一种双反应堆机组的核岛冷却系统及其冷却方法

摘要

本发明涉及一种双反应堆机组的核岛冷却系统，每台反应堆机组的核岛冷却系统均包括RRI安全系列、备用的RRI安全系列、与RRI安全系列进行热交换的SEC子系统、以及在热交换器的RRI侧出口温度大于35℃时才开启的备用的SEC子系统；双反应堆机组的核岛冷却系统还包括用于检测热交换器RRI侧出口流体温度的第一温度测量仪。本发明还提供一种双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法，当热交换器的RRI侧出口温度是否大于35℃时，则启动备用的SEC子系统。本发明通过第一温度测量仪检测热交换器RRI侧的出口水温，如果热交换器出口水温大于35℃则启用备用的SEC子系统，从而解决双反应堆机组的冷链系统冷却能力不足问题。

权利要求

1.一种双反应堆机组的核岛冷却系统，包括用于直接冷却双反应堆机组的设备冷却水系统RRI安全系列、以及用于与所述设备冷却水系统RRI安全系列通过热交换器进行热交换并将其热量排出的重要厂用水系统SEC子系统，其特征在于：每台反应堆机组的核岛冷却系统均包括所述RRI安全系列和备用的所述RRI安全系列；

每台反应堆机组的核岛冷却系统还包括：与所述RRI安全系列进行热交换的所述SEC子系统、以及备用的SEC子系统；所述备用的SEC子系统在所述热交换器的RRI侧出口温度大于35℃，且判断两台反应堆机组均正常运行时开启；

所述双反应堆机组的核岛冷却系统还包括用于检测所述热交换器RRI侧出口温度的第一温度测量仪。

2.根据权利要求1所述的双反应堆机组的核岛冷却系统，其特征在于，双反应堆机组的公共机组设备由双反应堆机组中一台反应堆机组的所述RRI安全系列进行冷却。

3.根据权利要求2所述的双反应堆机组的核岛冷却系统，其特征在于，还包括根据温度测量仪的测量值发出报警信号的数字化自动控制系统。

4.根据权利要求1所述的双反应堆机组的核岛冷却系统，其特征在于，所述RRI安全系列为封闭循环系统，包括：并联连接的水泵；连接在水泵的吸入端的波动箱，波动箱对冷却水的膨胀、收缩和泄漏提供补偿；位于水泵出口端的所述热交换器，所述热交换器将冷却水的热量传递给对应的SEC子系统；以及连接各部件的管路。

5.根据权利要求1所述的双反应堆机组的核岛冷却系统，其特征在于，还包括用于检测所述热交换器的SEC侧出口温度的第二温度测量仪；所述备用的SEC子系统在所述第二温度测量仪检测的温度小于29℃、且所述双反应堆机组均正常运行时停运。

6.一种双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法，其特征在于:

双反应堆机组同时开启，启动每台反应堆机组的RRI安全系列、以及与所述RRI安全系列进行热交换的SEC子系统；

具体操作步骤包括：

S01、判断热交换器的RRI侧出口温度是否大于35℃；如果否，则执行步骤S07，不发出报警信号；如果是，则执行步骤S02；

S02、数字化自动控制系统发出红色报警信号；然后执行步骤S03；

S03、判断双反应堆机组的工况；如果两机组处于正常运行工况时，执行步骤S04；如果其中一台反应堆机组处于冷停堆工况，另一台反应堆机组处于正常运行工况，则执行步骤S05；如果双反应堆机组处于非正常运行和非冷停堆，则执行步骤S06；

S04、开始启动与RRI安全系列进行热交换的备用的SEC子系统；

S05、双反应堆机组的公共机组设备由处于正常运行工况的反应堆机组来进行冷却；

S06、不执行任何操作。

7.根据权利要求6所述的双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法，其特征在于，还包括以下步骤：S08、判断热交换器的SEC侧出口温度是否小于29℃；如果否，则执行步骤S13，不发出报警信号；如果是，则执行步骤S09；

