一种安全壳内换料水箱取样前打循环系统

技术领域

本发明涉及核电运行监测领域，更具体地说，涉及一种安全壳内换料水箱取样前打循环系统。

背景技术

核电站的安全壳内换料水箱IRWST在取样前需要先进行打循环操作，即将IRWST水箱内的水搅混均匀，以使取样更为准确。

参考图1，为现有核电机组(例如华龙一号)中取样前打循环方式示意图。该方案需通过三列RIS系统低压安注泵进行循环，每列RIS低压安注泵启动后，会自动带动对应列RRI/SEC系统泵全部启动，最终3台低压安注泵、5台RRI泵、5台SEC泵将同时运行，运行7小时后认为IRWST水箱搅混均匀。整个过程中以及启动打循环前，需派数名现场操作员就地检查启泵过程需现场操作员确认无异常。整个7小时循环期间，主控操纵员需通过主控室参数监视画面持续监视13台泵的运行情况，不论主控操纵员还是现场操纵员都承担巨大的工作量。另外，13台10KV大功率泵同时启动，给机组安全可靠运行也带来一定的压力，也不利于电站经济运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种安全壳内换料水箱取样前打循环系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种安全壳内换料水箱取样前打循环系统，包括安全壳内换料水箱、第一PTR净化泵和第一PTR入口阀门；

所述第一PTR净化泵的第一端通过管道连接所述第一PTR入口阀门的第一端，所述第一PTR入口阀门的第二端通过管道连接所述安全壳内换料水箱的第一出水口；所述第一PTR净化泵的第二端通过管道连接所述安全壳内换料水箱的入水口；由所述安全壳内换料水箱、第一PTR净化泵、第一PTR入口阀门和连接管路形成第一循环回路；

在对所述安全壳内换料水箱取样前，开启所述第一PTR净化泵和所述第一PTR入口阀门，使所述第一循环回路运行第一预设时间。

进一步，在本发明所述的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，还包括第一RCV上充泵，所述第一RCV上充泵通过管道连接至所述第一循环回路；

若所述第一循环回路工作期间所述第一RCV上充泵启动，则关闭所述第一PTR净化泵和第一PTR入口阀门。

进一步，在本发明所述的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，还包括第一逆止阀、第一节流孔板、至少一个手动隔离阀和至少一个电动阀门；

所述第一PTR净化泵的第二端通过管路连接所述第一逆止阀的第一端，所述第一逆止阀的第二端通过管道连接所述第一节流孔板的第一端，所述第一节流孔板的第二端通过管路连接所述安全壳内换料水箱的入水口；所述至少一个手动隔离阀和所述至少一个电动阀门安装在所述第一循环回路中。

进一步，在本发明所述的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，还包括第二PTR净化泵和第二PTR入口阀门；

所述第二PTR净化泵的第一端通过管道连接所述第二PTR入口阀门的第一端，所述第二PTR入口阀门的第二端通过管道连接所述安全壳内换料水箱的第二出水口；所述第二PTR净化泵的第二端通过管道连接所述安全壳内换料水箱的入水口；由所述安全壳内换料水箱、第二PTR净化泵、第二PTR入口阀门和连接管路形成第二循环回路；

在对所述安全壳内换料水箱取样前，开启所述第二PTR净化泵和所述第二PTR入口阀门，使所述第二循环回路运行第二预设时间。

进一步，在本发明所述的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，在对所述安全壳内换料水箱取样前，首先启用所述第一循环回路，若在所述第一预设时间内所述第一循环回路出现异常，则关闭所述第一循环回路并开启所述第二循环回路。

进一步，在本发明所述的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，在对所述安全壳内换料水箱取样前，首先启用所述第二循环回路，若在所述第二预设时间内所述第二循环回路出现异常，则关闭所述第二循环回路并开启所述第一循环回路。

进一步，在本发明所述的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，在对所述安全壳内换料水箱取样前，同时启用所述第一循环回路和所述第二循环回路，使所述第一循环回路和所述第二循环回路运行第三预设时间。

