本發(fā)明屬于冷卻系統(tǒng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種用于啟動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

核電廠安全殼冷卻系統(tǒng)用于事故后防止安全殼失效、移出安全殼內(nèi)熱量、保護(hù)堆芯安全的重要系統(tǒng)。

安全殼冷卻系統(tǒng)包括能動(dòng)(如安全殼噴淋冷卻系統(tǒng))和非能動(dòng)(如AP1000/AP600非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng))。對(duì)于采用非能動(dòng)設(shè)計(jì)的安全殼冷卻系統(tǒng)，因其運(yùn)行不需要外部動(dòng)力電源支持，在事故情況下具有更高的可靠性。然而，現(xiàn)有核電廠設(shè)計(jì)中，無(wú)論是能動(dòng)還是非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)，其運(yùn)行通常需要通過(guò)反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)或者由操縱員手動(dòng)啟動(dòng)。由于各種原因?qū)е卤Ｗo(hù)系統(tǒng)失效或者操縱員沒(méi)有及時(shí)干預(yù)，都會(huì)增加安全殼冷卻系統(tǒng)失效的概率。通過(guò)設(shè)計(jì)一種不依靠外部電源支持，也不需要人為干預(yù)的控制系統(tǒng)，用于在事故工況下自動(dòng)啟動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)，能有助于提高安全殼冷卻系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，提升核電廠應(yīng)對(duì)極端事故的安全性，保護(hù)公眾和環(huán)境的安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于啟動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，既不依靠外部電源支持，也不需要人為干預(yù)，在事故工況下自動(dòng)啟動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)，移出安全殼內(nèi)熱量、保護(hù)堆芯安全。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種用于啟動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括控制驅(qū)動(dòng)部分，該控制驅(qū)動(dòng)部分包括控制氣囊，該控制氣囊通過(guò)引氣管與安全殼內(nèi)的大氣相連通，控制氣囊上設(shè)有驅(qū)動(dòng)部件，該執(zhí)行部件與安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)相連接。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)部件包括相連接的控制活塞和驅(qū)動(dòng)桿，控制活塞與控制氣囊相連接，驅(qū)動(dòng)桿與安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)相連接。

進(jìn)一步，所述控制氣囊、控制活塞及驅(qū)動(dòng)桿均設(shè)置在氣匣內(nèi)；控制活塞與氣閘內(nèi)頂部之間設(shè)有復(fù)位彈簧。

進(jìn)一步，非能動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)部分，該系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)部分包括蓄壓罐，蓄壓罐通過(guò)試驗(yàn)旁路管線與引氣管相連通。

進(jìn)一步，所述引氣管上依次設(shè)有第一隔離閥和連鎖閥；試驗(yàn)旁路管線上依次設(shè)有第二隔離閥、排放閥和實(shí)驗(yàn)閥。

進(jìn)一步，位于安全殼內(nèi)的引氣管的端口向下設(shè)置，在端口外設(shè)置防止異物進(jìn)入管內(nèi)的雙層防異物網(wǎng)。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于：

本發(fā)明非能動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置控制氣囊和驅(qū)動(dòng)部件，當(dāng)安全殼內(nèi)大氣壓力升高，控制氣囊就會(huì)膨脹，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)部件中的控制活塞和驅(qū)動(dòng)桿移動(dòng)，從而開(kāi)啟安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)，移出安全殼內(nèi)熱量，降低安全殼的溫度、保護(hù)堆芯安全；本發(fā)明不需要外部電力或能源支持，也不需要操縱員干預(yù)，具有高度可靠性；可作為保護(hù)儀控系統(tǒng)的補(bǔ)充備用，彌補(bǔ)儀控系統(tǒng)失效時(shí)引起的啟動(dòng)，由于氣囊充壓膨脹需要一定時(shí)間，其響應(yīng)過(guò)程長(zhǎng)于保護(hù)儀控系統(tǒng)，因此符合作為補(bǔ)充備用系統(tǒng)動(dòng)作晚于正常保護(hù)儀控系統(tǒng)的要求；既可用于非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的控制，也可用于能動(dòng)系統(tǒng)的控制。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明用于啟動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-引氣管 2-氣匣 3-控制氣囊 4-控制活塞 5-驅(qū)動(dòng)桿 6-復(fù)位彈簧 7-第一隔離閥 8-連鎖閥 9-安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān) 10-第二隔離閥 11-實(shí)驗(yàn)閥 12-蓄壓罐 13-排放閥 14-安全殼 15-試驗(yàn)旁路管線

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

如圖1所示，是本發(fā)明用于啟動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其包括控制驅(qū)動(dòng)部分和系統(tǒng)試驗(yàn)部分。

控制驅(qū)動(dòng)部分包括引氣管1、氣匣2、控制氣囊3、控制活塞4、驅(qū)動(dòng)桿5及復(fù)位彈簧6?？刂茪饽?通過(guò)引氣管1與安全殼14內(nèi)的大氣相連通，控制活塞4設(shè)置在控制氣囊3上，驅(qū)動(dòng)桿5一端與控制活塞4連接，另一端與安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)9連接?？刂茪饽?、控制活塞4及驅(qū)動(dòng)桿5設(shè)置在氣匣2內(nèi)，驅(qū)動(dòng)桿5頂端穿出氣匣2與安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)9或控制機(jī)構(gòu)連接。在控制活塞4與氣匣2內(nèi)頂端之間設(shè)置復(fù)位彈簧6。

