一種浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供的浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)包括：安全殼、設(shè)置于所述安全殼外部的包殼，以及在所述包殼和所述安全殼之間構(gòu)成的冷卻腔室，所述冷卻系統(tǒng)利用虹吸現(xiàn)象將海水引入所述冷卻腔室對(duì)所述安全殼進(jìn)行冷卻。本實(shí)用新型以海水作為冷卻水，以大氣為最終熱阱，利用虹吸現(xiàn)象將海水引入冷卻腔室對(duì)安全殼進(jìn)行冷卻，保證安全殼不超壓，維持安全殼的完整性，具有簡單和可靠的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種浮動(dòng)核電站的安全保護(hù)系統(tǒng)，尤其涉及一種安全殼冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)壓水堆在失水事故或安全殼內(nèi)蒸汽管道破裂事故時(shí)，利用安全殼噴淋系統(tǒng)排出安全殼內(nèi)熱量，降低安全殼壓力和溫度，以達(dá)到維持安全殼的完整性。在發(fā)生上述事故時(shí)，第三代非能動(dòng)壓水堆核電站利用鋼制安全殼作為一個(gè)傳熱表面，蒸汽在安全殼內(nèi)表面冷凝并加熱內(nèi)表面，然后通過導(dǎo)熱將熱量傳遞至鋼殼體。受熱的鋼殼外表面通過對(duì)流、輻射和蒸發(fā)等熱傳遞機(jī)制，由水和空氣冷卻。水由安全殼頂部水箱提供，熱量以顯熱和水蒸氣的形式通過自然循環(huán)的空氣帶出，來自環(huán)境的空氣通過一個(gè)常開流道進(jìn)入，沿安全殼外壁上升，最終通過一個(gè)高位排汽口返回環(huán)境，實(shí)現(xiàn)帶走安全殼內(nèi)熱量的目的。
[0003]在傳統(tǒng)壓水堆中，最終熱阱功能的實(shí)現(xiàn)需依賴旋轉(zhuǎn)機(jī)械，第三代非能動(dòng)壓水堆核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)中，安全殼頂部水箱的容量是有限的。對(duì)于海上浮動(dòng)核電站而言，海水是取之不竭，用之不盡的。海上浮動(dòng)核電站可以以海水作為冷卻水，若能設(shè)計(jì)一種具有長期冷卻功能的安全殼冷卻系統(tǒng)，使熱量排入大氣，將使浮動(dòng)核電站的安全保護(hù)系統(tǒng)更加安全可靠。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種利用虹吸現(xiàn)象將海水引入冷卻腔室對(duì)安全殼進(jìn)行冷卻的安全殼冷卻系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型提供的浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)包括安全殼、設(shè)置于所述安全殼外部的包殼，以及在所述包殼和所述安全殼之間構(gòu)成的冷卻腔室，所述冷卻系統(tǒng)利用虹吸現(xiàn)象將海水引入所述冷卻腔室對(duì)所述安全殼進(jìn)行冷卻；其中，在海水和所述冷卻腔室之間設(shè)置虹吸管道;其中，在所述冷卻腔室與大氣之間設(shè)置排汽管線;所述冷卻腔室內(nèi)還設(shè)置有冷卻水集管、冷卻水注水管以及抽真空裝置；當(dāng)發(fā)生事故且需要所述安全殼作為最終熱阱時(shí)，通過所述抽真空裝置中的真空噴射器驅(qū)動(dòng)海水流入所述虹吸管道并通過所述冷卻水集管分配到所述冷卻水注水管中，使得海水流到所述安全殼表面并使所述安全殼保持淹沒深度，通過換熱使海水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麕ё咚霭踩珰ぶ械臒崃?，最終通過所述排汽管線將熱量排向大氣;其中，所述冷卻水集管設(shè)置在所述真空噴射器出口處，并且，所述冷卻水注水管圍繞所述安全殼周向布置，以使得海水流到所述安全殼表面并使所述安全殼保持淹沒深度;其中，所述排汽管線設(shè)置在所述冷卻腔室的頂部;其中，所述冷卻系統(tǒng)還包括疏水管線和疏水栗，其設(shè)置在所述冷卻腔室底部，用于當(dāng)無需安全殼冷卻系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)排出冷卻腔室中的海水;其中，所述抽真空裝置還包括高壓氣瓶作為驅(qū)動(dòng)氣體。