S09、数字化自动控制系统发出黄色报警信号；然后执行步骤S10；

S10、判断双反应堆机组的工况；如果两机组处于正常运行工况，则执行步骤S11；否则不执行操作；

S11、停止运行备用的SEC子系统。

说明书

一种双反应堆机组的核岛冷却系统及其冷却方法

技术领域

[0001] 本发明涉及核工程领域，更具体地说，涉及一种双反应堆机组的核岛冷却系统及其冷却方法。

背景技术

[0002] 核电厂核岛系统建造过程中，核岛冷却系统是与核反应堆配套设计，主要目的是排出反应堆机组的废热从而达到冷却的目的。现有设计中，双反应堆机组最终热阱温度过高，造成核岛冷却系统冷却能力不足。传统的解决方法是更新核岛冷却系统的硬件设备，提升核岛冷却系统的硬件设备的性能指标，以此来满足冷却需要。然而，实际情况下核反应堆设计中核岛冷却系统的硬件设备的性能指标已达到设计上限，很难通过改变设备的性能指标提升冷链系统的冷却能力。传统的更改硬件设备的方法已经不能满足需要，核岛系统的反应堆机组热阱温度过高这一缺陷如果不能及时有效地解决，将影响核电厂核岛系统的安全稳定运行。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中核电厂核岛系统存在的双反应堆机组最终热阱温度过高、核岛冷却系统冷却能力不足的缺陷，提供一种双反应堆机组的核岛冷却系统及其冷却方法，能够很好解决反应堆机组热阱温度过高的问题。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双反应堆机组的核岛冷却系统，包括用于直接冷却双反应堆机组的设备冷却水系统RRI安全系列、以及用于与所述设备冷却水系统RRI安全系列通过热交换器进行热交换并将其热量排出的重要厂用水系统SEC子系统，每台反应堆机组的核岛冷却系统均包括所述RRI安全系列和备用的所述RRI安全系列；每台反应堆机组的核岛冷却系统还包括：与所述RRI安全系列进行热交换的所述SEC子系统、以及备用的SEC子系统；所述备用的SEC子系统在所述热交换器的RRI侧出口温度大于35℃，且判断两台反应堆机组均正常运行时开启；所述双反应堆机组的核岛冷却系统还包括用于检测所述热交换器RRI侧出口温度的第一温度测量仪。

[0005] 本发明一种双反应堆机组的核岛冷却系统，优选的，双反应堆机组的公共机组设备由双反应堆机组中一台反应堆机组的所述RRI安全系列进行冷却。

[0006] 本发明一种双反应堆机组的核岛冷却系统，优选的，还包括根据温度测量仪的测量值发出报警信号的数字化自动控制系统。

[0007] 本发明一种双反应堆机组的核岛冷却系统，优选的，所述RRI安全系列为封闭循环系统，包括：并联连接的水泵；连接在水泵的吸入端的波动箱，波动箱对冷却水的膨胀、收缩和泄漏提供补偿；位于水泵出口端的所述热交换器，所述热交换器将冷却水的热量传递给对应的SEC子系统；以及连接各部件的管路。

[0008] 本发明一种双反应堆机组的核岛冷却系统，优选的，还包括用于检测所述热交换器的SEC侧出口温度的第二温度测量仪；所述备用的SEC子系统在所述第二温度测量仪检测的温度小于29℃、且所述双反应堆机组均正常运行时停运。

[0009] 本发明提供一种双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法，双反应堆机组同时开启，启动每台反应堆机组的RRI安全系列、以及与所述RRI安全系列进行热交换的SEC子系统；

[0010] 当热交换器的RRI侧出口温度是否大于35℃时，操作步骤包括：

[0011] A：判断热交换器的RRI侧出口温度是否大于35℃；

[0012] B：判断双反应堆机组的工况；

[0013] 在所述步骤B中，如果判断两台反应堆机组均正常运行，则启动备用的SEC子系统。

[0014] 本发明一种双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法，优选的，在所述步骤B中，如果判断双反应堆机组处于一台机组冷停堆且另一台机组运行工况，则双反应堆机组的公共机组设备由运行机组的核岛冷却系统进行冷却。

[0015] 本发明一种双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法，优选的，还包括步骤C：热交换器的RRI侧出口温度大于35℃，则数字化自动控制系统发出报警信号。

[0016] 本发明一种双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法，优选的，当热交换器的SEC侧出口温度降至29℃时，操作步骤包括：

[0017] D：判断热交换器的SEC侧出口温度是否小于29℃；

[0018] E：判断双反应堆机组的工况；

[0019] F：停止运行备用的SEC子系统；

[0020] 在上述步骤E中，如果判断双反应堆机组均正常运行，则执行所述步骤F。

[0021] 本发明一种双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法，优选的，还包括步骤G：热交换器的SEC侧出口温度小于29℃，则数字化自动控制系统发出报警信号。

