一種核電站新型間接式空冷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核電站新型間接式空冷裝置，所述間接式空冷裝置從上向下依次包括風(fēng)力發(fā)電裝置、引流塔、引風(fēng)機(jī)、冷卻器以及冷卻器支架，所述風(fēng)力發(fā)電裝置通過風(fēng)機(jī)支架與引流塔相連，引風(fēng)機(jī)設(shè)置在引流塔與冷卻器之間，所述冷卻器包括一循環(huán)水管道，在循環(huán)水管道周圍設(shè)有一組百葉窗葉柵。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了循環(huán)冷卻水的零補(bǔ)水，大大減少了核電站日常運(yùn)行時(shí)用水量，為核電站在干旱缺水地區(qū)建立冷源提供了技術(shù)可能性；間接式空冷裝置冷卻運(yùn)行工況受風(fēng)速及風(fēng)向影響小，有利于核電站長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】—種核電站新型間接式空冷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于能源領(lǐng)域，具體涉及一種核電站新型間接式空冷裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家，而核電站用水量很大，最大的用水是循環(huán)冷卻水。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成的核電站都位于沿海地區(qū)，均采用海水直流冷卻方式，尚無(wú)限制。隨著核電站的不斷興建，在嚴(yán)重缺水地區(qū)建設(shè)核電站也將成為可能。然而，目前制約嚴(yán)重缺水地區(qū)核電站建設(shè)的一個(gè)最突出的問題，就是采用何種循環(huán)水冷卻系統(tǒng)以滿足該地區(qū)惡劣條件下核電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。
[0003]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，能源電力的需求量急劇增加。核電作為大規(guī)模清潔能源的代表，未來(lái)在我國(guó)能源領(lǐng)域一定會(huì)擔(dān)當(dāng)重要角色。現(xiàn)階段我國(guó)已建成和正在建設(shè)的核電站大都建在沿海地區(qū)，今后勢(shì)必要在內(nèi)陸建設(shè)核電站，以滿足我國(guó)日益增長(zhǎng)的能源需求。現(xiàn)階段，核電站運(yùn)行時(shí)用于建立冷源的冷卻水量十分巨大，沿海地區(qū)的核電站都是采用海水直流冷卻的方法。在內(nèi)陸核電站設(shè)計(jì)中，即使采用二次循環(huán)的濕冷方式，也需要巨大水源提供冷卻用水，以AP1000機(jī)型核電站為例，采用二次循環(huán)冷卻方式，由于循環(huán)水不斷蒸發(fā)，每臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)機(jī)組所需的循環(huán)水總補(bǔ)水量為1.51m3/s，年補(bǔ)水量為4700萬(wàn)m3。如果在內(nèi)陸建設(shè)核電站，就需要選擇水資源豐富的地區(qū)。但是我國(guó)又是一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家，屬于世界上嚴(yán)重缺水的國(guó)家之一，人均水資源擁有量?jī)H為世界平均水平的1/4。水資源豐富的地區(qū)往往又是人口稠密和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，出于核安全考慮，人口稠密地區(qū)是不適宜建核電站的。
[0004]未來(lái)內(nèi)陸核電站理想的建設(shè)場(chǎng)地為我國(guó)西北等人煙稀少的地區(qū)，而這些地區(qū)往往干旱少雨，水資源缺乏。所以對(duì)于建立在這些地區(qū)的核電站，就需要建立不同于水資源充沛地區(qū)的冷源。這里就考慮到循環(huán)水空氣冷卻的方式，充分利用西北地區(qū)年均氣溫低和風(fēng)力資源豐富的自然環(huán)境特點(diǎn)。空冷系統(tǒng)有直接空冷和間接空冷之分。直接式空冷系統(tǒng)受外界環(huán)境影響較大，主要受風(fēng)速及風(fēng)向的影響，預(yù)計(jì)存在真空突然惡化導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組甩負(fù)荷甚至跳機(jī)的隱患。對(duì)于安全穩(wěn)定要求很高的干旱地區(qū)核電站，就不適宜采用直接空冷系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種核電站新型間接式空冷裝置。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種核電站新型間接式空冷裝置，所述間接式空冷裝置從上向下依次包括風(fēng)力發(fā)電裝置、引流塔、引風(fēng)機(jī)、冷卻器以及冷卻器支架，所述風(fēng)力發(fā)電裝置通過風(fēng)機(jī)支架與引流塔相連，引風(fēng)機(jī)設(shè)置在引流塔與冷卻器之間，所述冷卻器包括一循環(huán)水管道，在循環(huán)水管道周圍設(shè)有一組百葉窗葉柵。
