一種安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，安全殼內(nèi)產(chǎn)生蒸汽引發(fā)安全殼內(nèi)壓力上升，觸發(fā)控制閥啟動(dòng)非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，蒸汽經(jīng)由蒸汽進(jìn)氣管進(jìn)入凝汽式低壓汽輪機(jī)并驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子做功，降溫降壓后的乏氣流經(jīng)由風(fēng)冷凝汽器發(fā)生冷凝，泠凝水通過冷凝水回流管流回安全殼。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)。實(shí)施本發(fā)明專利技術(shù)的安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，完全非能動(dòng)設(shè)計(jì)，無需額外冷源，不依賴外部動(dòng)力，有效提高安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性；結(jié)構(gòu)合理，對(duì)安全殼及燃料廠房現(xiàn)有結(jié)構(gòu)影響較小。

Safety shell and passive cooling system of fuel plant

The invention discloses a passive containment cooling system, containment steam pressure caused the containment rise, triggering control valve start passive cooling system, steam via the steam inlet pipe into the condenser and low pressure turbine and steam turbine rotor driven by wind power, cooling through the condenser after condensation of exhaust gas pressure the cold condensate water through the condensed water return pipe to containment. The invention also discloses a passive cooling system of a fuel factory building. Safety shell and fuel plant the passive cooling system, completely passive design, no additional cooling source, do not rely on external power, effectively improve the safety and economy of containment and fuel plant passive cooling system; reasonable structure, less impact on the existing structure of safety shell and fuel plant.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及核電領(lǐng)域，尤其涉及一種安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有技術(shù)中，安全殼及燃料廠房的冷卻結(jié)構(gòu)主要存在以下方式：1、乏燃料水池設(shè)置由泵驅(qū)動(dòng)的冷卻管線對(duì)熱量進(jìn)行移除，并設(shè)有應(yīng)急補(bǔ)水管線。該方式存在的技術(shù)問題是：依靠外部穩(wěn)定有效的電源及水源，在核電廠發(fā)生極端損傷事故時(shí)很難保證可用；2、在乏燃料廠房頂部設(shè)置水池，依靠高度差進(jìn)行非能動(dòng)應(yīng)急補(bǔ)水的結(jié)構(gòu)。該方式存在的技術(shù)問題是：對(duì)乏燃料廠房現(xiàn)有結(jié)構(gòu)改動(dòng)很大，且引入了（地震等導(dǎo)致的）頂部水池傾覆的風(fēng)險(xiǎn)；3、回路熱管針對(duì)乏燃料水池中池水進(jìn)行冷卻，在乏燃料廠房內(nèi)外各設(shè)置一段換熱段，組成閉式回路將熱量導(dǎo)出至外界。該方式存在的技術(shù)問題是：蒸發(fā)段置于乏燃料水池內(nèi)，加入乏燃料水池發(fā)生泄漏失水，蒸發(fā)段不能淹沒的情況下冷卻效果顯著降低。4、在乏燃料廠房內(nèi)部或外部設(shè)置一段換熱管段，廠房內(nèi)部高溫氣體或外部冷卻氣體從管內(nèi)流過將熱量導(dǎo)出至外界。該方式存在的技術(shù)問題是：冷卻效率相對(duì)較低，需增大換熱器表面積及體積，增加實(shí)施難度及成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，完全非能動(dòng)設(shè)計(jì)，無需額外冷源，不依賴外部動(dòng)力，有效提高安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性；結(jié)構(gòu)合理，對(duì)安全殼及燃料廠房現(xiàn)有結(jié)構(gòu)影響較小。為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的實(shí)施例提供了一種安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，包括：設(shè)置在安全殼頂部的用以建立和維持安全殼蒸汽循環(huán)路徑，將乏燃料衰變熱經(jīng)由沸騰及冷凝過程導(dǎo)出至外界大氣的凝汽式低壓汽輪機(jī)，凝汽式低壓汽輪機(jī)通過蒸汽進(jìn)氣管與安全殼連通，凝汽式低壓汽輪機(jī)至少包括汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和風(fēng)冷凝汽器；冷凝水回流管，冷凝水回流管分別將凝汽式低壓汽輪機(jī)和安全殼相連；以及設(shè)置在蒸汽進(jìn)氣管上的用以控制安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)的控制閥，其中：安全殼內(nèi)產(chǎn)生蒸汽引發(fā)安全殼內(nèi)壓力上升，觸發(fā)控制閥啟動(dòng)非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，蒸汽經(jīng)由蒸汽進(jìn)氣管進(jìn)入凝汽式低壓汽輪機(jī)并驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子做功，降溫降壓后的乏氣流經(jīng)由風(fēng)冷凝汽器發(fā)生冷凝，泠凝水通過冷凝水回流管流回安全殼。其中，凝汽式低壓汽輪機(jī)還包括：連接在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的傳動(dòng)裝置；與傳動(dòng)裝置相連的用以提高進(jìn)氣壓力及蒸汽流動(dòng)速率的軸流風(fēng)機(jī)；以及設(shè)置在風(fēng)冷凝汽器底部的冷凝水收集箱，冷凝水收集箱與冷凝水回流管連接。其中，凝汽式低壓汽輪機(jī)還包括：冷卻進(jìn)風(fēng)道和冷卻出風(fēng)道，冷卻進(jìn)風(fēng)道設(shè)置在風(fēng)冷凝汽器一側(cè)的底部，冷卻出風(fēng)道設(shè)置在風(fēng)冷凝汽器一側(cè)的頂部，用以增大凝氣管內(nèi)氣體流動(dòng)速率。其中，軸流風(fēng)機(jī)設(shè)為多臺(tái)，蒸汽進(jìn)氣管、冷卻進(jìn)風(fēng)道以及冷卻出風(fēng)道中分別設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)。其中，風(fēng)冷凝汽器的凝汽管的外壁面設(shè)有翅片，凝汽管的中部設(shè)有用以供冷卻空氣流過的通道。其中，控制閥的閥瓣開啟程度由微壓差進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，閥瓣的全啟面積大于蒸汽進(jìn)氣管的管道流通面積的80%。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)還提供了另一種技術(shù)方案，一種燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，包括：設(shè)置在燃料廠房頂部的用以建立和維持燃料廠房蒸汽循環(huán)路徑，將乏燃料衰變熱經(jīng)由沸騰及冷凝過程導(dǎo)出至外界大氣的凝汽式低壓汽輪機(jī)，凝汽式低壓汽輪機(jī)通過蒸汽進(jìn)氣管與燃料廠房連通，凝汽式低壓汽輪機(jī)至少包括汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和風(fēng)冷凝汽器；冷凝水回流管，冷凝水回流管分別將凝汽式低壓汽輪機(jī)和乏燃料水池相連；以及設(shè)置在冷凝水回流管上的用以控制燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)的控制閥，其中：乏燃料水池內(nèi)產(chǎn)生蒸汽引發(fā)乏燃料水池水位降低，觸發(fā)控制閥啟動(dòng)非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，凝汽式低壓汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子做功，降溫降壓后的乏氣流經(jīng)由風(fēng)冷凝汽器發(fā)生冷凝，泠凝水通過冷凝水回流管流回乏燃料水池，以維持乏燃料水池處于淹沒水位。其中，凝汽式低壓汽輪機(jī)還包括：連接在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的傳動(dòng)裝置；與傳動(dòng)裝置相連的用以提高進(jìn)氣壓力及蒸汽流動(dòng)速率的軸流風(fēng)機(jī)；以及設(shè)置在風(fēng)冷凝汽器底部的冷凝水收集箱，冷凝水收集箱與冷凝水回流管連接；以及冷卻進(jìn)風(fēng)道和冷卻出風(fēng)道，冷卻進(jìn)風(fēng)道設(shè)置在風(fēng)冷凝汽器一側(cè)的底部，冷卻出風(fēng)道設(shè)置在風(fēng)冷凝汽器一側(cè)的頂部，用以增大凝氣管內(nèi)氣體流動(dòng)速率；其中：軸流風(fēng)機(jī)設(shè)為多臺(tái)，蒸汽進(jìn)氣管、冷卻進(jìn)風(fēng)道以及冷卻出風(fēng)道中分別設(shè)有軸流風(fēng)機(jī)。