[实用新型]限流式注入装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及反应堆核电厂设备技术领域，尤其涉及一种限流式注入装置。

背景技术

反应堆核电厂需要具有抵御各种突发事故的能力，包括设计基准事故和超设计基准事故。其中，反应堆冷却剂系统丧失冷却剂事故(LOCA)作为最重要的设计基准事故之一，一直被用来检验反应堆核电厂的安全性和引导专设安全设施的设计。冷却剂安全注射系统作为专设安全设施的一部分，通常用于LOCA事故后的堆芯应急冷却和硼化，以控制和缓解事故，防止扩展为超设计基准事故。

在发生最为恶劣的大破口丧失水事故(Large Break Loss Of Cooling Accident，LB LOCA)后，高能管道发生破裂，冷却剂温度压力高达300多摄氏度以及15Mpa以上，反应堆水系统的原有水装量以临界流的形式迅速流失，在几秒时间内几乎被完全排空。而在较小的破口失水事故下，尽管水装量的流失速度相对减缓，但仍极有可能引起堆芯裸露，引起不利后果。失水事故下，必须依靠能力足够的安全注入系统快速向反应堆压力容器注水并再淹没堆芯，以持续导出堆芯衰变热。

安全注入系统通常包括高压、中压和低压安注，以在LOCA后不同压力阶段均能实施有效的安全注射。安全注入系统接入冷却剂系统的位置通常有冷管段、下降段环腔或上封头。例如，接入点为冷管段，安注系统的冷却水进入两个(或三个)冷管段之后，通过压力容器管嘴进入下降段环腔，在这里向下流动进入下封头，然后折流向上，进一步流入堆芯。

在LOCA后喷放阶段，除了在下腔室仍保留部分液体以外，压力容器中冷却剂都逐渐闪蒸为蒸汽。当安全注射冷却水开始注入后，大流量的欠冷水使蒸汽冷凝并在注射口附近形成了水塞，水塞的振荡引起进入下降腔的安注水的波动。堆芯和下降腔中的反向流动蒸汽阻止了安注水进入下降腔，直到喷放阶段结束前、反向流动蒸汽足够低时，才允许安注水进入下降腔。该阶段称为安注旁通阶段，即安注水旁通堆芯直接通过冷段破口排泄的阶段，这个阶段的时间范围约为20-30s。

在LOCA后再灌水期间，虽然安注箱有较高的流量注入，但几乎没有流量通过堆芯，以致包壳温度再次上升，直到再淹没开始为止。在旁通期间，冷却水会被阻止在堆芯下降段环腔的上部，这些冷却水将聚集在进口管段，然后从反应堆冷却系统的破口处流出，没有带走堆芯衰变热，一直到堆芯蒸汽流不能再阻碍冷却水流入到下腔室。因此，产生了直接向反应堆压力容器注水的直接注入装置，该直接注入装置有效防止了堆芯蒸汽流对安全注射冷却水的阻碍作用，可以得到更好的抑制旁排的效果，对事故有更好的抑制效果。但由此衍生了一类重要而且更加恶劣的事故：压力容器直接注入装置管道破裂事故。管道破裂后，安全注射补水会在堆芯下部直接流向破口，堆芯水装量也会丧失。可见，该事故不仅会直接导致压力容器水装量的丧失，还会导致部分安全注射能力的丧失，引起更恶劣的事故后果。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种限制破口流量的限流式注入装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种限流式注入装置，包括连接压力容器的注入管道、至少一个设置在所述注入管道内的限流元件；所述注入管道连通至所述压力容器的下腔室；所述限流元件的外周侧面与所述注入管道的内壁面配合，所述限流元件的内部通道包括沿流体流动方向相连接的内径渐缩段和内径渐扩段，所述内径渐缩段和内径渐扩段的连接处形成通道喉部。

优选地，所述注入管道位于所述压力容器内；所述注入管道的输出端伸入所述压力容器的下腔室，注入端沿所述压力容器的内壁面竖向延伸，从所述压力容器的上腔室伸出压力容器。

优选地，所述注入管道的输出端沿所述压力容器底部的内壁面呈弧形弯曲。

优选地，所述注入管道位于所述压力容器外；所述注入管道的输出端伸入所述压力容器的下腔室，注入端沿所述压力容器的外壁面向上竖向延伸。

优选地，所述注入管道的输出端相对所述压力容器垂直伸入所述下腔室。

优选地，所述限流式注入装置还包括位于所述压力容器外、套设在所述注入管道外周的辐照监督管。

优选地，所述限流元件位于所述注入管道的输出端和/或注入端内。

优选地，所述注入管道的内径为10cm，所述通道喉部的内径为7.5cm。

优选地，所述限流式注入装置还包括设置在压力容器内底部的流量分配单元；

所述流量分配单元包括流量分配板、分布在所述流量分配板上的数个导流孔；所述注入管道的输出端插接在所述流量分配板上。

优选地，所述流量分配板为半球形结构。