[0022] 本发明可达到以下有益效果：通过设置双反应堆机组的RRI安全系列和备用的RRI安全系列、以及SEC子系统和备用的SEC子系统，通过第一温度测量仪检测热交换器RRI侧的出口水温，双反应堆机组正常运行时如果热交换器出口水温大于35℃则启用备用的SEC子系统，从而解决双反应堆机组的冷链系统冷却能力不足问题。

附图说明

[0023] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0024] 图1是本发明的双反应堆机组的核岛冷却系统的RRI安全系列结构示意图；

[0025] 图2是本发明的双反应堆机组的核岛冷却系统的SEC系统结构示意图；

[0026] 图3是本发明的双反应堆机组的核岛冷却系统的架构示意图；

[0027] 图4是本发明的双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法的逻辑示意图一；

[0028] 图5是本发明的双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法的逻辑示意图二。

具体实施方式

[0029] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

[0030] 设备冷却水系统(Component Cooling System)，简称RRI；重要厂用水系统(Essential Service Water System)，简称SEC。核电站反应堆机组的核岛冷却系统称为核岛冷却系统，核岛冷却系统由RRI和SEC组成，RRI系统的功能是冷却反应堆机组，将反应堆机组产生的热量通过热交换器传递给SEC系统排出；SEC系统是开式系统，与RRI系统通过热交换排出将其热量排出。

[0031] RRI系统由RRI安全系列、备用的RRI安全系列、向双反应堆机组的公共机组设备供应冷却水的管路、以及向公共环路设备供应冷却水的管路组成，其中备用的RRI安全系列与RRI安全系列的组件一样。如图1所示，RRI安全系列为封闭循环系统，RRI安全系列的构成为：并联连接的水泵17和水泵18，用于将反应堆机组的产生热量以闭式循环冷却水的形式带至热交换器19和热交换器20；连接在水泵17和水泵18的吸入端的波动箱16，波动箱16对冷却水的膨胀、收缩和泄漏提供补偿；位于水泵17和水泵18的出口端的热交换器19和热交换器20将冷却水的热量传递给对应的SEC子系统；以及连接各部件的管路。RRI安全系列中冷却水的流程为：流出反应堆机组的冷却水进入水泵17和水泵18，流出水泵后循环冷却水进入热交换器19或热交换器20的热侧，流经热交换器19或热交换器20循环水进入并冷却反应堆机组；同时有部分补充冷却水通过波动箱16进入水泵17和水泵
18。

[0032] 如图2所示，SEC系统基本构成为：海水取水渠21，用于引入海水或者内陆河水；并联连接的水泵22和水泵23；贝类捕集器24，用于过滤热交换器入口的海水；并联连接的热交换器19和热交换器20，海水或者内陆河水流经热交换器19或热交换器20的SEC侧，通过热交换器与RRI安全系列进行热交换以冷却RRI中的冷却水；经过热交换器19和热交换器20的海水或者内陆河水排至溢流井25，最后通过排水管路将海水/或是内陆河水排出至外海中。

[0033] 进一步的，SEC系统是由SEC子系统和备用的SEC子系统组成，备用的SEC系统组成与SEC子系统的组件一样，SEC子系统为开式循环系统，介质为海水或者内陆河水。如图2所示，SEC系统通过阀门和开关控制，分为组件相同的SEC子系统和备用的SEC系统。SEC子系统包括组件为：海水取水渠21、水泵22、贝类捕集器24、热交换器19、以及溢流井25；
备用的SEC系统包括组件为：海水取水渠21、水泵23、贝类捕集器24、热交换器20、以及溢流井25。

[0034] 如图3所示，为本发明所提供的一个实施例。双反应堆机组包括第一反应堆机组1、以及第二反应堆机组2；第一反应堆机组1和第二反应堆机组2之间有公共机组设备3；
第一反应堆机组1和第二反应堆机组2均有公共环路机组。反应堆机组中除去公共环路设备和公共机组设备3的其他设备是任何工况下需要进行冷却的设备，公共环路设备和公共机组设备3是在部分工况下才需要进行冷却的设备。

[0035] 双反应堆机组的核岛冷却系统包括第一反应堆机组1的冷链系统和第二反应堆机组2的冷链系统，第一反应堆机组1的冷链系统和第二反应堆机组2的冷链系统架构相同。公共机组设备3由第一反应堆机组1的冷链系统或者第二反应堆机组2的冷链系统来进行冷却，通过阀门切换可以改变提供冷却的冷链系统。公共环路设备由RRI安全系列或者备用的安全系列来进行冷却，通过阀门切换可以实现相对应的管路连接。