[0006]優(yōu)選地，所述冷卻系統(tǒng)還包括:虹吸破壞閥門，其設(shè)置在與所述虹吸管道相連的虹吸破壞管線上;驅(qū)動(dòng)氣體隔離閥，其設(shè)置在與所述高壓氣瓶相連的驅(qū)動(dòng)氣體管線上；以及疏水管線隔離閥，其設(shè)置在所述疏水管線上。
[0007]優(yōu)選地，所述疏水管線包括疏水進(jìn)口管線和疏水出口管線，所述疏水進(jìn)口管線、所述疏水管線隔離閥、所述疏水栗和所述疏水出口管線依次連接。
[0008]優(yōu)選地，所述高壓氣瓶、驅(qū)動(dòng)氣體止回閥、所述驅(qū)動(dòng)氣體隔離閥、所述驅(qū)動(dòng)氣體管線與所述真空噴射器依次連接。
[0009]優(yōu)選地，在所述虹吸管道入口處設(shè)置濾網(wǎng)。
[0010]優(yōu)選地，所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩個(gè)虹吸環(huán)路。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0012]1.本實(shí)用新型在安全殼外設(shè)計(jì)了包殼，包殼和安全殼之間構(gòu)成冷卻腔室，通過冷卻腔室的設(shè)置，以海水作為冷卻水，以大氣為最終熱阱，利用虹吸現(xiàn)象將海水引入冷卻腔室對(duì)安全殼進(jìn)行冷卻，保證安全殼不超壓，維持安全殼的完整性，具有簡單和可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]2.在海水和冷卻腔室之間設(shè)置了虹吸管道并通過抽真空裝置驅(qū)動(dòng)海水流入虹吸管，可避免在海平面液位以下開孔引起海水泄漏。
[0014]3.設(shè)置了冷卻水集管和圍繞安全殼周向布置的冷卻水注水管，通過冷卻水集管分配到周向布置的冷卻水注水管中，使得冷卻水流到安全殼表面并使安全殼保持的一定的淹沒深度。
[0015]4.基于冗余性考慮，設(shè)置了兩個(gè)虹吸環(huán)路，用于保證系統(tǒng)的可用性。
【附圖說明】
[0016]圖1為浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)流程簡圖的主視圖。
[0017]圖2為浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)流程簡圖的局部俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019]為了更清晰的理解本實(shí)用新型，下面以安全殼系統(tǒng)運(yùn)行為例，結(jié)合圖1和圖2對(duì)本實(shí)用新型的浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)作進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例的浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)，包括安全殼1、設(shè)置于安全殼外部的包殼2，以及在包殼I和安全殼2之間構(gòu)成的冷卻腔室3，所述冷卻系統(tǒng)利用虹吸現(xiàn)象將海水引入冷卻腔室3對(duì)安全殼I進(jìn)行冷卻。本實(shí)用新型以海水作為冷卻水，以大氣為最終熱阱，利用虹吸現(xiàn)象將海水引入冷卻腔室對(duì)安全殼進(jìn)行冷卻，保證安全殼不超壓，維持安全殼的完整性，具有簡單和可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0021]如圖1所示，在海水和所述冷卻腔室之間設(shè)置虹吸管道5，避免在海平面液位以下開孔引起海水泄漏。在冷卻腔室3與大氣之間設(shè)置排汽管線15;冷卻腔室3內(nèi)還設(shè)置有冷卻水集管9、冷卻水注水管10以及抽真空裝置。當(dāng)發(fā)生事故且需要所述安全殼作為最終熱阱時(shí)，通過所述抽真空裝置中的真空噴射器8驅(qū)動(dòng)海水流入虹吸管道5并通過所述冷卻水集管9分配到冷卻水注水管10中，使得海水流到安全殼I表面并使安全殼I保持淹沒深度，通過換熱使海水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麕ё咚霭踩珰ぶ械臒崃浚罱K通過排汽管線15將熱量排向大氣。
