一种超压保护卸压排放系统和具有其的核电站的制作方法

1.本发明涉及核能源技术领域，尤其涉及一种超压保护卸压排放系统和具有其的核电站。


背景技术：

2.在压水堆核电站包括：反应堆冷却剂系统、安全注入系统、余热排出系统和稳压器卸压箱。
3.相关技术中，安全注入系统与反应堆冷却剂系统相连的管线上，以及余热排出系统与反应堆冷却剂系统相连的管线上分别设置有安全阀，其中，安全阀在达到整定压力值时，阀门开启卸压，排放的流体进入稳压器卸压箱，以实现超压保护。
4.但是，该超压超压保护卸压排放系统中，稳压器卸压箱容积较大、且排放管系布置困难。
5.由上可知，相关技术中的超压保护卸压排放系统存在结构复杂的缺陷。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供一种超压保护卸压排放系统和具有其的核电站，以解决相关技术中的超压保护系统存在的结构复杂的问题。
7.为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
8.第一方面，本发明实施例提供了一种超压保护卸压排放系统，应用于核电站，所述核电站包括反应堆冷却剂系统、安全注入系统、余热排出系统和内置换料水箱，所述安全注入系统与所述反应堆冷却剂系统的冷管段连接，所述余热排出系统与所述反应堆冷却剂系统的热管段连接，所述超压保护卸压排放系统包括：
9.第一连接管线，所述第一连接管线的一端连接于所述安全注入系统，所述第一连接管线的另一端延伸至所述内置换料水箱内；
10.第二连接管线，所述第二连接管线的一端连接于所述余热排出系统，所述第二连接管线的另一端延伸至所述内置换料水箱内；
11.第一安全阀，设置于所述第一连接管线上，在所述第一安全阀的压力值大于或者等于第一预设压力值的情况下，所述第一安全阀开启，以使所述第一连接管线连通；
12.第二安全阀，设置于所述第二连接管线上，在所述第二安全阀的压力值大于或者等于第二预设压力值的情况下，所述第二安全阀开启，以使所述第二连接管线连通。
13.可选的，所述超压保护卸压排放系统还包括：
14.第一卸压扩散装置，所述第一卸压扩散装置设置于所述第一连接管线的延伸至所述内置换料水箱内的一端；
15.第二卸压扩散装置，所述第二卸压扩散装置设置于所述第二连接管线的延伸至所述内置换料水箱内的一端。
16.可选的，所述第一安全阀和/或所述第二安全阀是以下任一种：
17.弹簧加载式安全阀；
18.先导式安全阀。
19.可选的，所述第一卸压扩散装置和/或所述第二卸压扩散装置是以下任一种：
20.圆桶扩展器，所述圆桶扩展器包括圆筒体和固定于所述圆筒体并与所述圆筒体的内腔连通的喷头，所述喷头的出口方向与所述圆筒体的轴向垂直；
21.排放板，所述排放板上开设有排放孔；
22.文丘里扩散器，所述文丘里扩散器包括筒体部和固定于所述筒体部并与所述筒体部的内腔连通的文丘里喷头。
23.可选的，所述超压保护卸压排放系统还包括：
24.安全注入泵返回管线，所述安全注入泵返回管线的一端连接于所述安全注入系统，所述安全注入泵返回管线的另一端延伸至所述内置换料水箱内；
25.余热排出泵返回管线，所述余热排出泵返回管线的一端连接于所述余热排出系统，所述余热排出泵返回管线的另一端延伸至所述内置换料水箱内。
26.可选的，所述超压保护卸压排放系统还包括：
27.第三卸压扩散装置，所述第三卸压扩散装置设置于所述安全注入泵返回管线的延伸至所述内置换料水箱内的一端；
28.第四卸压扩散装置，所述第四卸压扩散装置设置于所述余热排出泵返回管线的延伸至所述内置换料水箱内的一端。
29.可选的，在所述超压保护卸压排放系统包括第一卸压扩散装置和第二卸压扩散装置的情况下，所述第三卸压扩散装置与所述第一卸压扩散装置为同一卸压扩散装置，所述第四卸压扩散装置与所述第二卸压扩散装置为同一卸压扩散装置。
30.可选的，所述安全注入系统包括安全注入泵，所述安全注入泵返回管线与所述安全注入系统连接的一端位于所述安全注入泵的下游；