进一步，在本发明所述的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，还包括第二RCV上充泵，所述第二RCV上充泵通过管道连接至所述第二循环回路；

若所述第二循环回路工作期间所述第二RCV上充泵启动，则关闭所述第二PTR净化泵和第二PTR入口阀门。

进一步，在本发明所述的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，还包括第二逆止阀、第二节流孔板、至少一个手动隔离阀和至少一个电动阀门；

所述第二PTR净化泵的第二端通过管路连接所述第二逆止阀的第一端，所述第二逆止阀的第二端通过管道连接所述第二节流孔板的第一端，所述第二节流孔板的第二端通过管路连接所述安全壳内换料水箱的入水口；所述至少一个手动隔离阀和所述至少一个电动阀门安装在所述第二循环回路中。

进一步，在本发明所述的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，所述第二循环回路通过管路连通至PTR乏池补水。

实施本发明的一种安全壳内换料水箱取样前打循环系统，具有以下有益效果：本发明利用已有的净化泵实现安全壳内换料水箱取样前打循环，大大减少取样前打循环的设备数量，从而减少工作人员工作量，同时减少电能消耗，降低成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有技术中安全壳内换料水箱取样前打循环方式示意图；

图2是本发明实施例提供的安全壳内换料水箱取样前打循环系统的结构示意图。

具体实施方式

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。

在一个优选实施例中，参考图2，本实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统包括安全壳内换料水箱IRWST、第一PTR净化泵101和第一PTR入口阀门102，其中第一PTR净化泵101的第一端通过管道连接第一PTR入口阀门102的第一端，第一PTR入口阀门102的第二端通过管道连接安全壳内换料水箱的第一出水口。第一PTR净化泵101的第二端通过管道连接安全壳内换料水箱的入水口。由安全壳内换料水箱、第一PTR净化泵101、第一PTR入口阀门102和连接管路形成第一循环回路10。

在对安全壳内换料水箱取样前，开启第一PTR净化泵101和第一PTR入口阀门102，若第一循环回路10中其他阀门关闭，同时开启第一循环回路10中的其他阀门，以保持第一循环回路10顺畅流动，使第一循环回路10运行第一预设时间。根据取样前打循环的要求：进行至少一倍体积的搅浑，这就要求第一循环回路10在运行第一预设时间后能达到至少一倍体积的搅浑。也就是说，需根据至少一倍体积的搅浑量和第一PTR净化泵101的流量来确定第一预设时间的大小。例如，华龙一号核电站设计上使用的第一PTR净化泵为PTR4440PO，PTR4440PO的额定流量为90m

另外需要说明的是，考虑到第一循环回路10上没有冷却器，循环过程中可能会导致安全壳内换料水箱IRWST温度升高，为此本实施例对第一循环回路10在整个第一预设时间内的温度进行监测。多次试验结果表明，在第一循环回路10经第一预设时间循环后安全壳内换料水箱IRWST的温度仅上涨0.3℃，且后续安全壳内换料水箱IRWST水箱温度会缓慢下降至与环境温度一致，完全满足实际工程安全需求。

本实施例利用已有的净化泵实现安全壳内换料水箱取样前打循环，大大减少取样前打循环的设备数量，从而减少工作人员工作量，同时减少电能消耗，降低成本。

在一些实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，参考图2，本实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统还包括第一RCV上充泵301，第一RCV上充泵301通过管道连接至第一循环回路10，具体连接至第一PTR入口阀门102与安全壳内换料水箱的第一出水口之间的管道上。