[0022]如圖1和圖2所示，冷卻水集管9設(shè)置在所述真空噴射器出口處;其中，冷卻水注水管10圍繞安全殼I周向布置，以使得海水流到安全殼I表面并使安全殼I保持淹沒深度。例如，冷卻水集管9圍繞安全殼I周向布置，冷卻水注水管10分布在冷卻水集管9上周向均勻布置，以達(dá)到向安全殼I注入冷卻水。
[0023]如圖1所示，所述排汽管線設(shè)置在所述冷卻腔室的頂部;所述冷卻系統(tǒng)還包括疏水管線和疏水栗18，其設(shè)置在冷卻腔室3底部，用于當(dāng)無需安全殼冷卻系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)排出冷卻腔室3中的海水。
[0024]如圖1所示，所述抽真空裝置還包括高壓氣瓶14作為驅(qū)動(dòng)氣體。
[0025]優(yōu)選地，如圖1所示，所述冷卻系統(tǒng)還包括:虹吸破壞閥門7，其設(shè)置在與虹吸管道5相連的虹吸破壞管線6上;驅(qū)動(dòng)氣體隔離閥12，其設(shè)置在與所述高壓氣瓶相連的驅(qū)動(dòng)氣體管線11上；以及疏水管線隔離閥17，其設(shè)置在所述疏水管線上。所述浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)設(shè)置在浮動(dòng)核電站隔板內(nèi)，電站正常運(yùn)行時(shí)，安全殼系統(tǒng)處于備用狀態(tài)，虹吸破壞閥門7關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)氣體隔離閥12關(guān)閉，疏水管線隔離閥17關(guān)閉，冷卻腔室3與大氣連通。
[0026]優(yōu)選地，如圖1所示，所述疏水管線包括疏水進(jìn)口管線16和疏水出口管線19。其中，疏水進(jìn)口管線16、疏水管線隔離閥17、疏水栗18和疏水出口管線19依次連接。當(dāng)無需安全殼冷卻系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，可打開虹吸破壞閥門7終止海水流入冷卻腔室3，再打開疏水管線隔離閥17，利用疏水栗18將海水經(jīng)疏水出口管線19排出。
[0027]優(yōu)選地，如圖1所示，高壓氣瓶14、驅(qū)動(dòng)氣體止回閥13、驅(qū)動(dòng)氣體隔離閥12、驅(qū)動(dòng)氣體管線11與真空噴射器8依次連接。
[0028]優(yōu)選地，如圖1所示，在虹吸管道5入口處設(shè)置濾網(wǎng)4。
[0029]優(yōu)選地，如圖1和圖2所示，當(dāng)發(fā)生事故且需要安全殼系統(tǒng)作為最終熱阱時(shí)，打開驅(qū)動(dòng)氣體隔離閥12，高壓氣瓶14中的氣體經(jīng)過驅(qū)動(dòng)氣體管線11進(jìn)入真空噴射器8，將虹吸管5中的空氣抽出，在海水和虹吸管5之間形成壓差，從而海水經(jīng)過虹吸管入口濾網(wǎng)4進(jìn)入虹吸管5，經(jīng)過真空噴射器8進(jìn)入冷卻水集管9，再經(jīng)過冷卻水注水管10流到安全殼表面吸收熱量，最終維持冷卻腔室中的海水淹沒高度。海水經(jīng)過吸熱后轉(zhuǎn)換為蒸汽，蒸汽經(jīng)過排汽管線15排入大氣，從而帶走安全殼內(nèi)的熱量。
[0030]優(yōu)選地，所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩個(gè)虹吸環(huán)路，此處至少兩個(gè)虹吸環(huán)路的設(shè)計(jì)是基于冗余性考慮，用于保證系統(tǒng)的可用性。其中，4?8、10?14為虹吸環(huán)路I的管線和設(shè)備，4 ’?8 ’、10 ’?14 ’為虹吸環(huán)路2的管線和設(shè)備，其與虹吸環(huán)路I的標(biāo)記一一對(duì)應(yīng)。
[0031]參照圖1和圖2，上述結(jié)構(gòu)和工作過程同樣適用于虹吸環(huán)路2的相應(yīng)管線和設(shè)備。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0033]1.本實(shí)用新型在安全殼外設(shè)計(jì)了包殼，包殼和安全殼之間構(gòu)成冷卻腔室，通過冷卻腔室的設(shè)置，以海水作為冷卻水，以大氣為最終熱阱，利用虹吸現(xiàn)象將海水引入冷卻腔室對(duì)安全殼進(jìn)行冷卻，保證安全殼不超壓，維持安全殼的完整性，具有簡單和可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0034]2.在海水和冷卻腔室之間設(shè)置了虹吸管道并通過抽真空裝置驅(qū)動(dòng)海水流入虹吸管，可避免在海平面液位以下開孔引起海水泄漏。
[0035]3.設(shè)置了冷卻水集管和圍繞安全殼周向布置的冷卻水注水管，通過冷卻水集管分配到周向布置的冷卻水注水管中，使得冷卻水流到安全殼表面并使安全殼保持的一定的淹沒深度。
[0036]基于冗余性考慮，設(shè)置了兩個(gè)虹吸環(huán)路，用于保證系統(tǒng)的可用性。
[0037]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的系統(tǒng)而言，由于與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。
[0038]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本實(shí)用新型的范圍。
[0039]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)包括安全殼、設(shè)置于所述安全殼外部的包殼，以及在所述包殼和所述安全殼之間構(gòu)成的冷卻腔室，所述冷卻系統(tǒng)利用虹吸現(xiàn)象將海水引入所述冷卻腔室對(duì)所述安全殼進(jìn)行冷卻； 其中，在所述冷卻腔室與大氣之間設(shè)置排汽管線； 所述冷卻腔室內(nèi)還設(shè)置有冷卻水集管、冷卻水注水管以及抽真空裝置； 當(dāng)發(fā)生事故且需要所述安全殼作為最終熱阱時(shí)，通過所述抽真空裝置中的真空噴射器驅(qū)動(dòng)海水流入虹吸管道并通過所述冷卻水集管分配到所述冷卻水注水管中，使得海水流到所述安全殼表面并使所述安全殼保持淹沒深度，通過換熱使海水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麕ё咚霭踩珰ぶ械臒崃?，最終通過所述排汽管線將熱量排向大氣； 其中，所述冷卻水集管設(shè)置在所述真空噴射器出口處，并且，所述冷卻水注水管圍繞所述安全殼周向布置，以使得海水流到所述安全殼表面并使所述安全殼保持淹沒深度； 其中，所述排汽管線設(shè)置在所述冷卻腔室的頂部； 其中，所述冷卻系統(tǒng)還包括疏水管線和疏水栗，其設(shè)置在所述冷卻腔室底部，用于當(dāng)無需安全殼冷卻系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)排出冷卻腔室中的海水； 其中，所述抽真空裝置還包括高壓氣瓶作為驅(qū)動(dòng)氣體。2.如權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)還包括:虹吸破壞閥門，其設(shè)置在與所述虹吸管道相連的虹吸破壞管線上;驅(qū)動(dòng)氣體隔離閥，其設(shè)置在與所述高壓氣瓶相連的驅(qū)動(dòng)氣體管線上；以及疏水管線隔離閥，其設(shè)置在所述疏水管線上。3.如權(quán)利要求2所述的浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述疏水管線包括疏水進(jìn)口管線和疏水出口管線，所述疏水進(jìn)口管線、所述疏水管線隔離閥、所述疏水栗和所述疏水出口管線依次連接。4.如權(quán)利要求2所述的浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓氣瓶、驅(qū)動(dòng)氣體止回閥、所述驅(qū)動(dòng)氣體隔離閥、所述驅(qū)動(dòng)氣體管線與所述真空噴射器依次連接。5.如權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，在所述虹吸管道入口處設(shè)置濾網(wǎng)。6.如權(quán)利要求1-5中任一權(quán)利要求所述的浮動(dòng)核電站的安全殼冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)包括至少兩個(gè)虹吸環(huán)路。
【文檔編號(hào)】G21C15/18GK205582506SQ201620005991
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年1月4日
【發(fā)明人】武心壯, 夏栓, 邱健, 施偉, 劉春麗, 王建平, 黃秀杰
【申請人】上海核工程研究設(shè)計(jì)院