[0007]優(yōu)選地，所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括具有葉片的風(fēng)機(jī)和與風(fēng)機(jī)相連的的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，所述引流塔內(nèi)部設(shè)有引流塔支撐構(gòu)件。
[0009]優(yōu)選地，為了防止風(fēng)力過小，風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝置無(wú)法提供足夠電力，所述引風(fēng)機(jī)處設(shè)有一電動(dòng)機(jī)。
[0010]本發(fā)明中，正是根據(jù)間接式空冷原理，設(shè)計(jì)循環(huán)冷卻水在管道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，流經(jīng)凝汽器吸收汽輪機(jī)的排氣凝結(jié)熱量，接著流經(jīng)本發(fā)明專利單元設(shè)備，通過與強(qiáng)迫對(duì)流空氣換熱，使得熱量散發(fā)到外界空氣中，從而使循環(huán)水得到冷卻，之后經(jīng)過循環(huán)水泵升壓再次進(jìn)入凝汽器換熱。由于是間接式熱交換，在此過程中循環(huán)水沒有水量的損失，所以本發(fā)明專利適合用于為干旱缺水地區(qū)的核電站建立冷源系統(tǒng)。本發(fā)明間接式空冷系統(tǒng)可通過控制循環(huán)水水量來(lái)保證凝汽器的真空度，熱容量巨大，從而保證干旱地區(qū)核電站穩(wěn)定運(yùn)行。所以間接式空冷系統(tǒng)更適宜建立干旱地區(qū)核電站冷源系統(tǒng)。
[0011]本發(fā)明下部是一個(gè)圓柱形金屬管束冷卻器，冷卻器上方安裝有一個(gè)引風(fēng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)空氣流動(dòng)對(duì)循環(huán)水的強(qiáng)制吸熱，連接引風(fēng)機(jī)上端的為一個(gè)引流塔，對(duì)流動(dòng)的熱空氣有抽吸和導(dǎo)流作用。在引流塔頂部安裝有一個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可以把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，向冷卻器內(nèi)引風(fēng)機(jī)提供電能，保證引風(fēng)機(jī)工作。當(dāng)風(fēng)力不夠大、不足以使引風(fēng)機(jī)以最低轉(zhuǎn)速工作時(shí)，可由廠用電帶動(dòng)引風(fēng)機(jī)工作，保證冷卻器足夠的換熱量。同時(shí)，在冷卻器下部周圍安裝有垂直的百葉窗，對(duì)進(jìn)入冷卻器的空氣整流。在冷卻器底部安裝有支架，方便空氣從下部流入。對(duì)于一個(gè)干旱缺水地區(qū)的核電站，本發(fā)明專利只是一個(gè)冷卻裝置單元，可根據(jù)需要排列多組的設(shè)備。
[0012]有益效果:本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有以下優(yōu)勢(shì):
(1)實(shí)現(xiàn)了循環(huán)冷卻水的零補(bǔ)水，大大減少了核電站日常運(yùn)行時(shí)用水量，為核電站在干旱缺水地區(qū)建立冷源提供了技術(shù)可能性；
(2)間接式空冷裝置冷卻運(yùn)行工況受風(fēng)速及風(fēng)向影響小，有利于核電站長(zhǎng)時(shí)間安全穩(wěn)定運(yùn)行；
(3)風(fēng)力發(fā)電機(jī)與冷卻器結(jié)合，用風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)的電為強(qiáng)制冷卻引風(fēng)機(jī)提供電能，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的立體利用，提高了能源利用率；
(4)加裝的引流塔，具有一定的抽吸作用，同時(shí)把換熱后的熱空氣引流到一定高度，避免了冷卻器周圍熱空氣聚集而導(dǎo)致的換熱惡化；
(5)改進(jìn)冷卻器結(jié)構(gòu)，加裝了引風(fēng)機(jī)，變自然對(duì)流換熱為強(qiáng)制對(duì)流換熱，同時(shí)，換熱器周邊安裝有百葉窗，對(duì)進(jìn)入冷卻器的空氣整流，提高了換熱效率；
