一種用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統的製作方法
2023-12-09 12:40:26 1
本實用新型涉及核電領域，尤其涉及一種用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統。
背景技術：
現有技術中，軸封注入水系統作為主泵重要的輔助系統，用於冷卻和潤滑主泵軸封組件和下部水潤滑徑向軸承，確保軸封組件和水潤滑徑向軸承在可接受的溫度範圍內運行，擔負著對主泵進行密封，防止高溫、高壓冷卻劑向葉輪上方的軸系傳導的重任。軸封注入水系統的正常運行是主泵運行的必要條件，與主泵的安全、可靠性運行密切相關。
目前，針對核主泵化容控制系統失效問題的核主泵軸封的應急注水系統因結構設計不合理，主要存在如下技術問題：
1、旋液分離器的排汙口直接排放至外部，可能導致一迴路放射性工作介質外洩。
2、注水系統中設置高壓儲水罐的結構，其在密封所需的注入量較大的情況下，儲水罐需要有較大的容積，在反應堆安全殼內空間有限的情況下，增加一臺大體積設備難度較大。
3、不適用於全場斷電等嚴重事故工況。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題在於，提供一種用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統，能夠與核主泵現有化容控制系統形成互補，保證主泵軸封注水在多種情況下的可靠性；採用非能動方式，進一步降低軸封損傷，安全環保；結構設計合理，便於設備維修和維護。
為了解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供了一種用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統，包括：主泵；連接在軸封注入水管路上和/或應急軸封注入水管路上的用以過濾反應堆冷卻劑中固體顆粒雜質的旋液分離器，旋液分離器通過多個閥門與主泵連接形成可導通的第一循環迴路；以及設置在主泵和旋液分離器之間的高壓冷卻器，旋液分離器、高壓冷卻器以及主泵通過多個閥門連接形成可導通的第二循環迴路，其中：主泵運轉，由軸封注入水管路輸入軸封注入水經旋液分離器後注入主泵的軸封腔中；或者由應急軸封注入水管路輸入的軸封注入水經旋液分離器和高壓冷卻器的冷卻後注入主泵的軸封腔中。
其中，還包括：設置在第二循環迴路中的用於使第二循環迴路中的冷卻劑自然循環流動的引射泵，引射泵連接在應急軸封注入水管路上，其中：主泵停運，應急軸封注入水管路上的注入水通過引射泵引導第二循環迴路中的冷卻劑建立自然循環，經高壓冷卻器的冷卻後注入主泵的軸封腔中。
其中，引射泵的連接端還分別連接在旋液分離器和主泵上。
其中，引射泵和主泵之間設有第一閥門。
其中，軸封注入水管路上設有旋液分離器排汙口。
其中，第一循環迴路上的旋液分離器與主泵之間設有第二閥門和第三閥門；第二循環迴路上設有第四閥門和第五閥門，第四閥門的一端和第五閥門的一端分別設置在高壓冷卻器的兩端，第四閥門的另一端和第五閥門的另一端分別與第二閥門連接。
本實用新型所提供的用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統，具有如下有益效果：
第一、通過主泵運轉，由軸封注入水管路輸入軸封注入水經旋液分離器後注入主泵的軸封腔中；當RCV系統失效，無法通過軸封注入水管路輸入軸封注水時，由應急軸封注入水管路輸入的軸封注入水經旋液分離器和高壓冷卻器的冷卻後注入主泵的軸封腔中，此時，應急軸封注入水管路輸入的軸封注入水的驅動力來自主泵的葉輪，其依靠自然循環驅動力運行，為非能動的方式，可以進一步保障核電廠主泵的正常運轉，加強核電的安全性。