31.所述余热排出系统包括余热排出泵，所述余热排出泵返回管线与所述余热排出系统连接的一端位于所述余热排出泵的下游。
32.可选的，所述安全注入泵返回管线上设置有第一止回阀，所述余热排出泵返回管线上设置有第二止回阀。
33.第二方面，本发明实施例还提供一种核电站，包括：反应堆冷却剂系统、安全注入系统、余热排出系统、内置换料水箱以及本发明实施例第一方面提供的所述的超压保护卸压排放系统，所述安全注入系统与所述反应堆冷却剂系统的冷管段连接，所述余热排出系统与所述反应堆冷却剂系统的热管段连接，所述超压保护卸压排放系统中的第一连接管线的一端连接于所述安全注入系统，所述第一连接管线的另一端延伸至所述内置换料水箱内；所述超压保护卸压排放系统中的第二连接管线的一端连接于所述余热排出系统，所述第二连接管线的另一端延伸至所述内置换料水箱内。
34.在本发明实施例提供的超压保护卸压排放系统中，在安全注入系统与内置换料水箱之间设置第一连接管线，并在余热排出系统与内置换料水箱之间设置第二连接管线，并在所述第一安全阀的压力值大于或者等于第一预设压力值的情况下，所述第一安全阀开启，以使所述第一连接管线连通，在所述第二安全阀的压力值大于或者等于第二预设压力值的情况下，所述第二安全阀开启，以使所述第二连接管线连通。这样，可以在第一连接管
线连通时将反应堆冷却剂系统冷管段内的流体排放至内置换料水箱内，并在第二连接管线连通时将反应堆冷却剂系统热管段内的流体排放至内置换料水箱内，以复用核电站内的内置换料水箱实现卸压保护功能，且该内置换料水箱位于核电站内的安全壳内，使得第一连接管线和第二连接管线易于布线设置，从而简化了超压保护卸压排放系统的结构复杂程度。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的一些实施例，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。
36.图1是本发明实施例提供的一种超压保护卸压排放系统的结构图；
37.图2是本发明实施例提供的另一种超压保护卸压排放系统的结构图；
38.图3是本发明实施例提供的超压保护卸压排放系统中第一种卸压扩散装置的主视图；
39.图4是本发明实施例提供的超压保护卸压排放系统中第一种卸压扩散装置的侧视图；
40.图5是本发明实施例提供的超压保护卸压排放系统中第二种卸压扩散装置的结构图；
41.图6是本发明实施例提供的超压保护卸压排放系统中第三种卸压扩散装置的结构图。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本发明实施例提供的超压保护卸压排放系统能够降低核电站内反应堆冷却剂系统、安全注入系统以及余热排出系统内压力，以避免各系统管线内的压力过大，造成管线损耗甚至造成核泄漏，并通过内置换料水箱盛放该卸压过程中排放出的流体，以避免另外设置稳压器卸压箱，且内置换料水箱位于核电站的安全壳内，本发明实施例在布置内置换料水箱与安全壳内的反应堆冷却剂系统、安全注入系统以及余热排出系统之间的管线时，能够将该管线设置于安全壳内，以简化管线的布线复杂程度，从而简化了超压保护卸压排放系统的结构复杂程度。
44.请参阅图1，是本发明实施例提供的一种超压保护卸压排放系统的结构示意图，该超压保护卸压排放系统应用于核电站，如图1所示，所述核电站包括反应堆冷却剂系统10、安全注入系统20、余热排出系统30和内置换料水箱40，所述安全注入系统20与所述反应堆冷却剂系统10的冷管段101连接，所述余热排出系统30与所述反应堆冷却剂系统10的热管段102连接，所述超压保护卸压排放系统包括：第一连接管线11、第二连接管线12、第一安全
阀13和第二安全阀14。
45.其中，第一连接管线11的一端连接于安全注入系统20，第一连接管线11的另一端延伸至内置换料水箱40内；第二连接管线12的一端连接于余热排出系统30，第二连接管线12的另一端延伸至内置换料水箱40内；第一安全阀13设置于第一连接管线11上，在第一安全阀13的压力值大于或者等于第一预设压力值的情况下，第一安全阀13开启，以使第一连接管线11连通；第二安全阀14设置于第二连接管线12上，在所述第二安全阀14的压力值大于或者等于第二预设压力值的情况下，第二安全阀14开启，以使第二连接管线12连通。