其中，控制閥為浮球閥，浮球閥在燃料水池內(nèi)的水位低于設(shè)計(jì)水位時(shí)開啟，在達(dá)到設(shè)計(jì)水位時(shí)關(guān)閉。其中，冷凝水回流管中預(yù)裝滿含硼水；冷凝水回流管的出口高于乏燃料水池的正常水位。本專利技術(shù)所提供的安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，具有如下有益效果：第一、安全殼/乏燃料水池內(nèi)產(chǎn)生蒸汽引發(fā)安全殼/燃料廠房內(nèi)壓力上升，觸發(fā)控制閥啟動(dòng)非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，蒸汽經(jīng)由蒸汽進(jìn)氣管進(jìn)入凝汽式低壓汽輪機(jī)并驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子做功，降溫降壓后的乏氣流經(jīng)由風(fēng)冷凝汽器發(fā)生冷凝，泠凝水通過冷凝水回流管流回安全殼/乏燃料水池，完全非能動(dòng)設(shè)計(jì)，無需額外冷源，不依賴外部動(dòng)力，有效提高安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。第二、凝汽式低壓汽輪機(jī)能夠集中利用安全殼及燃料廠房事故后所產(chǎn)生蒸汽輸出軸功，通過傳動(dòng)裝置直接利用汽輪機(jī)輸出軸功提高管內(nèi)蒸汽和冷卻空氣流動(dòng)速率，強(qiáng)化換熱效果；翅片式風(fēng)冷凝汽盤管，能夠利用外界空氣對(duì)蒸汽進(jìn)行冷凝，無需額外冷源。第三，結(jié)構(gòu)合理，對(duì)于燃料廠房，乏燃料水池不增加任何設(shè)施，不干擾乏燃料組件貯存；安全殼或燃料廠房發(fā)生冷卻喪失事故后系統(tǒng)才投入啟動(dòng)，不干擾正常運(yùn)行，對(duì)安全殼及燃料廠房現(xiàn)有結(jié)構(gòu)影響較小。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術(shù)實(shí)施例安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)實(shí)施例安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的凝汽式低壓汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本專利技術(shù)實(shí)施例安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的風(fēng)冷凝汽器的凝汽管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。結(jié)合參見圖1-圖3，為本專利技術(shù)安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)的實(shí)施例一。本實(shí)施例中的安全殼及燃料廠房非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，包括：設(shè)置在安全殼1頂部的用以建立和維持安全殼蒸汽循環(huán)路徑，將乏燃料衰變熱經(jīng)由沸騰及冷凝過程導(dǎo)出至外界大氣的凝汽式低壓汽輪機(jī)2，凝汽式低壓汽輪機(jī)2通過蒸汽進(jìn)氣管3與安全殼1連通，凝汽式低壓汽輪機(jī)2至少包括汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子21和風(fēng)冷凝汽器22；冷凝水回流管4，冷凝水回流管4分別將凝汽式低壓汽輪機(jī)2和安全殼1相連；以及設(shè)置在蒸汽進(jìn)氣管3上的用以控制安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)的控制閥5，其中：安全殼1內(nèi)產(chǎn)生蒸汽引發(fā)安全殼1內(nèi)壓力上升，觸發(fā)控制閥5啟動(dòng)非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，蒸汽經(jīng)由蒸汽進(jìn)氣管3進(jìn)入凝汽式低壓汽輪機(jī)2并驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子21做功，降溫降壓后的乏氣流經(jīng)由風(fēng)冷凝汽器22發(fā)生冷凝，泠凝水通過冷凝水回流管流4回安全殼1。具體實(shí)施時(shí)，安全殼1為相對(duì)密閉的中空容器，本實(shí)施例中其設(shè)為中空圓柱狀，其它實(shí)施方式中可以根據(jù)實(shí)際需要改變形狀。