一种防止蒸汽发生器满溢的核电站保护系统的制作方法

1.本实用新型属于核电站防护技术领域，具体涉及一种防止蒸汽发生器满溢的核电站保护系统。


背景技术：

2.在采用高压安注的核电厂如cpr1000核电厂，发生蒸汽发生器传热管破裂(sgtr)事故后，将触发紧急停堆和安全注入信号。此时，由于紧急停堆信号将触发二回路汽轮机进气阀关闭，二回路压力上升，并将触发蒸汽大气排放系统(gcta)或安全阀开启而稳定在一定的压力值，避免二回路压力值过大。而一回路由于高压安注压头的流量注入，其压力降维持在较高的压力值，即一回路、二回路存在较大的压差(2500s以前)，如图1所示。
3.一回路、二回路存在较大的压差，将导致有较大的从一回路通过破裂传热管向二回路泄漏的流量，加上二回路给水侧的注入，进而导致二回路发生满溢高风险事件。二回路一旦发生满溢后，将导致一回路带有放射性的液体，直接通过破损传热管、二回路、gcta或安全阀向大气环境释放。典型事故下的排放量如图2所示，放射性液体直接排放至环境所导致的放射性当量要远大于相同质量的放射性蒸汽。
4.因此，需要尽量避免二回路满溢导致的放射性液体的直接排放。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，现有的核电站系统在sgtr事故中，可能会对外排出放射性液体的问题。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种防止蒸汽发生器满溢的核电站保护系统，包括蒸汽发生器、分别与所述蒸汽发生器连接的一回路系统、二回路系统和用于控制所述二回路系统压力的蒸汽释放阀，还包括：
6.水位监测传感器，用于监测所述蒸汽发生器内二回路系统的水位；
7.水位控制单元，与所述水位监测传感器和所述蒸汽释放阀电连接，用于当所述蒸汽发生器内二回路系统的水位升至第一阈值时，控制打开所述蒸汽释放阀以排放蒸汽。
8.所述的核电站保护系统，其中，所述蒸汽发生器设置有n个，n为大于等于2的整数；
9.每个蒸汽发生器在一回路系统和二回路系统中均并联连接，分别形成n条压力相同的一回路支路和n条压力相同的二回路支路；
10.每条二回路支路均对应设置有水位监测传感器和蒸汽释放阀；
11.所述水位控制单元，与每一条二回路支路的水位监测传感器和蒸汽释放阀电连接，用于当任一条二回路支路的水位升至第一阈值时，控制打开所有的蒸汽释放阀以排放蒸汽。
12.所述的核电站保护系统，其中，所述蒸汽发生器设置有三个；
13.每条一回路支路包括冷却剂流入口和冷却剂流出口，三条一回路支路在所述冷却剂入口处连通，以及在所述冷却剂出口出连通；
14.每条二回路支路包括给水口和蒸汽流出口，三条二回路支路在所述给水口处连
通，以及在所述蒸汽流出口出连通。
15.所述的核电站保护系统，其中，所述水位控制单元，还用于当二回路系统的水位降至第二阈值时，关闭所有蒸汽释放阀，所述第一阈值大于所述第二阈值。
16.实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：本实用新型设置了水位监测传感器对蒸汽发生器内二回路系统的水位进行监测，当水位升至设定的第一阈值，“sga水位高”信号触发时，水位控制单元控制打开蒸汽释放阀以排放蒸汽，此水位以下排放蒸汽不会造成放射性液体外溢，确保了安全排放，克服了现有的核电站系统在sgtr事故中，由于没有水位监控可能会对外排出放射性液体的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
18.图1为蒸汽发生器传热管破裂事故时一、二回路系统压力值对比图。
19.图2为排放气体和排放液体两种情形的排放量对比图。
20.图3为本实用新型实施例一提供的一种防止蒸汽发生器满溢的核电站保护系统结构原理图。
21.图4为本实用新型实施例二提供的一种防止蒸汽发生器满溢的核电站保护系统原理图。
具体实施方式
22.以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。
23.请参照图3所示，本实用新型实施例一提供一种防止蒸汽发生器满溢的核电站保护系统，包括包括蒸汽发生器1、一回路系统2、二回路系统3、蒸汽释放阀k、水位监测传感器4和水位控制单元5。一回路系统2中的冷却剂(冷却水)流经反应堆产生高温高压蒸汽，将热能带到蒸汽发生器1中对二回路系统3中的水进行加热产生蒸汽，蒸汽通过二回路进入汽轮机进行发电(该部分不涉及发明点，未体现在图中)。水位监测传感器4用于监测蒸汽发生器1内二回路系统的水位；水位控制单元5与水位监测传感器4和蒸汽释放阀k电连接，用于当蒸汽发生器1内二回路系统3的水位升至第一阈值(水位上限)时，控制打开蒸汽释放阀k以排放蒸汽，并进一步地，当水位降低至设定的第二阈值(水位下限)时，关闭蒸汽释放阀k，停止排放蒸汽。
24.具体地，当蒸汽发生器1传热管破裂(sgtr)后，将触发紧急停堆并触发二回路系统3汽轮机的进气阀(不涉及发明点，未体现在图中)关闭，二回路系统3中的压力会逐渐增大，当二回路系统3中的压力达到整定值(约7.85mpa)时，就会开启蒸汽大气排放系统(gcta)或蒸汽释放阀k向外排放气体，避免超压。现有技术中，由于没有采用水位信号进行保护，水位超过一定的位置时会随着蒸汽释放阀k的打开而外溢。而本实用新型中，设置了水位监测传感器4对蒸汽发生器1内二回路系统的水位进行监测，当水位升至设定的第一阈值，“sga水
位高”信号触发时，水位控制单元5控制打开蒸汽释放阀k以排放蒸汽，此水位以下排放蒸汽不会造成放射性液体外溢，确保了安全排放。进一步地，随着蒸汽的排放，当水位降低至设定的第二阈值，“sg水位低”信号触发时，水位控制单元5控制关闭蒸汽释放阀k，停止排放蒸汽。
25.请参照图4所示，本实用新型实施例二提供一种防止蒸汽发生器满溢的核电站保护系统原理图，包括三个蒸汽发生器a/b/c，每个蒸汽发生器在一回路系统和二回路系统中均并联连接，形成三条一回路支路和三条二回路支路，具体是ai1、bi1、ci1连通，为一回路的冷却剂流入口，ao1、bo1、co1连通，为一回路的冷却剂流出口。ai2、bi2、ci2连通，由同一给水泵供水，为二回路的给水口，ao2、bo2、co2连通，为二回路的蒸汽流出口，保证三个蒸汽发生器中二回路的压力一致，均连接至汽轮机。二回路中的三条支路均对应设置有水位监测传感器4和蒸汽释放阀k；水位控制单元5，与每一个水位监测传感器4和蒸汽释放阀k电连接，当任一蒸汽发生器传热管破裂，该二回路支路的水位升至第一阈值时，控制打开三条支路的蒸汽释放阀k以排放蒸汽。除了破损的支路，完好的支路蒸汽大气排放系统(gcta)排气有助于提高降温降压效率，避免放射性液体外溢。
26.以上是以三条支路为例进行说明，可以以此类推，得到二条、四条以上支路的技术方案，本实用新型不再赘述。
27.在操作员干预前，蒸汽释放阀k可能会数次开启和关闭；当操纵员开始动作时，可以手动隔离破损sg，将该列蒸汽释放阀k的开启整定值升高至9.0mpa abs，通过完好的支路gcta排气冷却一回路；关闭高压安注进行一回路降压，在高压安注泵停止之后，通过稳压器喷淋终止一、二次泄漏。
28.通过上述说明可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：设置了水位监测传感器4对蒸汽发生器1内二回路系统的水位进行监测，当水位升至设定的第一阈值，“sga水位高”信号触发时，水位控制单元5控制打开蒸汽释放阀k以排放蒸汽，此水位以下排放蒸汽不会造成放射性液体外溢，确保了安全排放，克服了现有的核电站系统在sgtr事故中，由于没有水位监控可能会对外排出放射性液体的问题。
29.以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。