46.在具体实施中，上述第一安全阀13和第二安全阀14可以是弹簧加载式安全阀或先导式安全阀等，或者，上述第一安全阀13和第二安全阀14还可以是具有压力检测装置的电控阀门，以在压力检测装置检测到的压力值超限时控制电控阀门打开，在此并不限定上述第一安全阀13和第二安全阀14的具体结构和类型。另外，上述第一预设压力值和第二预设压力值的具体取值，可以根据核电站的实际运行情况和事故工况设计确定，例如：上述所述第一安全阀13的压力值大于或者等于第一预设压力值的情况可以是：在核电站运行期间，安全注入系统20处于隔离状态，若安全注入系统20中的止回阀等出现泄漏，反应堆冷却剂系统10内的高压流体会进入安全注入系统20中，使得与第一安全阀13的压力值超过第一预设压力值，此时第一安全阀13打开，以通过第一连接管线11将反应堆冷却剂系统10冷管段101内的高压流体排放至内置换料水箱40中，以降低安全注入系统20内的压力。
47.再例如：上述第二安全阀14的压力值大于或者等于第二预设压力值的情况可以是：在核电站停堆期间，余热排出系统30启动，若此时反应堆冷却剂系统10的主泵突然启动，会使得余热排出系统30内的压力上升，并使得第二安全阀14的压力值大于或者等于第二预设压力值，此时第二安全阀14打开，以通过第二连接管线12将反应堆冷却剂系统10热管段102内的流体排放至内置换料水箱40中，以降低余热排出系统30内的压力。
48.在实际应用中，如图2所示，、内置换料水箱40位于核电站的安全壳内，其中，安全壳围绕如图2中所示第一安全壳壁501与第二安全壳壁502之间的区域，且反应堆冷却剂系统10、安全注入系统20与内置换料水箱40之间的管线(包括第一连接管线11和安全注入泵返回管线204)，以及余热排出系统30与内置换料水箱40之间的管线(包括第二连接管线12和余热排出泵返回管线304)均位于安全壳内，这样，可以简化管道的布置以及减少安全壳的贯穿，从而简化了超压保护卸压排放系统的结构复杂程度。
49.可选的，如图2所示，所述超压保护卸压排放系统还包括：
50.第一卸压扩散装置5，第一卸压扩散装置5设置于所述第一连接管线11的延伸至内置换料水箱40内的一端；
51.第二卸压扩散装置6，所述第二卸压扩散装置6设置于第二连接管线12的延伸至内置换料水箱40内的一端。
52.在实施中，在第一安全阀13打开时，第一连接管线11内的流体通过第一卸压扩散装置5的扩散后进入内置换料水箱40内，且该第一卸压扩散装置5的出水口可以没入内置换料水箱40内的液体内；在第二安全阀14打开时，第二连接管线12内的流体通过第二卸压扩散装置6的扩散后进入内置换料水箱40内，且该第二卸压扩散装置6的出水口可以没入内置换料水箱40内的液体内。
53.这样，第一连接管线11和第二连接管线12内的流体通过第一卸压扩散装置5和第
二卸压扩散装置6的卸压和扩散后，能够降低排放出的流体的压力，从而避免第一连接管线11和第二连接管线12内的流体压力过大而损坏内置换料水箱40的钢覆面。
54.进一步的，所述第一卸压扩散装置5和/或所述第二卸压扩散装置6是以下任一种：
55.如图3和图4所示的圆桶扩展器7，所述圆桶扩展器7包括圆筒体71和固定于所述圆筒体71并与所述圆筒体71的内腔连通的喷头72，所述喷头72的出口方向与所述圆筒体71的轴向垂直；
56.如图5所示的排放板8，所述排放板8上开设有排放孔81；
57.如图6所示的文丘里扩散器9，所述文丘里扩散器9包括筒体部91和固定于所述筒体部91并与所述筒体部91的内腔连通的文丘里喷头92。
58.其中，如图3和图4所示的圆桶扩展器7，圆筒体71与第一连接管线11的靠近内置换料水箱40的一端连通，喷嘴72具有与圆筒体71的内腔连通的第一管体部721，以及与第一管体部721连通并垂直于第一管体部721的第二管体部722，且上述第一管体部721和第二管体部722均与圆筒体71的轴向垂直，这样，在喷嘴72排放出流体时，圆桶扩展器7受流体的反冲力作用发生旋转沿其轴向发生转动，以将排放出的流体均匀的撒入内置换料水箱40中，另外，圆筒体71上的喷头72的数量可以是多个，例如：3个、4个等，且各喷头72可以均匀的分布于圆筒体71的周沿，这样，使得内置换料水箱40中的液体更加均匀。
59.另外，如图5所示排放板8，其周沿封闭连接管线的出口，以使连接管线内的流体通过排放板8上开设的排放孔81进行卸压和分散后排放至内置换料水箱40中。另外，如图4所示排放板8中，上述排放孔81的数量为3个，且为矩形通孔结构，当然，在具体实施中，上述排放孔81的数量还可以是其他数量，例如：5个、10个等，且上述排放孔81的形状还可以是圆形、菱形等，在此不作具体限定。
60.另外，如图6所示文丘里扩散器9中丘里扩散器9可以理解为呈文丘里结构的喷嘴，其具有良好的卸压效果。需要说明的是，该文丘里扩散器9的筒体部91可以与连接管线延伸至内置换料水箱40中的一端为同一结构，该文丘里扩散器9中的文丘里喷头92与连接管线的内腔连通，且该文丘里喷头92的数量可以是多个，例如：3个、4个等，且该多个文丘里喷头92可以朝向不同的方向。
61.需要说明的是，上述第一卸压扩散装置5和/或第二卸压扩散装置6还可以是其他结构的卸压扩散器，仅用于通过该卸压扩散装置减小所排放的液体的压力，并提升所排放液体的排放面积，以使内置换料水箱40中的液体均匀搅混。
62.可选的，如图2所示，所述超压保护卸压排放系统还包括：
63.安全注入泵返回管线204，所述安全注入泵返回管线204的一端连接于所述安全注入系统20，所述安全注入泵返回管线204的另一端延伸至所述内置换料水箱40内；
64.余热排出泵返回管线304，所述余热排出泵返回管线304的一端连接于所述余热排出系统30，所述余热排出泵返回管线304的另一端延伸至所述内置换料水箱40内。
65.在具体实施中，如图2所示，上述安全注入系统20包括安全注入系统管线201以及设置于安全注入系统管线201上的安全注入泵202和第一隔离阀203，则上述安全注入泵返回管线204连接于安全注入系统管线201的位于安全注入泵202的下游的位置，以使通过安全注入泵202注入的流体能够进入安全注入泵返回管线204。具体应用中，在核电站正常运行时，第一隔离阀203处于关闭状态，以使安全注入系统20与反应堆冷却剂系统10隔离。
66.另外，上述余热排出系统30包括余热排出系统管线301以及设置于余热排出系统管线301上的余热排出泵302和第二隔离阀303，则上述余热排出泵返回管线304连接于余热排出系统管线301的位于余热排出泵302的下游的位置，以使通过余热排出泵302注入的流体能够进入余热排出泵返回管线204。具体应用中，在核电站正常运行时，第二隔离阀303处于关闭状态，以使余热排出系统30与反应堆冷却剂系统10隔离。
67.需要说明的是，上述余热排出泵302的下游表示余热排出泵302排出的流体的方向；同理，上述安全注入泵202的下游表示安全注入泵202排出的流体的方向。
68.在核电站启动之前或正常运行中，内置换料水箱40需要初始充水或定期补水时，上述第一隔离阀203和第二隔离阀303中的一个或者两个打开，以在第一隔离阀203打开时启动安全注入泵202，在第二隔离阀303打开时启动余热排出泵302，这样，可以通过安全注入系统20和安全注入泵返回管线204向内置换料水箱40内排放流体，以及通过余热排出系统30和余热排出泵返回管线304向内置换料水箱40内排放流体，以实现对内置换料水箱40内流体的搅拌混合作用，以使内置换料水箱40内各区域的硼浓度均匀。
69.可选的，所述超压保护卸压排放系统还包括：
70.第三卸压扩散装置，所述第三卸压扩散装置设置于安全注入泵返回管线204的延伸至内置换料水箱40内的一端；
71.第四卸压扩散装置，所述第四卸压扩散装置设置于余热排出泵返回管线304的延伸至内置换料水箱40内的一端。
72.需要说明的是，如图2所示实施例中，第三卸压扩散装置与所述第一卸压扩散装置5为同一卸压扩散装置，即第一连接管线11和安全注入泵返回管线204的靠近内置换料水箱40的一端共用一条管线，且第四卸压扩散装置与所述第二卸压扩散装置6为同一卸压扩散装置，即第二连接管线12和余热排出泵返回管线304的靠近内置换料水箱40的一端共用一条管线，这样，可以简化超压保护卸压排放系统的结构，并节约成本。
73.这样，在通过安全注入泵返回管线204和余热排出泵返回管线304向内置换料水箱40注入流体，以对内置换料水箱40进行搅混的过程中，通过卸压扩散装置5使内置换料水箱40内的硼浓度更加均匀，提升搅混的效果。以第一连接管线11、安全注入泵返回管线204以及第一卸压扩散装置5为例，对核电站的工作流程进行说明，在应用过程中，在卸压保护工作时，第一连接管线11上的第一安全阀13打开，以使卸压排放的流体排入内置换料水箱40，同时通过卸压扩散装置5，防止高压排放流体冲击损坏内置换料水箱40的钢覆面；另外，该卸压扩散装置5与安全注入泵返回管线204相连接，以使安全注入泵202启动时，驱使流体通过安全注入泵返回管线204和卸压扩散装置5排入内置换料水箱40，起到搅混内置换料水箱40内的含硼水的效果，使得内置换料水箱40内的硼浓度更加均匀。当然，第二连接管线12、余热排出泵返回管线304以及第二卸压扩散装置6的工作流程与上述第一连接管线11、安全注入泵返回管线204以及第一卸压扩散装置5的工作流程相似，在此不再赘述。
74.可选的，所述安全注入泵返回管线204上设置有第一止回阀205，所述余热排出泵返回管线304上设置有第二止回阀305。
75.在具体实施中，上述第一止回阀205和第二止回阀305可以是电动止回阀，当然，其还可以是液压止回阀等，在此不作具体限定。且第一止回阀205用于限制安全注入泵返回管线204内的流体的流向为由与安全注入系统管线201连接的一端向与内置换料水箱40连接
的一端；上述第二止回阀305用于限制余热排出泵返回管线204内的流体的流向为由与余热排出系统管线301连接的一端向与内置换料水箱40连接的一端。
76.在具体实施中，上述安全注入系统管线201上还设置有第三止回阀206和第四止回阀207，且安全注入泵返回管线204的一端连接于第三止回阀206和第四止回阀207之间，且第一连接管线11的一端连接于第三止回阀206和第四止回阀207之间。
77.其中，如图2所示实施例中，第四止回阀207的数量为两个。
78.另外，上述余热排出系统管线301上还设置有第三隔离阀306和第五止回阀307，其中，第三隔离阀306的数量为两个，且位于第二隔离阀303的上游，第五止回阀307位于余热排出泵302的下游。且第二连接管线12的一端连接于第三隔离阀306和第二隔离阀303之间，且余热排出泵返回管线304的一端连接于第五止回阀307和余热排出泵302之间。
79.在本发明实施例提供的超压保护卸压排放系统中，在安全注入系统与内置换料水箱之间设置第一连接管线，并在余热排出系统与内置换料水箱之间设置第二连接管线，并在所述第一安全阀的压力值大于或者等于第一预设压力值的情况下，所述第一安全阀开启，以使所述第一连接管线连通，在所述第二安全阀的压力值大于或者等于第二预设压力值的情况下，所述第二安全阀开启，以使所述第二连接管线连通。这样，可以在第一连接管线连通时将反应堆冷却剂系统冷管段内的流体排放至内置换料水箱内，并在第二连接管线连通时将反应堆冷却剂系统热管段内的流体排放至内置换料水箱内，以复用核电站内的内置换料水箱实现卸压保护功能，且该内置换料水箱位于核电站内的安全壳内，使得第一连接管线和第二连接管线易于管道设置，减少安全壳贯穿，从而简化了超压保护卸压排放系统的结构复杂程度。
80.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。