CN115312214B - 一种自我复位式的抗倾斜摇摆cis进水口保温活门装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于反应堆结构设计技术领域，具体涉及一种自我复位式的抗倾斜摇CIS进水口摆保温活门装置。本发明所设计的保温活门装置，通过管道端面及铰链设计，能够实现载具倾斜摇摆条件下的自我复位功能，保持管道的封堵状态，保障运行时的保温效果；而在管道流体需要通过的工况下，则可实现相应的开启功能。杜绝了CIS环腔汽水出口管处的温度和散热量的超标情况，避免对周围设备造成影响。将进水口管斜面角度设计为大于载体的极限倾斜工况角度，以实现其抗倾斜摇摆功能。在保温活门误打开后能够重新关闭，大幅减小或消除对流影响。在严重事工况下，冷却水能打开活门从进水口管流入内部环腔。

Description

一种自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置

技术领域

本发明属于反应堆结构设计技术领域，具体涉及一种自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置。

背景技术

反应堆压力容器(RPV)保温层设置在RPV外侧，包容整个RPV，其功能是减少反应堆热损失，降低环境温度，降低RPV内外壁面温差，保障反应堆的安全运行；而按照新一代堆型堆腔注水冷却系统(CIS)安全功能的需求，需依托RPV保温层设置CIS相关部件，具体如下：在RPV保温层下部设置进水口组件，上部设置汽水出口组件，在严重事故工况下发生堆芯熔融时，堆腔冷却水通过保温层下部的进水口组件进入RPV与保温层之间的环腔内，产生的汽水混合物由上部汽水出口组件排出，实现RPV外部冷却，从而缓解堆芯熔融事故带来的后果。

现有CIS技术中，在不设置进水口和汽水出口保温活门装置的情况下，由于CIS进水口方向无法实现通风的完全阻隔，空气可通过CIS进水口进入CIS环腔，而RPV的高温会加热CIS环腔内的空气，受热空气沿轴向向上流动，在CIS汽水出口处聚集，CIS汽水出口内外温差导致压力差，空气最终通过CIS环腔的唯一出口，即CIS汽水出口逸出。此时CIS环腔便形成空气对流，造成烟囱效应，导致CIS汽水出口管处的温度及散热量超标，将对周围设备造成影响，同时对运行时的保温效果造成一定的影响。而在现有的一些设置有CIS进水口和汽水出口保温活门装置的RPV保温层中，其中进水口保温活门不能适用于保温层结构载体短时倾斜、摇摆、振动、颠振的工况，无法实现全部工况下对进水口和汽水出口的保温遮挡效果。

发明内容

为了解决现有CIS技术中的进水口保温活门，存在不能适用于保温层结构载体短时倾斜、摇摆、振动、颠振的工况的问题，本发明设计提出一种自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置，目的是为了在不影响注入冷却水的前提下实现CIS进水口方向通风的完全阻隔，极大缓解空气对流情况，大幅减小烟囱效应的发生，杜绝热量超限的情况。同时适用于保温层结构载体短时倾斜、摇摆、振动、颠振的工况，保证进水口保温活门能够重新关闭，大幅减小或消除热对流影响。

为达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现：

一种自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置，包括CIS进水口管件和进水口保温活门，所述CIS进水口管件水平布置，并具有倾斜向上的端部开口；所述进水口保温活门将所述CIS进水口管件的端部开口闭合，且所述进水口保温活门顶部铰接于安装点。本发明通过设计一种自我复位式的抗倾斜摇摆保温活门装置，将进水口管设计为斜面角度，以实现载体极限倾斜工况下其抗倾斜摇摆功能。在保温活门误打开后能够重新关闭，大幅减小或消除对流影响。同时不影响在严重事工况下，冷却水能打开活门从进水口管流入内部环腔。

