頭。利用本發明的技術方案，可以緩解核電站安全事故，提高核電站的安全性。
文檔編號G21C13/04GKCN102903400SQ201210377663
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月8日
發明者石洋, 李玉全 申請人:國家核電技術有限公司, 國核華清(北京)核電技術研發中心有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan