專利名稱:一種非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種冷卻系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在目前壓水堆核電廠中，乏燃料水池內(nèi)乏燃料衰變熱都是通過能動設(shè)備導(dǎo)出，缺乏對于全廠斷電情況下的防護(hù)。
相關(guān)技術(shù)中，一項(xiàng)針對乏燃料水池的非能動余熱排出系統(tǒng)，采用低沸點(diǎn)介質(zhì)在乏燃料水池內(nèi)受熱蒸發(fā)后，推動汽輪機(jī)發(fā)電。由該電力驅(qū)動空冷塔的風(fēng)扇對介質(zhì)進(jìn)行降溫冷凝，同時該電力驅(qū)動循環(huán)泵將冷凝的低沸點(diǎn)介質(zhì)泵回乏燃料水池內(nèi)，使得該系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中乏燃料水池內(nèi)乏燃料衰變熱都是通過能動設(shè)備導(dǎo)出，缺乏對于全廠斷電情況下的防護(hù)；而相關(guān)技術(shù)中引入的發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和循環(huán)泵等，又會導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜、費(fèi)用較高的缺陷，為此提供一種不借助任何外部交流電源，而實(shí)現(xiàn)乏燃料水池內(nèi)衰變熱的非能動導(dǎo)出的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，用于散發(fā)乏燃料水池中的乏燃料衰變熱，包括一個冷卻回路，其特征在于，該冷卻回路包括:
容納有低沸點(diǎn)介質(zhì)的蒸發(fā)器，用于吸收所述乏燃料衰變熱，并將該乏燃料衰變熱傳遞給所述低沸點(diǎn)介質(zhì)，以產(chǎn)生蒸汽；
汽輪機(jī)，與所述蒸發(fā)器相連，以在所述蒸汽的驅(qū)動下輸出旋轉(zhuǎn)動力；
冷卻設(shè)備，用于冷卻對所述汽輪機(jī)做功后的所述蒸汽，其包括冷媒驅(qū)動裝置，該冷媒驅(qū)動裝置與所述汽輪機(jī)之間機(jī)械地相連，以在所述的汽輪機(jī)的輸出旋轉(zhuǎn)動力下工作。
所述冷卻設(shè)備優(yōu)選為空冷裝置，相應(yīng)地，所述冷媒驅(qū)動裝置為風(fēng)扇。
所述空冷裝置可以為空冷塔。
所述空冷塔包括空冷塔入口和空冷塔出口，所述空冷塔入口與所述汽輪機(jī)的汽輪機(jī)出口相連。
所述冷卻回路還優(yōu)選包括冷凝水箱，所述冷凝水箱包括冷凝水箱入口和冷凝水箱出口，所述冷凝水箱入口與所述冷卻設(shè)備出口相連接，所述冷凝水箱出口與所述蒸發(fā)器入口相連接。
所述冷卻設(shè)備的設(shè)置高度為高于所述冷凝水箱的高度。
所述冷凝水箱設(shè)置高度為高于所述蒸發(fā)器的高度。
所述冷卻回路還可以包括循環(huán)泵，所述循環(huán)泵與所述汽輪機(jī)通過機(jī)械連接方式相連接，以在所述的汽輪機(jī)的輸出旋轉(zhuǎn)動力下工作，將冷凝后的低沸點(diǎn)介質(zhì)泵入所述蒸發(fā)器。
本實(shí)用新型屬于30 200萬千瓦(電功率)級別的核電站領(lǐng)域。根據(jù)需要,本實(shí)用新型可以完全不依賴交流電源，實(shí)現(xiàn)事故下乏燃料水池的余熱導(dǎo)出功能，提高電廠安全性，尤其是對于全場斷電工況下的防護(hù)能力有很大提升，有很好的實(shí)用性。
本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)乏燃料水池的長期余熱導(dǎo)出至環(huán)境最終熱阱，同時實(shí)現(xiàn)了斷電情況下乏燃料水池的長期安全可控。
本實(shí)用新型同時無中間發(fā)電機(jī)和電動機(jī)環(huán)節(jié)，并進(jìn)而取消了電力循環(huán)泵設(shè)計，簡化了系統(tǒng)設(shè)計并提高了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。