第二、還包括設置在第二循環迴路中的用於使第二循環迴路中的冷卻劑自然循環流動的引射泵，引射泵連接在應急軸封注入水管路上，其中：主泵停運時，應急軸封注入水管路上的注入水通過引射泵引導第二循環迴路中的冷卻劑建立自然循環，經高壓冷卻器的冷卻後注入主泵的軸封腔中，以應對RCV軸封注入水系統的失效情況，能夠與核主泵現有化容控制系統形成互補，保證主泵軸封注水在多種情況下的可靠性；採用非能動方式，進一步降低軸封損傷。
第三、軸封注入水管路上設有旋液分離器排汙口，可以避免核電站主泵密封系統中的旋液分離器排汙口將放射性汙水直接排放到環境中，安全環保。
第四、第一循環迴路上的旋液分離器與主泵之間設有第二閥門和第三閥門；第二循環迴路上設有第四閥門和第五閥門，使得高壓冷卻器設置在旁路線管，方便設備維修，能夠降低核電站的維修、維護及時間成本。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本實用新型實施例用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
結合參見圖1，為本實用新型用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統的實施例一。
本實施例中的用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統，能夠在核主泵化容控制系統失效的情況下，以非能動的方式為核主泵軸封提供應急軸封水注入，防止軸封組件在高溫冷卻劑作用下損壞，保證反應堆一迴路邊界的完整性。其中：軸封注入水系統的使用環境為高溫、高壓環境，工作介質為去離子水。
具體實施時，用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統包括：主泵1；連接在軸封注入水管路2（軸封注入水管路2為能夠提供軸封注入水的RVC系統的一部分）上和應急軸封注入水管路3（應急軸封注入水管路3能夠提供RCV注入水，其為應急循環軸封注入水系統的一部分）上的用以過濾反應堆冷卻劑中固體顆粒雜質的旋液分離器4，旋液分離器4的作用是：過濾反應堆冷卻劑中大直徑的固體顆粒雜質，降低軸封損傷。具體實施時，旋液分離器4的過濾精度與應急循環軸封注入水系統的過濾精度保持一致。
旋液分離器4通過多個閥門與主泵1連接形成可導通的第一循環迴路A。第一循環迴路A能夠實現正常的RCV系統注入水功能。本實施例中所設置的閥門包括，例如：設置在主泵1和旋液分離器4一側的第一閥門91，設置在主泵1和旋液分離器4另一側的第二閥門92和第三閥門93，通過第一閥門91、第二閥門92以及第三閥門93的打開或閉合實現核主泵現有化容控制系統的相應功能。
優選的，軸封注入水管路2上設有旋液分離器排汙口41。如此設置的作用是：使得旋液分離器4的排汙口41接入RCV系統，保障一迴路不洩漏，能夠避免核電站主泵密封系統中的旋液分離器排汙口將放射性汙水直接排放入環境中，安全環保。
進一步的，還包括：設置在主泵1和旋液分離器4之間的高壓冷卻器5，高壓冷卻器5的作用是：在當RCV系統失效時充當非能動應急軸封注入水系統的熱井，其自身有循環冷卻水通過。具體實施時，高壓冷卻器5處於高位，其可以根據現場使用的實際情況，選擇冷卻器的類型以及安裝位置。
其中：旋液分離器4、高壓冷卻器5以及主泵1通過多個閥門連接形成可導通的第二循環迴路B, 第二循環迴路B能夠在RCV系統失效的情況下為軸封提供應急注入水，從而確保軸封組件和水潤滑徑向軸承在可接受的溫度範圍內運行。
第二循環迴路B上設有第四閥門94和第五閥門95，第四閥門94的一端和第五閥門95的一端分別設置在高壓冷卻器5的兩端，第四閥門94的另一端和第五閥門95的另一端分別與第二閥門92連接。
