核電站加速餘熱排出系統的製作方法
2023-09-23 20:26:20
本實用新型屬於核電技術領域，更具體地說，本實用新型涉及一種核電站加速餘熱排出系統。
背景技術：
在核電站換料停堆階段，餘熱排出系統將一迴路冷卻劑的熱量通過設備冷卻水系統和廠用水系統導出到熱阱--大海(或大氣)。在餘熱排出的後期階段，由於一迴路冷卻劑與熱阱的溫度差越來越小，熱量導出速率非常小，冷卻速率非常緩慢，甚至無法達到要求的停堆換料溫度，嚴重影響了停堆的進程。
請參閱圖1所示，現有核電站餘熱排出系統包括：餘熱排出系統換熱器10、設備冷卻水系統換熱器14、設備冷卻水系統泵12、設備冷卻水系統的其他用戶的換熱器16連接形成的閉合迴路，以及餘熱排出系統泵18和膨脹箱20，其中，餘熱排出系統泵18出口與餘熱排出系統換熱器10熱側入口連接，膨脹箱20位於設備冷卻水系統泵12入口管線上。
餘熱排出過程如下：餘熱排出系統泵18從餘排系統抽吸一迴路冷卻劑，經餘熱排出系統換熱器10換熱後，將熱量傳遞給設備冷卻水，設備冷卻水將熱量通過設備冷卻水系統換熱器14傳遞給廠用水系統，廠用水將熱量導入熱阱--大海(或大氣)。
但是，圖1所示的核電站餘熱排出系統存在以下缺點：在停堆後期，由於餘排系統中一迴路冷卻劑與熱阱的溫度差越來越小，冷卻速率非常緩慢，影響停堆的進程。僅依靠增加換熱器容量難以達到提高輸熱速率的目的。
有鑑於此，確有必要提供一種加速降溫、不受制於熱阱溫度的具有普適性的核電站加速餘熱排出系統。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於：克服現有技術的不足，提供一種可加速降溫、不受制於熱阱溫度的核電站加速餘熱排出系統。
為了實現上述發明目的，本實用新型提供了一種核電站加速餘熱排出系統，其包括餘熱排出系統換熱器、設備冷卻水系統泵、設備冷卻水系統換熱器、設備冷卻水系統的其他用戶的換熱器和設備冷卻水系統泵入口管線上的膨脹箱連接形成的迴路，以及連接在餘熱排出系統換熱器熱側入口的餘熱排出系統泵及其餘排系統，其中，餘熱排出系統換熱器與設備冷卻水系統換熱器之間設有再冷換熱系統。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，所述再冷換熱系統包括再冷換熱器、冷凍水泵和風冷冷水機組，所述冷凍水泵入口與再冷換熱器的冷側出口連接，出口與風冷冷水機組連接，所述風冷冷水機組與再冷換熱器的冷側入口連接。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，所述冷凍水泵入口管線上設有用於穩定系統壓力的膨脹箱。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，所述膨脹箱採用氣體加壓。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，所述再冷換熱器兩側分別設有第一隔離閥和第二隔離閥、第三隔離閥和第四隔離閥。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，與所述再冷換熱器並聯設置有第五隔離閥。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，所述第五隔離閥的兩端分別連接第一隔離閥和第二隔離閥之間的管線、第三隔離閥和第四隔離閥之間的管線。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，所述系統包括常規餘熱排出運行模式和加速餘熱排出運行模式兩種運行模式，在常規餘熱排出運行模式下，第二隔離閥和第三隔離閥關閉，第一隔離閥、第四隔離閥和第五隔離閥保持全開，旁通再冷換熱系統；在加速餘熱排出運行模式下，第五隔離閥關閉，第一隔離閥、第二隔離閥、第三隔離閥、第四隔離閥全開。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，所述加速餘熱排出運行模式中，再冷換熱器將熱負荷傳輸給冷側流體，流體經過冷凍水泵送入風冷冷水機組，將熱量導入熱阱大氣，從風冷冷水機組出來的冷凍水，再次進入再冷換熱器，實現冷凍水的閉式循環。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，所述兩種運行模式的切換是以熱阱的溫度作為條件，隔離閥均為手動控制，手動操作投運與退出。
作為本實用新型核電站加速餘熱排出系統的一種改進，所述再冷換熱器、冷凍水泵和風冷冷水機組均採用手動操作進行投運與退出。
相對於現有技術，本實用新型核電站加速餘熱排出系統具有以下優點：
1)在電廠停堆期間，根據熱阱溫度，設置系統運行模式；2)通過利用或調整現有風冷冷水機組，增加小容量的再冷換熱器，即可實現加速餘熱排出的目的，加快停堆進程，提高電廠經濟效益；3)通過加速冷卻，根據需要安排停堆進程，操作靈活，解決了因降溫速率慢而影響停堆換料工作的問題。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式，對本實用新型核電站加速餘熱排出系統及其有益效果進行詳細說明。