(6)多組設(shè)備同時(shí)工作，任何一個(gè)出現(xiàn)問題或者需要檢修，可以由冗余設(shè)備代替，提高了核電站冷源系統(tǒng)的安全性和可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明中的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0015]如圖1所示，間接式空冷裝置從上向下依次包括風(fēng)力發(fā)電裝置1、引流塔5、引風(fēng)機(jī)14、冷卻器13以及冷卻器支架11，所述風(fēng)力發(fā)電裝置I通過風(fēng)機(jī)支架3與引流塔5相連，弓丨風(fēng)機(jī)14設(shè)置在引流塔5與冷卻器13之間，所述冷卻器13包括一循環(huán)水管道8，在循環(huán)水管道8周圍設(shè)有一組百葉窗葉柵12，風(fēng)力發(fā)電裝置I包括具有葉片的風(fēng)機(jī)16和與風(fēng)機(jī)16相連的的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)2，所述引流塔5內(nèi)部設(shè)有引流塔支撐構(gòu)件6，所述引風(fēng)機(jī)14處設(shè)有一電動(dòng)機(jī)15。
[0016]本發(fā)明專利采用間接式空冷方式，循環(huán)水從入口 9流入，當(dāng)風(fēng)流過本單元設(shè)備時(shí)，帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電裝置I旋轉(zhuǎn)，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電能傳遞給引風(fēng)機(jī)14，引風(fēng)機(jī)14轉(zhuǎn)動(dòng)引見機(jī)葉片7驅(qū)動(dòng)空氣流動(dòng)，強(qiáng)制跟循環(huán)水管道8中的循環(huán)水換熱，使得循環(huán)水得到冷卻，然后從循環(huán)水出口 10流出，之后空氣沿著引流塔5向上流動(dòng)，最后從引流塔出口 4流出。風(fēng)力發(fā)電機(jī)I可以根據(jù)風(fēng)向通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)2進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，始終保持最佳迎風(fēng)角度。當(dāng)風(fēng)量過小，風(fēng)力發(fā)電裝置I發(fā)電量不足以維持引風(fēng)機(jī)14要求的最低轉(zhuǎn)速時(shí)，由廠用電向電動(dòng)機(jī)15提供電能帶動(dòng)引風(fēng)機(jī)14工作。引流塔5上下端口有壓差，會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生一定的抽吸作用，同時(shí)與循環(huán)水換熱后的熱空氣被引流塔5引導(dǎo)到一定的高度，避免了熱空氣在冷卻器周圍聚集造成的換熱惡化。冷卻器周圍布置有百葉窗12，通過改變百葉窗的葉柵開度可以調(diào)整冷卻器13進(jìn)風(fēng)量，同時(shí)也對(duì)空氣進(jìn)行了整流，葉柵還可保護(hù)冷卻器中循環(huán)水管道8。本發(fā)明專利在核電站中，是多組同時(shí)工作，可以根據(jù)風(fēng)量大小和核電站換熱量的需求，相應(yīng)的增加或者減少設(shè)備的工作數(shù)目，從而達(dá)到核電站穩(wěn)定運(yùn)行的目的。
[0017]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種核電站新型間接式空冷裝置，其特征在于:所述間接式空冷裝置從上向下依次包括風(fēng)力發(fā)電裝置、引流塔、引風(fēng)機(jī)、冷卻器以及冷卻器支架，所述風(fēng)力發(fā)電裝置通過風(fēng)機(jī)支架與引流塔相連，引風(fēng)機(jī)設(shè)置在引流塔與冷卻器之間，所述冷卻器中設(shè)有循環(huán)水管道，在循環(huán)水管道周圍設(shè)有一組百葉窗葉柵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站新型間接式空冷裝置，其特征在于:所述風(fēng)力發(fā)電裝置包括具有葉片的風(fēng)機(jī)和與風(fēng)機(jī)相連的的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電站新型間接式空冷裝置，其特征在于:所述引流塔內(nèi)部設(shè)有引流塔支撐構(gòu)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電站新型間接式空冷裝置，其特征在于:所述引風(fēng)機(jī)處設(shè)有一電動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】F03D9/00GK104457310SQ201410526508
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】冷杉, 董晨鵬, 陳紹炳, 王超 申請(qǐng)人:東南大學(xué)