圖1示出了本實(shí)用新型一些實(shí)施例中的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，該非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)可以用于散發(fā)乏燃料水池中的乏燃料衰變熱，其包括容納有低沸點(diǎn)介質(zhì)的蒸發(fā)器1、汽輪機(jī)2、冷卻設(shè)備3和冷凝水箱4，該蒸發(fā)器I放置于乏燃料水池5中，該汽輪機(jī)2設(shè)置于蒸發(fā)器I出口與冷卻設(shè)備3入口之間；冷卻設(shè)備3與蒸發(fā)器I之間設(shè)置有冷凝水箱4，該冷凝水箱4的出口再與蒸發(fā)器I入口相連，形成閉合循環(huán)，尤其是，冷卻設(shè)備3為空冷塔31，該空冷塔31設(shè)置有風(fēng)扇32，汽輪機(jī)2與風(fēng)扇32相連接，并驅(qū)動風(fēng)扇32運(yùn)轉(zhuǎn)。
該汽輪機(jī)2與風(fēng)扇32之間機(jī)械地連接，直接驅(qū)動空冷塔31中的風(fēng)扇32轉(zhuǎn)動，對汽輪機(jī)2出口介質(zhì)進(jìn)行降溫冷凝，從而減去了相關(guān)技術(shù)中的中間電動機(jī)的設(shè)置環(huán)節(jié)。
在一些實(shí)施例中，該汽輪機(jī)2與風(fēng)扇32的機(jī)械連接方式，可以根據(jù)需要設(shè)置為齒輪傳動連接、或鏈條傳動連接、或聯(lián)軸器連接等。
在一些實(shí)施例中，空冷塔31設(shè)置高度為高于冷凝水箱4，且冷凝水箱4設(shè)置高度為高于蒸發(fā)器I。此時低沸點(diǎn)介質(zhì)冷凝后將由于重力作而返回蒸發(fā)器1，從而減去了相關(guān)技術(shù)中的循環(huán)泵的設(shè)置。最終達(dá)到了簡化系統(tǒng)設(shè)計的目的。
在一些實(shí)施例中，空冷塔31與蒸發(fā)器I之間也可以不設(shè)置冷凝水箱4，使得空冷塔31的出口直接與蒸發(fā)器I的入口相連接。
本實(shí)用新型屬于30 200萬千瓦(電功率)級別的核電站領(lǐng)域。
工作過程中，通過放置于乏燃料水池5內(nèi)的蒸發(fā)器1，利用池內(nèi)乏燃料衰變熱將低沸點(diǎn)介質(zhì)(制冷劑)加熱蒸發(fā)，低沸點(diǎn)介質(zhì)的受熱蒸發(fā)，推動汽輪機(jī)2，經(jīng)汽輪機(jī)2做功后送入空冷塔31中，并進(jìn)而帶動空冷塔31的風(fēng)扇32，對汽輪機(jī)2出口介質(zhì)進(jìn)行降溫冷凝，經(jīng)冷凝水箱4收集后，流回該蒸發(fā)器1，形成閉合循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)乏燃料水池5內(nèi)衰變熱的非能動導(dǎo)出。由此達(dá)到了斷電情況下乏燃料水池的安全可控，進(jìn)而取得了提高系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟(jì)性的效果。
可以理解地，本實(shí)用新型一些實(shí)施例中的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)并不局限于采用空冷塔31對做功后的蒸汽進(jìn)行冷卻，例如，其也可以采用液冷裝置進(jìn)行冷卻，相應(yīng)地，其冷媒可以為水，而冷媒驅(qū)動裝置可以為水泵。[0030]再可以理解地，本實(shí)用新型一些實(shí)施例中的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)中的蒸發(fā)器I和冷凝水箱4之間也可以設(shè)置泵，以驅(qū)動冷凝水箱4中的液態(tài)介質(zhì)回流到蒸發(fā)器I中，相應(yīng)地，該泵可以與該汽輪機(jī)2機(jī)械地相連，以汽輪機(jī)2的旋轉(zhuǎn)動力的驅(qū)動下進(jìn)行工作。