圖1為現有核電站餘熱排出系統的示意圖。
圖2為本實用新型核電站餘熱排出系統的示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案和有益技術效果更加清晰，以下結合附圖和具體實施方式，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本實用新型，並不是為了限定本實用新型。
請參閱圖2所示，本實用新型核電站加速餘熱排出系統包括：餘熱排出系統換熱器10、設備冷卻水系統泵12、設備冷卻水系統換熱器14、設備冷卻水系統的其他用戶的換熱器16和設備冷卻水系統泵12入口管線上的膨脹箱20連接形成的迴路，以及連接在餘熱排出系統換熱器10熱側入口的餘熱排出系統泵18及其餘排系統，其中，餘熱排出系統換熱器10和設備冷卻水系統換熱器14之間設有再冷換熱系統30。
再冷換熱系統30包括再冷換熱器302、冷凍水泵304、風冷冷水機組306以及膨脹箱308。冷凍水泵304入口管線與再冷換熱器302冷側出口連接，冷凍水泵304出口通過管線與風冷冷水機組306入口連接，風冷冷水機組306出口與再冷換熱器302冷側入口連接，再冷換熱器302、冷凍水泵304和風冷冷水機組306通過管路連接形成閉合迴路，實現冷凍水的閉式循環。膨脹箱308位於冷凍水泵304入口附近管線上，當高位布置困難時，膨脹箱308採用氣體加壓。在圖2所示實施方式中，為了節約成本和安裝空間，風冷冷水機組306為現有工藝中暖通系統的風冷冷水機系統，在停堆後期，暖通系統的熱負荷降低，利用暖通系統風冷冷水機組306可以實現再冷換熱系統30將熱量傳輸到熱阱--大氣，也可在系統中額外增加新的風冷冷水機系統或冷卻器來實現熱量的傳遞。
再冷換熱器302兩側均設置有兩個隔離閥，分別為第一隔離閥V1和第二隔離閥V2、第三隔離閥V3和第四隔離閥V4。第五隔離閥V5與再冷換熱器302旁通設置，其兩端分別連接第一隔離閥V1和第二隔離閥V2之間的管線、第三隔離閥V3和第四隔離閥V4之間的管線，以有效將系統分成兩種運行模式。第一隔離閥V1和第二隔離閥V2位於連接設備冷卻水系統換熱器14管線的一側，在操作過程中可實現再冷換熱系統30的隔離。
本實用新型核電站加速餘熱排出系統其通過熱阱溫度來設置加速餘熱排出運行模式和常規餘熱排出運行模式，具體描述如下：
當熱阱溫度較低或不需要加速餘熱排出時，採用常規餘熱排出運行模式：此時，關閉第二隔離閥V2和第三隔離閥V3，第一隔離閥V1、第四隔離閥V4和第五隔離閥V5保持全開，旁通再冷換熱系統30，系統運行方式相當於圖1所示的運行方式。一迴路中的冷卻劑經餘熱排出系統泵18送入餘熱排出系統換熱器10換熱後，將熱量傳遞給設備冷卻水，設備冷卻水與其他系統經過設備冷卻水系統的其他用戶的換熱器16換熱後的回水混合，通過設備冷卻水系統泵12將設備冷卻水傳輸到設備冷卻水系統換熱器14，將熱量傳遞給廠用水系統，最終將熱量導入大海或大氣。
當熱阱溫度較高，需要加速餘熱排出時，採用加速餘熱排出運行模式：此時，關閉第五隔離閥V5，第一隔離閥V1、第二隔離閥V2、第三隔離閥V3、第四隔離閥V4全開，依次啟動冷凍水泵304，投用風冷冷水機組306，從設備冷卻水系統換熱器14出來的設備冷卻水，首先進入再冷換熱器302，對設備冷卻水進行再冷卻後，進入餘熱排出系統換熱器10，將一迴路熱負荷傳遞到設備冷卻水，然後設備冷卻水與其他系統經過設備冷卻水系統的其他用戶的換熱器16換熱後的回水混合，通過設備冷卻水系統泵12送回設備冷卻水系統換熱器14，實現設備冷卻水的閉式循環，並通過設備冷卻水系統泵12入口管線上設置的膨脹箱來穩定壓力，設備冷卻水系統換熱器14的熱負荷通過廠用水系統，傳輸到熱阱--大海或大氣。
再冷換熱器302的熱負荷傳輸到冷側流體，流體經過冷凍水泵304送入風冷冷水機組306，經過風冷冷水機組306冷卻後將熱量導入熱阱--大氣，從風冷冷水機組306出來的冷凍水，再次進入再冷換熱器302，實現冷凍水的閉式循環，並通過冷凍水泵304入口管線上設置的膨脹箱穩定系統壓力。
以上通過熱阱溫度來設置加速餘熱排出運行模式和常規餘熱排出運行模式的隔離閥以及再冷換熱器302、冷凍水泵304和風冷冷水機組306均採用手動投運和退出，以實現系統在兩種運行模式下的自由切換。
通過以上對本實用新型的描述可知，相對於現有技術，本實用新型核電站加速餘熱排出系統具有以下優點：
1)在電廠停堆期間，可根據熱阱溫度，設置系統運行模式；2)通過利用或調整現有風冷冷水機組，增加小容量的再冷換熱器，即可實現加速餘熱排出的目的，加快停堆進程，提高電廠經濟效益；3)通過加速冷卻，根據需要安排停堆進程，操作靈活，解決了因降溫速率慢而影響停堆換料工作的問題。
根據上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本實用新型並不局限於上面揭示和描述的具體實施方式，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護範圍內。此外，儘管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，並不對本實用新型構成任何限制。