[發(fā)明專利]非能動安全殼冷卻系統(tǒng)蒸汽排放裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310421286.6
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103474109A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫中寧;高力;谷海峰;丁銘;范廣銘
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G21C15/18
• 分類號: G21C15/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種蒸汽排放裝置，具體地說是核反應(yīng)堆的蒸汽排放裝置。

背景技術(shù)

隨著社會的發(fā)展，核電作為一種可靠、清潔安全、經(jīng)濟(jì)的替代能源越來越受到人們的青睞。然而，核電事故造成的嚴(yán)重危害時刻令人擔(dān)憂。核電站安全殼是嚴(yán)重事故下防止放射性物質(zhì)釋放到環(huán)境中的最后一道屏障，在發(fā)生堆芯熔毀或冷卻劑管道大破口等嚴(yán)重事故時，高溫高壓的冷卻劑以及裂變產(chǎn)物大量釋放到安全殼內(nèi)，引起安全殼內(nèi)溫度和壓力驟增，最終可能會因超壓而破壞安全殼的完整性，造成放射性物質(zhì)的外泄。熱量導(dǎo)出系統(tǒng)可將反應(yīng)堆安全殼內(nèi)的熱量導(dǎo)出，降低安全殼內(nèi)的溫度和壓力，使安全殼內(nèi)壓力不超過其承載限值，確保安全殼的完整性，從而防止了放射性物質(zhì)釋放到環(huán)境。但是，現(xiàn)有的熱量導(dǎo)出系統(tǒng)由于需要電源的支持，在失去全部電源（廠外電源和應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)電源）的狀態(tài)下，這些熱量導(dǎo)出系統(tǒng)就會失效，降低了核電站的安全性。為了提高反應(yīng)堆的“固有安全性”，當(dāng)反應(yīng)堆出現(xiàn)異常工況時，達(dá)到不依靠人員操作或外部設(shè)備的強(qiáng)制性干預(yù)的目的，設(shè)計了非能動安全殼冷卻系統(tǒng)（PCS系統(tǒng)）。當(dāng)反應(yīng)堆正常運(yùn)行時，PCS系統(tǒng)處于備用狀態(tài)，系統(tǒng)與外界環(huán)境間能夠?qū)崿F(xiàn)有效的隔離，防止環(huán)境中的污染物影響冷卻水水質(zhì)，并且能夠吸收一定的壓力波動；當(dāng)反應(yīng)堆事故工況時，PCS系統(tǒng)投入運(yùn)行，該系統(tǒng)能夠自動、可靠開啟而不依賴于外部能源，保證系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽能順暢、穩(wěn)定、可靠地排放。因此，非能動安全殼冷卻系統(tǒng)（PCS系統(tǒng)）需要配套一個能滿足蒸汽非能動排放和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界長期隔離的隔離裝置?，F(xiàn)有的隔離裝置主要包括閥門和爆破膜，閥門可以有效地隔離系統(tǒng)與外界環(huán)境并且能夠排放蒸汽，但是依然需要人為操作，不滿足非能動排放的要求；爆破膜可以非能動的進(jìn)行蒸汽排放，但是當(dāng)爆破膜一旦打開，便不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界的長期隔離。另外，如果爆破膜的額定壓力設(shè)置過低，系統(tǒng)壓力受環(huán)境影響（太陽照射或者冷卻水蒸發(fā)）產(chǎn)生的微小變化便會使爆破膜打開；如果爆破膜的額定壓力設(shè)置過高，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到一定值時才會爆破，這樣蒸汽不能得到順利穩(wěn)定的排放。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能滿足蒸汽非能動排放和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界長期隔離、吸收壓力波動的非能動安全殼冷卻系統(tǒng)蒸汽排放裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明非能動安全殼冷卻系統(tǒng)蒸汽排放裝置，其特征是：包括冷卻水箱、水封槽、排氣管，排氣管包括依次連接的入口段彎管、排氣直管段、出口段彎管，冷卻水箱和水封槽側(cè)壁均開有排氣管孔，排氣直管段位于冷卻水箱的排氣管孔和水封槽的排氣管孔之間，入口段彎管伸入冷卻水箱的排氣管孔且開口向上，出口段彎管伸入水封槽的排氣管孔且開口向下，出口段彎管的端部開有出口孔，冷卻水箱和水封槽內(nèi)均存有水，入口段彎管的上端面位于冷卻水箱內(nèi)的液面以上，未有蒸汽進(jìn)入排氣管時，出口段彎管最上層的出口孔位于水封槽的液面以下，水封槽的上端側(cè)壁上開有排氣孔。

本發(fā)明還可以包括：

1、入口段彎管的直徑為D_入，入口段彎管的上端面與冷卻水箱液面的距離為3-5D_入；出口段彎管的直徑為D_出，所述的出口孔的數(shù)量至少有兩層，其高度為0.2-2D_出，未有蒸汽進(jìn)入排氣管時，最上層出口孔與水封槽液面的距離為0.3-0.5D_出，出口段彎管的橫截面面積為S，出口孔的面積之和為1.5-3S。

2、所述的排氣孔至少有一排，水封槽的直徑為D，最下層的排氣孔與水封槽液面的距離為3-5D。

3、還包括補(bǔ)水機(jī)構(gòu)，補(bǔ)水機(jī)構(gòu)包括補(bǔ)水管、沉降室、連通管，補(bǔ)水管和連通管均連通沉降室，連通管包括豎直部分和水平部分，連通管的豎直部分伸入到沉降室里且開口向上，冷卻水箱和水封槽的側(cè)壁均開有補(bǔ)水孔，冷卻水箱和水封槽的補(bǔ)水孔均位于各自的排氣管孔下方，補(bǔ)水管通過水封槽的補(bǔ)水孔伸入至水封槽的液面下方，連通管的水平部分通過冷卻水箱的補(bǔ)水孔伸入至冷卻水箱的液面下方，連通管豎直部分上端面的高度高于補(bǔ)水管與沉降室連通部位的高度，補(bǔ)水管與沉降室連通部位的高度高于沉降室下壁的高度，沉降室下部設(shè)置排污閥。

4、水封槽的上方設(shè)置防風(fēng)帽，防風(fēng)帽包括端蓋和與之相連的中空的圓柱體外殼，外殼的下端部所在平面的高度低于最下層排氣孔的高度。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

1、當(dāng)PCS系統(tǒng)處于備用狀態(tài)時，水封槽中的水會淹沒排放管出口一段距離，形成水封，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與外界環(huán)境間隔離，有利于保持冷卻水箱的水質(zhì)。