安全殼1的頂本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括：設(shè)置在安全殼頂部的用以建立和維持安全殼蒸汽循環(huán)路徑，將乏燃料衰變熱經(jīng)由沸騰及冷凝過程導(dǎo)出至外界大氣的凝汽式低壓汽輪機(jī)，所述凝汽式低壓汽輪機(jī)通過蒸汽進(jìn)氣管與所述安全殼連通，所述凝汽式低壓汽輪機(jī)至少包括汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和風(fēng)冷凝汽器；冷凝水回流管，所述冷凝水回流管分別將所述凝汽式低壓汽輪機(jī)和所述安全殼相連；以及設(shè)置在所述蒸汽進(jìn)氣管上的用以控制安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)的控制閥，其中：安全殼內(nèi)產(chǎn)生蒸汽引發(fā)安全殼內(nèi)壓力上升，觸發(fā)所述控制閥啟動(dòng)非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，蒸汽經(jīng)由所述蒸汽進(jìn)氣管進(jìn)入所述凝汽式低壓汽輪機(jī)并驅(qū)動(dòng)所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子做功，降溫降壓后的乏氣流經(jīng)由所述風(fēng)冷凝汽器發(fā)生冷凝，泠凝水通過所述冷凝水回流管流回安全殼。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括：設(shè)置在安全殼頂部的用以建立和維持安全殼蒸汽循環(huán)路徑，將乏燃料衰變熱經(jīng)由沸騰及冷凝過程導(dǎo)出至外界大氣的凝汽式低壓汽輪機(jī)，所述凝汽式低壓汽輪機(jī)通過蒸汽進(jìn)氣管與所述安全殼連通，所述凝汽式低壓汽輪機(jī)至少包括汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和風(fēng)冷凝汽器；冷凝水回流管，所述冷凝水回流管分別將所述凝汽式低壓汽輪機(jī)和所述安全殼相連；以及設(shè)置在所述蒸汽進(jìn)氣管上的用以控制安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)啟動(dòng)的控制閥，其中：安全殼內(nèi)產(chǎn)生蒸汽引發(fā)安全殼內(nèi)壓力上升，觸發(fā)所述控制閥啟動(dòng)非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，蒸汽經(jīng)由所述蒸汽進(jìn)氣管進(jìn)入所述凝汽式低壓汽輪機(jī)并驅(qū)動(dòng)所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子做功，降溫降壓后的乏氣流經(jīng)由所述風(fēng)冷凝汽器發(fā)生冷凝，泠凝水通過所述冷凝水回流管流回安全殼。2.如權(quán)利要求1所述的安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述凝汽式低壓汽輪機(jī)還包括：連接在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的傳動(dòng)裝置；與所述傳動(dòng)裝置相連的用以提高進(jìn)氣壓力及蒸汽流動(dòng)速率的軸流風(fēng)機(jī)；以及設(shè)置在所述風(fēng)冷凝汽器底部的冷凝水收集箱，所述冷凝水收集箱與所述冷凝水回流管連接。3.如權(quán)利要求2所述的安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述凝汽式低壓汽輪機(jī)還包括：冷卻進(jìn)風(fēng)道和冷卻出風(fēng)道，所述冷卻進(jìn)風(fēng)道設(shè)置在所述風(fēng)冷凝汽器一側(cè)的底部，所述冷卻出風(fēng)道設(shè)置在所述風(fēng)冷凝汽器一側(cè)的頂部，用以增大凝氣管內(nèi)氣體流動(dòng)速率。4.如權(quán)利要求3所述的安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述軸流風(fēng)機(jī)設(shè)為多臺(tái)，所述蒸汽進(jìn)氣管、所述冷卻進(jìn)風(fēng)道以及所述冷卻出風(fēng)道中分別設(shè)有所述軸流風(fēng)機(jī)。5.如權(quán)利要求1所述的安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)冷凝汽器的凝汽管的外壁面設(shè)有翅片，所述凝汽管的中部設(shè)有用以供冷卻空氣流過的通道。6.如權(quán)利要求1所述的安全殼非能動(dòng)冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥的閥瓣開啟程度由微壓差進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，閥...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陸雨洲，贠相羽，展德奎，肖航，張會(huì)勇，費(fèi)瑞銀，張世順，
申請(專利權(quán))人：中廣核研究院有限公司，嶺東核電有限公司，中國廣核集團(tuán)有限公司，中國廣核電力股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44