[发明专利]一种安全注入系统

说明书

本发明涉及安全注入系统，包括中压安注子系统、低压安注子系统和安注箱注入子系统，中压安注子系统和低压安注子系统的一端通过设置在安全壳内的换料水箱取水，另一端向一回路冷段和热段供水；中压安注子系统和低压安注子系统各包括A列和B列；中压安注子系统的A列和低压安注子系统的A列分别包括设置在安全壳外的A1中压安注泵和A2低压安注泵及连接管线；中压安注子系统的B列和低压安注子系统的B列分别包括设置在安全壳外的B1中压安注泵和B2低压安注泵及连接管线。本发明安全注入系统，因互为备用的A、B两列实现了完全的实体隔离,增强了对内外部事件的抵御能力，确保在失水工况下，为反应堆堆芯提供持续的冷却；可靠性高、运行效率高，满足三代核电技术的安全要求。

技术领域

本发明属于核电站堆芯冷却系统，具体涉及一种安全注入系统，该系统确保在失水工况下，为反应堆堆芯提供持续的冷却。

背景技术

专设安全设施用于在各种假想事故情况下，确保反应堆紧急安全停堆并长期排出堆芯余热，保持裂变产物与环境之间的安全屏障完好无缺。其中，安全注入系统能够在失水事故(LOCA)工况下，为堆芯提供应急和持续的冷却，从而防止燃料包壳熔化，并保证堆芯的几何形状和完整性。

传统的M310二代加堆型，安全注入系统由高压安注、低压安注以及安注箱安注三个子系统组成，如图3、4所示。

高压安注子系统包括了三台高压安注泵8(即与化学与容积控制系统共用的三台上充泵)，以及一个浓硼酸注入箱6及硼酸再循环回路。在电厂正常运行时，高压安注泵作为化容系统的上充泵用于向一回路正常充水，其中一台运行、一台备用，另一台电源拉出。在事故工况下，通过切换转而成为高压安注泵，由两台泵运行，一台备用，向堆芯注入含硼水。而且，高压安注泵需要利用低压安注泵为其增压。

低压安注子系统包括两台低压安注泵A2、B2，当一回路压力低于低压安注泵压头时，低压安注泵将换料水箱1中的含硼水直接注入堆芯，换料水箱位于安全壳外。当换料水箱1出现低水位信号时，通过切换转入安全壳地坑9再循环阶段。

安注箱子系统主要由三个安注箱组成，分别接到一回路三个环路的冷段上。当一回路压力降到安注箱压力以下时，安注箱中的含硼水靠压力顶开管路中的逆止阀而注入一回路冷段，以达到短时间内淹没堆芯、避免燃料棒熔化的目的。

但上述技术方案也存在着不足，无法满足三代核电的安全指标，主要体现在：

1)传统二代加核电站安全系统的布置方案，无法做到严格的实体隔离。对于安全注入系统，三台高压安注泵8布置在核辅助厂房的三个相邻房间，两台低压安注泵A2、B2布置在燃料厂房的两个相邻房间，A列、B列并非严格的实体隔离，在火灾、水淹等内部事件或飞机撞击、爆炸等外部事件中，极易造成公因失效。

2)可靠性问题。作为重要的专设安全设施，提高其可靠性的一个重要途径就是系统设备专用。在传统电站中，高压安注泵和上充泵共用，电站正常运行时用作上充泵，安注信号出现时，泵从上充模式切换到安注模式，此切换过程需要操作大量阀门，将影响到系统的可靠性。另一方面，传统电站中，换料水箱位于安全壳外，在直接注入阶段转换为再循环阶段时，安注泵需要从换料水箱取水切换为地坑取水，这同样也会影响到系统的可靠性。

3)运行效率问题。上充泵兼作安注泵时，需要兼顾两种工作模式，泵的运行效率较低。

4)高压安注的注入压头问题。安注误启动事故容易导致一回路压力过高；在蒸汽发生器传热管破裂事故下，若一回路压力过高，可能导致的蒸汽发生器满溢，增加该事故下放射性物质向环境释放的可能性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种安全注入系统，实现了A、B两列严格意义上的实体隔离，对火灾、水淹等内部事件或飞机撞击、爆炸等外部事件有足够的抵御能力；分离上充泵与高压安注泵，上充泵不再承担安注功能，设置了专用的中压安注泵和内置换料水箱，提高了系统的可靠性以及上充泵、安注泵的运行效率。