在对安全壳内换料水箱取样前，开启第一PTR净化泵101和第一PTR入口阀门102，若第一循环回路10中其他阀门关闭，同时开启第一循环回路10中的其他阀门，以保持第一循环回路10顺畅流动，使第一循环回路10运行第一预设时间。若第一循环回路10的第一预设时间内第一RCV上充泵301启动，第一RCV上充泵301启动后会从安全壳内换料水箱IRWST取水，鉴于第一RCV上充泵301的优先级别(安全级别)高于安全壳内换料水箱取样前打循环，所以此时会关闭第一PTR净化泵101和第一PTR入口阀门102。进一步，若第一RCV上充泵301工作结束，则可重新开启第一循坏回路10。

本实施例考虑到RCV上充泵的安全级别高于安全壳内换料水箱取样前打循环，在监测到RCV上充泵启动后暂停安全壳内换料水箱取样前打循环，确保核电站安全。

在一些实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，参考图2，本实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统还包括第一逆止阀103、第一节流孔板104、至少一个手动隔离阀40和至少一个电动阀门50，第一PTR净化泵101的第二端通过管路连接第一逆止阀103的第一端，第一逆止阀103的第二端通过管道连接第一节流孔板104的第一端，第一节流孔板104的第二端通过管路连接安全壳内换料水箱的入水口。第一逆止阀103用于防止第一循环回路10出现逆流情况，第一节流孔板104用于控制第一循环回路10流量。至少一个手动隔离阀40和至少一个电动阀门50安装在第一循环回路10中，可以理解，手动隔离阀40和电动阀门50根据需要安装即可，例如按图2中所示位置安装，要求其在第一循环回路10开启后保持打开状态。本实施例通过在第一循环回路中设置逆止阀和节流孔板来使第一循环回路能更加稳定工作。

在一些实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，参考图2，本实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统还包括第二PTR净化泵201和第二PTR入口阀门202，第二PTR净化泵201的第一端通过管道连接第二PTR入口阀门202的第一端，第二PTR入口阀门202的第二端通过管道连接安全壳内换料水箱的第二出水口。第二PTR净化泵201的第二端通过管道连接安全壳内换料水箱的入水口。由安全壳内换料水箱、第二PTR净化泵201、第二PTR入口阀门202和连接管路形成第二循环回路20。

在对安全壳内换料水箱取样前，开启第二PTR净化泵201和第二PTR入口阀门202，若第二循环回路20中其他阀门关闭，同时开启第二循环回路20中的其他阀门，以保持第二循环回路20顺畅流动，使第二循环回路20运行第二预设时间。

根据取样前打循环的要求：进行至少一倍体积的搅浑，这就要求第二循环回路20在运行第二预设时间后能达到至少一倍体积的搅浑。也就是说，需根据至少一倍体积的搅浑量和第二PTR净化泵201的流量来确定第二预设时间的大小。例如，华龙一号核电站设计上使用的第二PTR净化泵为PTR4430PO，PTR4430PO的额定流量为90m

另外需要说明的是，考虑到第二循环回路20上没有冷却器，循环过程中可能会导致安全壳内换料水箱IRWST温度升高，为此本实施例对第二循环回路20在整个第二预设时间内的温度进行监测。多次试验结果表明，在第二循环回路20经第二预设时间循环后安全壳内换料水箱IRWST的温度仅上涨0.3℃，且后续安全壳内换料水箱IRWST水箱温度会缓慢下降至与环境温度一致，完全满足实际工程安全需求。

本实施例利用已有的净化泵实现安全壳内换料水箱取样前打循环，大大减少取样前打循环的设备数量，从而减少工作人员工作量，同时减少电能消耗，降低成本。

在一些实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，参考图2，本实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统包括第一循环回路10和第二循环回路20，且第一循环回路10和第二循环回路20均可独立完成取样前打循环。在对安全壳内换料水箱取样前，首先启用第一循环回路10，若在第一预设时间内第一循环回路10出现异常，则关闭第一循环回路10并开启第二循环回路20。可以理解，此时第二循环回路20运行时间需将第一循环回路10已完成的循环去除。本实施例提供两个独立的打循环回路，可提供一个备份，确保取样前打循环能顺利完成。

