[发明专利]一种缓解LOCA事故后破口虹吸的非能动装置

说明书

本发明的目的在于公开一种缓解LOCA事故后破口虹吸的非能动装置，包括螺旋叶片、叶轮轴、旋叶轮、喷放管和管套；螺旋叶片设置固定于叶轮轴上，所述旋叶轮与叶轮轴的下端与管套内壁焊接固定连接，旋叶轮与螺旋叶片适配连接；喷放管设置于管套的下方，喷放管与套管的基准线对准，喷放管与套管分别通过支架或吊装固定装配；与现有技术相比，与反应堆冷却剂系统直接连接的需要深入压力容器内的管道，当压力容器外的管道发生破裂时，由于旋叶轮和螺旋叶片产生的旋流流动阻力大，通过装置和破口的反应堆冷却剂泄漏量则变少，缓解了事故后果，另一方面也延缓了事故的发展速度，使操作人员有足够的时间进行处理，实现本发明的目的。

技术领域

本发明涉及一种非能动装置，特别涉及一种适用于核电厂的缓解LOCA事故后破口虹吸的非能动装置。

背景技术

基于工艺的需要，某些管道需要深入反应堆压力容器内，当反应堆压力容器外的那部分管道发生破裂时，从破口至压力容器内的管道变成虹吸管，在破口位置和压力容器内冷却剂液面之间的压差驱动下(即虹吸力)会导致虹吸现象，即压力容器内高温、高压、高放射性的冷却剂由于虹吸力和堆内压力将通过该虹吸管从破口处喷出，形成冷却剂丧失事故(LOCA事故)。

相比无需考虑虹吸现象的LOCA事故，该事故后果更为严重。由于管道深入压力容器内，只有等泄漏到安全壳内的冷却剂液位与压力容器内的液位持平时，虹吸现象才会停止。该事故造成：1)压力容器内的冷却剂大量泄漏，堆芯冷却能力大为下降，且极大可能使堆芯裸露，传热能力大为下降，可能使燃料元件受到破坏，发生堆芯熔化；2)高温高压冷却剂喷入安全壳，威胁安全壳的完整性；3)冷却剂中的放射性物质进入安全壳后，若安全壳发生泄漏，会污染环境。

目前，系统缺乏有效的可缓解由虹吸现象造成LOCA事故的人为干预措施。破口处的虹吸现象不仅对反应堆的自身安全构成威胁，而且可能严重污染周围环境。

因此，特别需要一种缓解LOCA事故后破口虹吸的非能动装置，以解决上述现有存在的问题，并且在正常运行时该装置能将冷却剂沿着管道送入压力容器深处，且满足冷却剂输送流量需求，即不影响冷却剂的正常输送。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓解LOCA事故后破口虹吸的非能动装置，针对现有技术的不足，在短时间内能有效缓解LOCA事故后的破口虹吸，提升核电厂的安全性。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种缓解LOCA事故后破口虹吸的非能动装置，其特征在于，包括螺旋叶片、叶轮轴、旋叶轮、喷放管和管套；螺旋叶片设置固定于叶轮轴上，所述旋叶轮与叶轮轴的下端与管套内壁焊接固定连接，旋叶轮与螺旋叶片适配连接；喷放管设置于管套的下方，喷放管与套管的基准线对准，喷放管与套管分别通过支架或吊装固定装配。

在本发明的一个实施例中，所述螺旋叶片是实体螺旋式的，其刚性强，强度高，不容易断裂，运行稳定可靠。

在本发明的一个实施例中，所述旋叶轮是旋流式诱导叶轮。

在本发明的一个实施例中，所述非能动装置安装在压力容器内，与需要深入压力容器内的管道连接，所述非能动装置设置在压力容器内的顶部。

在本发明的一个实施例中，所述非能动装置与管道竖直连接，所述非能动装置的一端与深入压力容器内的管道直接连接，所述非能动装置的另一端与压力容器外管道直接连接。

本发明的缓解LOCA事故后破口虹吸的非能动装置，工作过程如下：

当正常运行时，冷却剂从反应堆压力容器外经本发明的缓解LOCA事故后破口虹吸的非能动装置所连接的管道向下流进反应堆压力容器，冷却剂主要通过螺旋叶片周围通畅的环形区域流下，压降较小，能满足冷却剂输送流速需求。且能够将冷却剂沿着管道送入压力容器深处，而不会从管套泄漏到反应堆压力容器顶部，能满足冷却剂输送流量需求。