作为优选方案，所述CIS进水口管件贯穿RPV保温层，端部开口位于RPV保温层与压力容器外壁之间的流道腔体内。

作为优选方案，所述RPV保温层通过RPV支承框架进行支撑固定。

作为优选方案，所述RPV保温层流道腔体一侧设置流道钢衬板。

作为优选方案，所述进水口保温活门通过铰链安装于流道钢衬板上，且安装点位于CIS进水口管件上方。

作为优选方案，所述进水口保温活门选用密度大于水的材料。

作为优选方案，所述进水口保温活门为钢质。

作为优选方案，所述CIS进水口管件端部开口的倾斜角度大于载体的极限倾斜工况角度。

作为优选方案，所述CIS进水口管件端部开口的倾斜角度区间为30°～60°。

作为优选方案，所述CIS进水口管件端部开口的倾斜角度为45°。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明通过发明一种自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置，实现了在具有CIS系统的反应堆的正常运行工况下，对CIS进水管口全遮盖。本发明极大缓解RPV与保温层环腔和外部空气间的对流情况，大幅减小烟囱效应的发生，从而杜绝了CIS汽水出口处的温度和散热量的超标情况，避免对周围设备造成影响。在短时倾斜、摇摆、振动、颠振等工况下，通过将进水口管件端部斜面角度设计为大于载体的极限倾斜工况角度，以实现其抗倾斜摇摆功能。且保温活门通过铰链与衬板相连，在保温活门误打开的情况下能够利用自身的重力，实现在倾斜摇摆条件下的自我复位功能。在严重事故工况下，CIS冷却水能打开进水口活门从进口管件流入内部环腔。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

附图1为自我复位式的抗倾斜摇摆保温活门装置示意图。

附图标记与对应的零部件名称：1--RPV保温层；2--RPV支承框架；3--CIS进水口管件；4--流道钢衬板；5--进水口保温活门；6--铰链。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作的原理和特征等做进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明保护范围的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书的描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例。为简化公开内容，下面描述了各特征存在的一个或多个排列的具体实施例，但所举实施例不作为对本说明书的限定,在说明书中随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“高”、“低”“内”、“外”、“中心”、“长度”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本说明书中使用的术语是考虑到关于本公开的功能而在本领域中当前广泛使用的那些通用术语，但是这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例或本领域新技术而变化。此外，特定术语可以由申请人选择，并且在这种情况下，其详细含义将在本公开的详细描述中描述。因此，说明书中使用的术语不应理解为简单的名称，而是基于术语的含义和本公开的总体描述。

本说明书中使用了流程图或文字来说明根据本申请的实施例所执行的操作步骤。应当理解的是，本申请实施例中的操作步骤不一定按照记载顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

为了解决现有CIS技术中的进水口保温活门，存在不能适用于保温层结构载体短时倾斜、摇摆、振动、颠振的工况的问题，本发明设计提出一种自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置，目的是为了在不影响注入冷却水的前提下实现CIS进水口方向通风的完全阻隔，极大缓解空气对流情况，大幅减小烟囱效应的发生，杜绝热量超限的情况。同时适用于保温层结构载体短时倾斜、摇摆、振动、颠振的工况，保证进水口保温活门能够重新关闭，大幅减小或消除热对流影响。

本发明通过发明一种自我复位式的抗倾斜摇摆保温活门装置，杜绝了CIS环腔汽水出口管处的温度和散热量的超标情况，避免对周围设备造成影响。将进水口管斜面角度设计为大于载体的极限倾斜工况角度，以实现其抗倾斜摇摆功能。在保温活门误打开后能够重新关闭，大幅减小或消除对流影响。在严重事工况下，冷却水能打开活门从进水口管流入内部环腔。

为达到上述目的，本发明通过下述具体实施例实现：

一种自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置，如图1所示，包括CIS进水口管件3和进水口保温活门5，所述CIS进水口管件3水平布置，并具有倾斜向上的端部开口；所述进水口保温活门5将所述CIS进水口管件3的端部开口闭合，且所述进水口保温活门5顶部铰接于安装点。

在RPV保温层1的进水口处设置了保温活门装置，保温活门5的外形直径大于进水口管件3的外径，实现对进水口全遮盖。在正常工况下，保温活门5使进水管口保持关闭状态，缓解空气对流现象，大幅减小烟囱效应的发生，杜绝CIS环腔汽水出口管处的温度和散热量的超标情况。同时，在严重事故工况下需要注入冷却水，CIS流体经过进水口管件3时，保温活门5可实现相应的开启功能保证CIS流体的通畅。

在保温层载体发生倾斜、摇摆、振动、颠振时，进水口管件3斜面角度大于载体的极限倾斜工况角度，相对依靠自身重力维持铅垂状态的方式，保温活门通过自身重力能够实现保温活门的抗倾斜摇摆功能。在保温活门5误打开时，保温活门5通过自身重力可使进水口的通道重新得到遮盖，从而实现倾斜摇摆条件下的自我复位功能，重新关闭保温活门5，保障各类运行工况下进水口处的保温效果，以保证在短时倾斜、摇摆、振动、颠振等工况下实现其抗倾斜摇摆功能。

在一种可选的实施例中，如图1所示，所述CIS进水口管件3贯穿RPV保温层1，端部开口位于RPV保温层1与压力容器外壁之间的环腔内。在一种可选的实施例中，所述RPV保温层1通过RPV支承框架2进行支撑固定。在一种可选的实施例中，所述RPV保温层1流道腔体一侧设置流道钢衬板4。在一种可选的实施例中，所述进水口保温活门5通过铰链6安装于流道钢衬板4上，且安装点位于CIS进水口管件3上方。本实施例所设计的保温活门装置，通过管道端面及铰链设计，能够实现载具倾斜摇摆条件下的自我复位功能，保持管道的封堵状态，保障运行时的保温效果；而在管道流体需要通过的工况下，则可实现相应的开启功能。

在一种可选的实施例中，如图1所示，所述进水口保温活门5选用密度大于水的材料。在一种可选的实施例中，所述进水口保温活门5为钢质。

在一种可选的实施例中，如图1所示，所述CIS进水口管件3端部开口的倾斜角度大于载体的极限倾斜工况角度。在一种可选的实施例中，所述CIS进水口管件3端部开口的倾斜角度区间为30°～60°。在一种可选的实施例中，所述CIS进水口管件3端部开口的倾斜角度为45°。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明通过发明一种自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置，实现了在具有CIS系统的反应堆的正常运行工况下，对CIS进水管口全遮盖。本发明极大缓解RPV与保温层环腔和外部空气间的对流情况，大幅减小烟囱效应的发生，从而杜绝了CIS汽水出口处的温度和散热量的超标情况，避免对周围设备造成影响。在短时倾斜、摇摆、振动、颠振等工况下，通过将进水口管件端部斜面角度设计为大于载体的极限倾斜工况角度，以实现其抗倾斜摇摆功能。且保温活门通过铰链与衬板相连，在保温活门误打开的情况下能够利用自身的重力，实现在倾斜摇摆条件下的自我复位功能。在严重事故工况下，CIS冷却水能打开进水口活门从进口管件流入内部环腔。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置，包括CIS进水口管件（3）和进水口保温活门（5），其特征在于：所述CIS进水口管件（3）水平布置，并具有倾斜向上的端部开口；所述CIS进水口管件（3）贯穿RPV保温层（1），端部开口位于RPV保温层（1）与压力容器外壁之间的环腔内，所述RPV保温层（1）通过RPV支承框架（2）进行支撑固定；所述CIS进水口管件（3）端部开口的倾斜角度大于载体的极限倾斜工况角度，所述CIS进水口管件（3）端部开口的倾斜角度区间为30°~60°；所述进水口保温活门（5）将所述CIS进水口管件（3）的端部开口闭合，且所述进水口保温活门（5）顶部铰接于安装点；所述RPV保温层（1）流道腔体一侧设置流道钢衬板（4），所述进水口保温活门（5）通过铰链（6）安装于流道钢衬板（4）上，且安装点位于CIS进水口管件（3）上方；所述进水口保温活门（5）选用密度大于水的材料。

2.根据权利要求1所述的自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置，其特征在于：所述进水口保温活门（5）为钢质。

3.根据权利要求1所述的自我复位式的抗倾斜摇摆CIS进水口保温活门装置，其特征在于：所述CIS进水口管件（3）端部开口的倾斜角度为45°。