本實施例中的用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統在具體實施時，當主泵1運轉時，由軸封注入水管路2輸入軸封注入水經旋液分離器4後注入主泵1的軸封腔中；當RCV系統失效，無法通過軸封注入水管路2輸入軸封注水時，由應急軸封注入水管路3輸入的軸封注入水經旋液分離器4和高壓冷卻器5的冷卻後注入主泵1的軸封腔中，此時，應急軸封注入水管路3輸入的軸封注入水的驅動力來自主泵1的葉輪，其依靠自然循環驅動力運行，為非能動的方式，可以進一步保障核電廠主泵的正常運轉，加強核電的安全性。在此過程中，旋液分離器4用於過濾反應堆冷卻劑中的固體顆粒雜質，以防止軸封損傷。
在第一循環迴路A上分別設置第一閥門91，第二閥門92和第三閥門93，以及第二循環迴路B上設置第四閥門94和第五閥門95的作用是：高壓冷卻器5在維修時，可以通過打開旁通第二閥門92和第三閥門93，並關閉第四閥門94和第五閥門95，使得高壓冷卻器5被旁通，以方便維修。
本實用新型用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統的另一種實施方式中，用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統還包括：設置在第二循環迴路B中的用於使第二循環迴路B中的冷卻劑自然循環流動的引射泵6，引射泵6具有三個連接端，其中一個連接端連接在應急軸封注入水管路3上，另一個連接端連接在在旋液分離器4上，第三個通過第一閥門91連接在主泵上。
其中：引射泵6的功能是：用於引導反應堆一迴路冷卻劑建立自然循環流動。具體實施時，引射泵6的設計參數依據應急循環軸封注入水系統的參數和泵殼冷卻劑參數確定，應急循環軸封注入水系統為引射泵6提供抽吸動力，吸入側為反應堆冷卻劑。
具體實施時，當在上述實施一中的主泵1發生停運，應急軸封注入水管路3輸入的軸封注入水無法通過主泵1的葉輪獲得驅動力時，引射泵6運轉，應急軸封注入水管路3中的注入水通過引射泵6引導第二循環迴路B中的冷卻劑建立自然循環，經高壓冷卻器5的冷卻後注入主泵1的軸封腔中，以應對RCV軸封注入水系統失效的情況。在此過程中，旋液分離器4用於過濾反應堆冷卻劑中的固體顆粒雜質，以防止軸封損傷。
本實用新型的用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統的運行參數如下：系統設計壓力最高達到17.23MPa，系統設計溫度最高達到320℃，滿足主泵軸封試驗所需；能替代正常的RCV系統注入水功能，也能夠在RCV系統失效的情況下為軸封提供應急注入水，同時，尺寸精確、能在高溫、高壓工況下安全可靠工作，能夠較好的控制主泵密封的進口溫度、壓力，本系統可以保證主泵軸封的有效性、可靠性
實施本實用新型的用於核主泵軸封的非能動應急注入水系統，具有如下有益效果：
第一、通過主泵運轉，由軸封注入水管路輸入軸封注入水經旋液分離器後注入主泵的軸封腔中；當RCV系統失效，無法通過軸封注入水管路輸入軸封注水時，由應急軸封注入水管路輸入的軸封注入水經旋液分離器和高壓冷卻器的冷卻後注入主泵的軸封腔中，此時，應急軸封注入水管路輸入的軸封注入水的驅動力來自主泵的葉輪，其依靠自然循環驅動力運行，為非能動的方式，可以進一步保障核電廠主泵的正常運轉，加強核電的安全性。
第二、還包括設置在第二循環迴路中的用於使第二循環迴路中的冷卻劑自然循環流動的引射泵，引射泵連接在應急軸封注入水管路上，其中：主泵停運時，應急軸封注入水管路上的注入水通過引射泵引導第二循環迴路中的冷卻劑建立自然循環，經高壓冷卻器的冷卻後注入主泵的軸封腔中，以應對RCV軸封注入水系統的失效情況，能夠與核主泵現有化容控制系統形成互補，保證主泵軸封注水在多種情況下的可靠性；採用非能動方式，進一步降低軸封損傷。
第三、軸封注入水管路上設有旋液分離器排汙口，可以避免核電站主泵密封系統中的旋液分離器排汙口將放射性汙水直接排放到環境中，安全環保。
第四、第一循環迴路上的旋液分離器與主泵之間設有第二閥門和第三閥門；第二循環迴路上設有第四閥門和第五閥門，使得高壓冷卻器設置在旁路線管，方便設備維修，能夠降低核電站的維修、維護及時間成本。