[0036] 第一反应堆机组1的冷链系统包括直接与第一反应堆机组1进行热交换的RRI系统，以及与该RRI系统通过热交换器进行换热并将热量排出的SEC系统。RRI系统由两个安全系列组成，RRI安全系列4和备用的RRI安全系列5独立运行。反应堆机组启动时，RRI安全系列4和备用的RRI安全系列5任一系列开启进行冷却；反应堆机组处于正常运行工况时，RRI安全系列4和备用的RRI安全系列5任一系列开启进行冷却；反应堆机组冷停堆时，RRI安全系列4和备用的RRI安全系列5同时开启进行冷却。

[0037] 进一步的，RRI安全系列4和备用的RRI安全系列5有公共环路，通过阀门切换可以将反应堆的公共环路设备由RRI安全系列4或备用的RRI安全系列5来进行冷却。

[0038] RRI安全系列通过热交换器与SEC系统进行热交换，如图1所示，RRI安全系列和备用的RRI安全系列对应与一个SEC系统进行热交换。SEC系统包括组件相同的SEC子系统和备用的SEC子系统。每个RRI安全系列通过热交换器与对应的SEC子系统和备用的SEC子系统进行热交换。

[0039] 进一步的，双反应堆机组的核岛冷却系统包括温度检测报警装置，即：用于检测换交换器的RRI侧的第一温度测量仪、用于检测换交换器的SEC侧的第二温度测量仪、以及根据第一温度测量仪和第二温度测量仪检测的温度数据并发出相应报警信号的数字化自动控制系统DCS。

[0040] 双反应堆机组的核岛冷却系统的冷却方法如下：

[0041] 开启第一反应堆机组1和第二反应堆机组2时，启动RRI安全系列4、与RRI安全系列4进行热交换的SEC子系统8；以及RRI安全系列6、以及与RRI安全系列6进行热交换的SEC子系统12。

[0042] 如图4所示，步骤S01：当第一温度测量仪检测到RRI安全系列4的热交换器的RRI侧出口温度大于35℃时，数字化自动控制系统DCS根据温度测量仪的测量值大小执行S02系统发出红色报警信号，否则直接执行S07不发出报警信号。接收到红色报警信号后执行步骤S03：操作员判断双反应堆机组所处的工况，如果两机组处于正常运行工况时，执行S04开始启动与RRI安全系列4进行热交换的备用的SEC子系统9。

[0043] 进一步的，当第一温度测量仪检测到RRI安全系列6的热交换器的RRI侧出口温度大于35℃时，开始启动与RRI安全系列6进行热交换的备用的SEC子系统13。

[0044] 如果第一反应堆机组1和第二反应堆机组2如果其中有一台反应堆机组处于冷停堆工况，另一台反应堆机组处于正常运行工况，则执行步骤S05双反应堆机组的公共机组设备3由处于正常运行工况的反应堆机组来进行冷却，通过管路上阀门切换可以实现。

[0045] 进一步的，如果此时处于正常运行工况的反应堆机组的热交换器的RRI侧出口温度大于35℃，则需要启动相对应的备用的SEC子系统来加强换热。

[0046] 如果第一反应堆机组1和第二反应堆机组2两台反应堆机组均冷停堆，两台反应堆机组的RRI安全系列4和RRI安全系列6正常进行冷却，同时开启两台反应堆机组的备用的RRI安全系列5和备用的RRI安全系列7、以及与SEC子系统10和SEC子系统14。两台反应堆机组均冷停堆工况下，RRI安全系列与备用的RRI安全系列其中之一需冷却公共环路设备，另一RRI安全系列则冷却公共环路以外的设备。

[0047] 如果双反应堆机组处于非正常运行和非冷停堆工况，则执行步骤S06不执行任何操作。

[0048] 如图5所示，步骤S08：如果第二温度测量仪检测到与RRI安全系列4的热交换器的SEC侧入口温度由33.5℃降至29℃或29℃以下时，则数字化自动控制系统DCS根据温度测量仪的测量值大小执行S09发出黄色报警信号，否则就执行S13不发出报警信号。收到黄色报警信号后，执行S10操作员判断双反应堆机组所处的工况，如果两机组处于正常运行工况时，则执行S11停止运行与RRI安全系列4进行热交换的备用的SEC子系统9；同样的，如果第二温度测量仪检测到与RRI安全系列6的热交换器的SEC侧入口温度由33.5℃降至29℃或29℃以下时，则停止运行与RRI安全系列6进行热交换的备用的SEC子系统13。操作员判断如果机组处于其他工况，则执行S12不进行任何操作。

[0049] 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。