引氣管1上依次設(shè)置第一隔離閥7和控制連鎖閥8；第一隔離閥7為一組兩個(gè)，安全殼內(nèi)外各一個(gè)。通過(guò)關(guān)閉連鎖閥8，可以切斷安全殼內(nèi)大氣與控制氣囊3的連接通道，進(jìn)而閉鎖本自動(dòng)控制系統(tǒng)。連鎖閥8通過(guò)閉鎖信號(hào)控制，在正常運(yùn)行時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)，并采用失效(失電)常開(kāi)模式設(shè)計(jì)，以確保本系統(tǒng)的可靠性。

位于安全殼內(nèi)的引氣管1的端口向下設(shè)置，避免正?；蚴鹿势陂g液體流入引氣管；在端口外設(shè)有防止異物進(jìn)入的雙層防異物網(wǎng)，免異物進(jìn)入堵塞引氣管。

引氣管1的流通直徑大小需綜合考慮引氣管破裂導(dǎo)致的安全殼泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，引氣管1流通直徑優(yōu)選5mm-20mm之間。

控制氣囊2和控制活塞4尺寸根據(jù)實(shí)際需要確定，通過(guò)設(shè)計(jì)控制氣囊2和控制活塞4尺寸，可以提供足夠的驅(qū)動(dòng)力及行程，確保非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟。

通過(guò)調(diào)節(jié)復(fù)位彈簧6和控制活塞4初始狀態(tài)，可以設(shè)定驅(qū)動(dòng)桿5驅(qū)動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)開(kāi)啟的安全殼壓力定值。

驅(qū)動(dòng)桿5除可直接驅(qū)動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)外，還可用作行程開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，間接控制相關(guān)系統(tǒng)。

系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)部分，用于定期對(duì)控制驅(qū)動(dòng)部分進(jìn)行試驗(yàn)檢查，確?？刂乞?qū)動(dòng)部分的有效性。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)部分包括蓄壓罐12，蓄壓罐12通過(guò)試驗(yàn)旁路管線15與引氣管1連通。試驗(yàn)旁路管線15上依次設(shè)有第二隔離閥10、排放閥13和試驗(yàn)閥11。

系統(tǒng)控制部分的工作方式是：當(dāng)事故后安全殼14內(nèi)的壓力上升時(shí)，安全殼14內(nèi)氣體通過(guò)引氣管1充入控制氣囊3，控制氣囊3內(nèi)壓力增加，大于復(fù)位彈簧6、驅(qū)動(dòng)桿5及控制活塞4產(chǎn)生的壓力后，控制氣囊3膨脹并推動(dòng)控制活塞4及驅(qū)動(dòng)桿5位移，驅(qū)動(dòng)桿5驅(qū)動(dòng)與之連接的安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)9或行程開(kāi)關(guān)，從而開(kāi)啟安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)或行程開(kāi)關(guān)，移出安全殼內(nèi)熱量，保護(hù)堆芯安全；在安全殼內(nèi)壓力降低，控制氣囊失壓時(shí)，復(fù)位彈簧作用于控制活塞壓縮控制氣囊，并使控制活塞與驅(qū)動(dòng)桿復(fù)位，安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)可根據(jù)預(yù)先設(shè)定選擇保持在開(kāi)啟狀態(tài)或關(guān)閉狀態(tài)。本發(fā)明不需要外部電力或能源支持，也不需要操縱員干預(yù)，具有高度可靠性。

系統(tǒng)試驗(yàn)部分的工作方式是：關(guān)閉引氣管1連接安全殼的第一隔離閥7，打開(kāi)連接蓄壓罐12的第二隔離閥10，然后通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)閥11，將蓄壓罐12內(nèi)的空氣注入控制氣囊3進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉試驗(yàn)閥11，開(kāi)啟排放閥13排出控制氣囊3內(nèi)空氣，空氣排放完成后，關(guān)閉連接蓄壓罐的第二隔離閥10，打開(kāi)連接安全殼的第一隔離閥7。

需要說(shuō)明的是，在控制氣囊首次充壓膨脹并使驅(qū)動(dòng)桿5移動(dòng)打開(kāi)安全殼冷卻系統(tǒng)后，根據(jù)需要可以設(shè)定控制活塞4、復(fù)位彈簧6和驅(qū)動(dòng)桿5移動(dòng)模式，避免在安全殼冷卻系統(tǒng)投入運(yùn)行后安全殼內(nèi)部壓力降低或波動(dòng)使驅(qū)動(dòng)桿5頻繁移動(dòng)。控制活塞4、復(fù)位彈簧6和驅(qū)動(dòng)桿5移動(dòng)模式的設(shè)定，是通過(guò)改變復(fù)位彈簧6的預(yù)壓力，設(shè)定控制活塞4開(kāi)始移動(dòng)所需控制氣囊3內(nèi)的空氣壓力定值；在氣匣2或驅(qū)動(dòng)桿5上設(shè)置限位裝置，限制控制活塞4及驅(qū)動(dòng)桿5的移動(dòng)范圍；前述兩者結(jié)合可以設(shè)定安全殼冷卻系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)9在全開(kāi)和全關(guān)時(shí)所對(duì)應(yīng)的安全殼內(nèi)壓力定值。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。