在一些实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，参考图2，本实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统包括第一循环回路10和第二循环回路20，且第一循环回路10和第二循环回路20均可独立完成取样前打循环。在对安全壳内换料水箱取样前，首先启用第二循环回路20，若在第二预设时间内第二循环回路20出现异常，则关闭第二循环回路20并开启第一循环回路10。可以理解，此时第一循环回路10运行时间需将第二循环回路20已完成的循环去除。本实施例提供两个独立的打循环回路，可提供一个备份，确保取样前打循环能顺利完成。

在一些实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，参考图2，本实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统包括第一循环回路10和第二循环回路20，且第一循环回路10和第二循环回路20均可独立完成取样前打循环。在对安全壳内换料水箱取样前，同时启用第一循环回路10和第二循环回路20，使第一循环回路10和第二循环回路20运行第三预设时间。可以理解，因第一循环回路10和第二循环回路20同时开启后流量大于仅开启第一循环回路10或第二循环回路20，所以第三预设时间小于第一预设时间和第二预设时间。本实施例同时开启两个循环回路，可加快搅动量，从而缩短搅动时间。

在一些实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，参考图2，本实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统还包括第二RCV上充泵302，第二RCV上充泵302通过管道连接至第二循环回路20，具体连接至第二PTR入口阀门202与安全壳内换料水箱的第二出水口之间的管道上。

在对安全壳内换料水箱取样前，开启第二PTR净化泵201和第二PTR入口阀门202，若第二循环回路20中其他阀门关闭，同时开启第二循环回路20中的其他阀门，以保持第二循环回路20顺畅流动，使第二循环回路20运行第二预设时间。若第二循环回路20的第二预设时间内第二RCV上充泵302启动，第二RCV上充泵302启动后会从安全壳内换料水箱IRWST取水，鉴于第二RCV上充泵302的优先级别(安全级别)高于安全壳内换料水箱取样前打循环，所以此时会关闭第二PTR净化泵201和第二PTR入口阀门202。进一步，若第二RCV上充泵302工作结束，则可重新开启第二循坏回路20。

本实施例考虑到RCV上充泵的安全级别高于安全壳内换料水箱取样前打循环，在监测到RCV上充泵启动后暂停安全壳内换料水箱取样前打循环，确保核电站安全。

在一些实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，参考图2，本实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统还包括第二逆止阀203、第二节流孔板204、至少一个手动隔离阀40和至少一个电动阀门50，第二PTR净化泵201的第二端通过管路连接第二逆止阀203的第一端，第二逆止阀203的第二端通过管道连接第二节流孔板204的第一端，第二节流孔板204的第二端通过管路连接安全壳内换料水箱的入水口。至少一个手动隔离阀40和至少一个电动阀门50安装在第二循环回路20中，可以理解，手动隔离阀40和电动阀门50根据需要安装即可，例如按图2中所示位置安装，要求其在第二循环回路20开启后保持打开状态。本实施例通过在第二循环回路中设置逆止阀和节流孔板来使第二循环回路能更加稳定工作。

在一些实施例的安全壳内换料水箱取样前打循环系统中，第二循环回路20通过管路连通至PTR(反应堆水池和燃料水池冷却和处理系统)乏池补水。作为选择，第二循环回路20通过管路分别连通至两个PTR乏池补水。

综上实施例所述，本发明的安全壳内换料水箱取样前打循环系统有以下几方面好处：

1、避免RRI/SEC/RIS系统(安全注入系统)共计13台10KV的大泵同时启动，有利于电厂安全运行；

2、有利于核安全系统RRI/SEC/RIS长期可靠运行；

3、节约电厂运行成本，仅电费一项，使用本发明的安全壳内换料水箱取样前打循环系统后，每台华龙一号机组每年将节约电费20多万；

4、极大的减轻了主控操纵员、现场人员在执行安全壳内换料水箱IRWST水箱打循环期间的工作量(优化后的方案，在整个过程中只需要监视一台泵的运行情况即可)。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。