上述實(shí)現(xiàn)過程為本實(shí)用新型的優(yōu)先實(shí)現(xiàn)過程，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的基礎(chǔ)上進(jìn)行的通常變化和替換包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，用于散發(fā)乏燃料水池(6)中的乏燃料衰變熱，包括一個冷卻回路，其特征在于，該冷卻回路包括: 容納有低沸點(diǎn)介質(zhì)的蒸發(fā)器(I )，用于吸收所述乏燃料衰變熱，并將該乏燃料衰變熱傳遞給所述低沸點(diǎn)介質(zhì)，以產(chǎn)生蒸汽； 汽輪機(jī)(2)，與所述蒸發(fā)器(I)相連，以在所述蒸汽的驅(qū)動下輸出旋轉(zhuǎn)動力； 冷卻設(shè)備(3)，用于冷卻對所述汽輪機(jī)(2)做功后的所述蒸汽，其包括冷媒驅(qū)動裝置，該冷媒驅(qū)動裝置與所述汽輪機(jī)(2)之間機(jī)械地相連，以在所述的汽輪機(jī)(2)的輸出旋轉(zhuǎn)動力下工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻設(shè)備(3)為空冷裝置，相應(yīng)地，所述冷媒驅(qū)動裝置為風(fēng)扇(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述空冷裝置為空冷塔(31)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述空冷塔(31)包括空冷塔入口和空冷塔出口，所述空冷塔入口與所述汽輪機(jī)(2)的汽輪機(jī)出口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至4中的任一項(xiàng)所述的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻回路還包括冷凝水箱(4)，所述冷凝水箱(4)包括冷凝水箱入口和冷凝水箱出口，所述冷凝水箱入口與所述冷卻設(shè)備(3)出口相連接，所述冷凝水箱出口與所述蒸發(fā)器入口相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝水箱(4)的位置高于所述蒸發(fā)器(1)，以使冷凝水箱(4)中收集的液態(tài)低沸點(diǎn)介質(zhì)能夠在重力的作用下回流到所述蒸發(fā)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括循環(huán)泵，所述循環(huán)泵設(shè)置于所述蒸發(fā)器(I)和所述冷凝水箱(4 )之間，以驅(qū)動冷凝水箱(4 )中的液態(tài)介質(zhì)回流到蒸發(fā)器(I)中，且所述循環(huán)泵與所述汽輪機(jī)(2)機(jī)械地相連接，以在所述的汽輪機(jī)(2)的輸出旋轉(zhuǎn)動力下工作。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1-4中任一項(xiàng)所述的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述汽輪機(jī)與所述冷媒驅(qū)動裝置之間的連接方式為齒輪傳動連接、鏈條傳動連接或聯(lián)軸器連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻設(shè)備(3)為液冷裝置，相應(yīng)地，所述冷媒驅(qū)動裝置為泵。
專利摘要
本實(shí)用新型公開了一種非能動乏燃料水池冷卻系統(tǒng)，包括一個冷卻回路，該冷卻回路包括容納有低沸點(diǎn)介質(zhì)的蒸發(fā)器、汽輪機(jī)和包括有冷媒驅(qū)動裝置的冷卻設(shè)備。蒸發(fā)器放置于乏燃料水池中，用于吸收所述乏燃料衰變熱，并將該乏燃料衰變熱傳遞給低沸點(diǎn)介質(zhì)，以產(chǎn)生蒸汽；汽輪機(jī)與蒸發(fā)器相連，以在蒸汽的驅(qū)動下輸出旋轉(zhuǎn)動力；冷卻設(shè)備用于冷卻對汽輪機(jī)做功后的蒸汽，該冷媒驅(qū)動裝置與汽輪機(jī)之間機(jī)械地相連，以在汽輪機(jī)的輸出旋轉(zhuǎn)動力下工作。本實(shí)用新型屬于30～200萬千瓦(電功率)級別的核電站領(lǐng)域。本實(shí)用新型可以完全不依賴交流電源，實(shí)現(xiàn)事故下乏燃料水池的余熱導(dǎo)出功能，提高電廠安全性，尤其是對于全場斷電工況下的防護(hù)能力有很大提升。
文檔編號G21C15/18GKCN203038678SQ201320023045
公開日2013年7月3日 申請日期2013年1月16日
發(fā)明者曹建華, 盧向暉, 蔣曉華, 傅先剛 申請人:中科華核電技術(shù)研究院有限公司, 中國廣東核電集團(tuán)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan