一種能動結合非能動的安全殼冷卻系統的製作方法與工藝
2023-10-19 02:11:57 2
本發明屬於核電廠安全殼冷卻系統設計，具體涉及一種能動結合非能動的安全殼冷卻系統。
背景技術：
AP1000是美國西屋公司研發的第三代核電系統，其非能動安全殼冷卻系統(PCS)用於事故情況下安全殼的降壓和反應堆餘熱導出，是核電廠的核心安全系統之一。AP1000-PCS具有非能動特性，它利用冷卻水的重力下洩噴淋及安全殼附近流場的熱壓通風效應實現熱量導出，具有較高的可靠性。但與所有的非能動系統類似，PCS的系統容量有限，即：冷卻功率較低，這一方面限制了電廠總體參數的提升，另一方面也使PCS系統在應對超設計基準事故時顯得力不從心。第三代核電系統多具有非能動安全殼熱量導出系統(PCCS),如：AP600&1000-PCS、ABWRII-PCCS、AHWR-PCCS、ESBWR-PCCS、SWR1000-PCCS、WWER640-PCCS及WWER1000-PCCS等。這些系統或者採用非能動方案，或者採用傳統的能動方案，尚無能動結合非能動的案例。上述各非能動安全殼熱量導出系統所涉及的專利包括：1991年美國西屋公司申請的PASSIVECONTAINMENTCOOLINGSYSTEM(US5049353)；1962年題為SAFETYEQUIPMENTFORNUCLEARPOWER-REACTORPLANTS(US31684454)的美國專利；1994年GE公司申請的PASSIVECONTAINMENTCOOLINGSYSTEM(US5282230)；1994年GE公司申請的PRESSURESUPPRESSIONCONTAINMENTSYSTEM(US5295168)；1996年GE公司申請的WATERINVENTORYMANAGEMENTINCONDENSERPOOLOFBOLINGWATERREACTOR (US5499278)；2000年GE公司申請的MODIFIEDPASSIVECONTAINMENTCOOLINGSYSTEMFORNUCLEARREACTOR(US6069930)等。
技術實現要素：
本發明的目的在於針對現有技術的缺陷，提供一種能動結合非能動的安全殼冷卻系統，以期使系統在具有非能動高可靠性優勢的同時，具備能動系統接入靈活、操作性強及熱導出功率較大的特性。本發明的技術方案如下：一種能動結合非能動的安全殼冷卻系統，包括設置在屏蔽廠房內的鋼製安全殼，屏蔽廠房的進氣口內側設有空氣折流板，在屏蔽廠房上部設有置頂水箱，設置於鋼製安全殼上方的安全殼噴淋管與置頂水箱連接，其中，所述的屏蔽廠房上部結構圍成煙囪空間，該煙囪空間呈上大下小的漏鬥狀，煙囪空間上部為豎直內壁，下部為傾斜內壁；煙囪空間傾斜內壁的下沿處設有用於向煙囪空間進行強制通風的環形送風窄縫，所述環形送風窄縫從送風口向內流道逐漸變寬，直至與送風緩衝空間相連，送風緩衝空間與若干根分布於其周向的送風支管連接。進一步，如上所述的能動結合非能動的安全殼冷卻系統，其中，所述的若干根送風支管的一根或多根與屏蔽廠房外的送風總管相連，送風總管連接風機。進一步，如上所述的能動結合非能動的安全殼冷卻系統，其中，所述的煙囪空間豎直內壁的豎直高度佔煙囪空間總豎直高度的比例小於三分之一。進一步，如上所述的能動結合非能動的安全殼冷卻系統，其中，所述的 煙囪空間傾斜內壁與豎直方向的夾角α為5°-20°。進一步，如上所述的能動結合非能動的安全殼冷卻系統，其中，所述的環形送風窄縫的寬度為1-20毫米，環形送風窄縫的迎風方向與豎直方向的夾角β為5°-45°。進一步，如上所述的能動結合非能動的安全殼冷卻系統，其中，所述的送風緩衝空間整體呈環狀，與所述環形送風窄縫同軸設置，位於所述煙囪空間的外圍。進一步，如上所述的能動結合非能動的安全殼冷卻系統，其中，所述的送風支管包括水平送風支管和豎直送風支管。進一步，如上所述的能動結合非能動的安全殼冷卻系統，其中，所述的環形送風窄縫、送風緩衝空間、送風支管及送風總管構成的送風通道的內壁面具有耐壓且防水的敷面或塗層，可充當應急給水通道。本發明的有益效果如下：(1)本發明涉及的系統可以以能動、非能動或混合方式運行，接入靈活、操作性強，在事故後，可保證更好的可用性；(2)本發明方案採用了空氣噴射倍增技術，不會引入風扇等其它設備，對於自然通風通道將不形成任何附加的阻礙，可保證原自然通風通道的暢通，從而可以在最大程度上保持系統非能動運行模式的效率，使系統非能動性能最大化；(3)系統送風通道同時可作為噴淋給水通道，使系統增加了能動噴淋的運行模式，具有更好的可用性。附圖說明圖1為能動結合非能動的安全殼冷卻系統結構示意圖(剖面)；圖2環形送風窄縫局部結構示意圖；圖3送風總管示意圖；圖4送風支管示意圖。圖中，1.屏蔽廠房，2.鋼製安全殼，3.空氣折流板，4.置頂水箱，5.安全殼噴淋管，6.屏蔽廠房進氣口，7.煙囪空間，8.上升通道，9.下降通道，10.煙囪空間傾斜內壁，11.水平送風支管，12.豎直送風支管，14.水箱內水體，15.送風緩衝空間，16.送風連接管，17.送風總管，18.環形送風窄縫，19.煙囪空間豎直內壁。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。如圖1所示，本發明提供的一種能動結合非能動的安全殼冷卻系統，具有屏蔽廠房1、鋼製安全殼2、空氣折流板3、置頂水箱4、安全殼噴淋管5、屏蔽廠房進氣口6。鋼製安全殼2設置在屏蔽廠房1內，屏蔽廠房進氣口6內側設置空氣折流板3，空氣折流板沿豎直方向設置，將氣流的流動空間分為上升通道8和下降通道9。在屏蔽廠房1上部設有置頂水箱4，置頂水箱呈環狀布置，內裝水體14，設置於鋼製安全殼2上方的安全殼噴淋管5與置頂水箱4連接。以上結構為現有核電站安全殼冷卻系統的公知結構。在上述結構的基礎上，本發明所提供的安全殼冷卻系統的屏蔽廠房1上部結構圍成煙囪空間7，該煙囪空間7呈上大下小的漏鬥狀，煙囪空間上部為豎直內壁19，下部為傾斜內壁10，煙囪空間傾斜內壁10向外傾斜，與豎直方向的夾角α為5°-20°，本實施例中，α選取15°。煙囪空間傾斜內壁10的豎直高度佔煙囪空間總豎直高度的比例大於三分之二，煙囪空間豎直內壁19的豎直 高度佔煙囪空間7總豎直高度的比例小於三分之一。如圖2所示，煙囪空間傾斜內壁10的下沿處設有用於向煙囪空間7進行強制通風的環形送風窄縫18，環形送風窄縫18的寬度可以為1-20毫米，本實施例中選取為3毫米寬度，環形送風窄縫迎風方向與豎直方向夾角β為5°-45°，本實施例中，β選取30°。如圖2所示，環形送風窄縫18從送風口向內流道逐漸變寬，直至與送風緩衝空間15相連,送風緩衝空間15整體呈環狀，與環形送風窄縫18同軸設置，位於煙囪空間的外圍。如圖3、圖4所示，送風緩衝空間15與多根分布於其周向上的送風支管相連，送風支管中的一根或多根與屏蔽廠房1以外的送風總管17相連，以獲得風機送風。送風支管包括水平送風支管11和豎直送風支管12，豎直送風支管12上部連接水平送風支管11，下部與送風緩衝空間15連接。環形送風窄縫18、送風緩衝空間15、送風支管11、12及送風總管17構成送風通道，送風通道內壁面具有耐壓且防水的金屬或非金屬敷面或塗層，可充當應急給水通道。本發明涉及的能動結合非能動的安全殼冷卻系統主要有三種工作方式：備用狀態、送風工況及補水工況。備用狀態要求系統送風通道通暢，一旦移動式應急通風系統接入，系統可立即裝入送風工況；送風工況時，系統與移動式應急通風系統連接，可為非能動安全殼冷卻系統提供額外的強制通風；補水工況下，系統與移動式應急水源連接，可為安全殼提供噴淋冷卻。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其同等技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。