[發明專利]適用于嚴重缺水地區核電站的模塊化表面式間接空冷系統

有效

• 申請號: 201410526115.4
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104409122A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 冷杉;王超;陳紹炳;董晨鵬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G21D1/00
• 分類號: G21D1/00;G21D5/08;F28D7/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖念

技術領域

????本發明屬于能源領域，具體涉及一種嚴重缺水地區核電站的模塊化表面式間接空冷系統。

背景技術

?我國是一個水資源貧乏的國家，而核電站用水量很大，最大的用水是循環冷卻水。目前國內已經建成的核電站都位于沿海地區，均采用海水直流冷卻方式，尚無限制。隨著核電站的不斷興建，在嚴重缺水地區建設核電站也將成為可能。然而，目前制約嚴重缺水地區核電站建設的一個最突出的問題，就是采用何種循環水冷卻系統以滿足該地區惡劣條件下核電站的安全穩定運行要求。

空冷系統作為一種節水型冷卻系統并且可以充分發揮嚴重缺水地區風力優勢，是該地區建設核電站的必然選擇，目前常用空冷系統主要有：直接空冷系統，混合式間接空冷系統與表面式間接空冷系統。直接式空冷系統，受外界環境影響較大。受風速和風向的影響，空冷機組存在真空突然惡化導致機組甩負荷甚至跳機的隱患，由于核電站機組對安全穩定性較高，故核電站采用直接式空冷方式并不可行。混合式間接空冷系統，對水的品質要求嚴格，防凍性能較差，依然不適用于嚴重缺水地區的核電站。表面式間接空冷系統，循環水和凝結水分為兩個系統，循環水環路單獨形成核電站的第三回路，既減小了對水質的要求，也提高了系統運行的可靠性，并且受周圍風力環境影響較小，該系統符合嚴重缺水地區核電站的建設要求。

由于核電站采用低參數的蒸汽，新蒸汽壓力比相同負荷下的火電廠低很多，蒸汽量相應增大，所需循環冷卻水量是相同裝機容量的火電廠的三倍左右。而目前的表面式間接空冷系統絕大部分采用冷卻塔作為冷卻手段，對于核電站而言，采用冷卻塔進行表面式間接空冷，由于循環冷卻水量的增大，則需要尺寸更加巨大的冷卻塔或者數量更多的冷卻塔。然而基于大型冷卻塔造價高、嚴重缺水地區惡劣條件下施工維護困難、不能根據具體情況進行連續調節、冷卻塔遇到不可抗力因素損壞可能導致整個核電站停運等問題，尋求一個適用于嚴重缺水地區，并且更加經濟、施工維護更加方便、系統運行更加安全穩定、調節更加靈活的表面式間接空冷系統至關重要。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種適用于嚴重缺水地區核電站的模塊化表面式間接空冷系統。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的一種適用于嚴重缺水地區核電站的模塊化表面式間接空冷系統，包括依次連接的第一回路、第二回路和第三回路；所述第一回路是由反應堆、主泵、蒸汽發生器組成的回路；所述第二回路是由蒸汽發生器、給水泵、凝汽器以及汽輪機組成的回路；所述第三回路包括凝汽器、分別與凝汽器相連的高溫主流管和低溫主流管、設在高溫主流管和低溫主流管之間的一組模塊式空冷系統以及設在低溫主流管上的循環水泵，所述模塊式空冷系統包括一組空冷裝置，所述空冷裝置通過分配管分別與高溫集水管和低溫集水管相連，高溫集水管和低溫集水管分別與高溫主流管和低溫主流管相連。

進一步地，空冷裝置包括殼體、設在殼體一側的進口和出口、設在殼體內部的一組翅片管束、設在殼體上方的風扇；所述進口與出口之間設有一隔板，使殼體內形成一循環通路，在進口與出口相對一端設有一回轉水室。空冷裝置基于現實中應用于石化、天然氣等行業的空冷器，并對其進行合理性的改造，使其具有足夠的穩定性，每個裝置之間相互獨立，并且通過對裝置內部管束結構進行適當的優化，將原有的單程管束改為雙程管束，并采用翅片管，使其換熱效果更好、水流量更多、換熱量更大。

進一步地，所述空冷裝置殼體下方還包括一支架。

進一步地，所述高溫集水管與高溫主流管之間、低溫集水管與低溫主流管之間、

分配管上均設有一開關。這樣可以根據設備運行的實際情況進行開啟相應模塊式空冷系統，進行連續調整，這些開關可以遠程進行控制。

本發明主要由主流管、分配管、集水管、模塊式空冷系統組成，凝汽器進出口連接兩段平行的管段，稱為主流管，與凝汽器出口相連的稱為高溫主流管，管中通有吸收熱量后的高溫水，與凝汽器進口相連的稱為低溫主流管，管中通冷卻水，兩段主流管根據實際沿程阻力與流量大小在相應位置變徑。在主流管旁以矩形陣列布置數排模塊式空冷系統，每一縱排模塊式空冷系統一側均有兩排集水管，一個稱為高溫集水管、另一個稱為低溫集水管，每根高溫集水管由數段分配管將高溫水分流至每一個模塊式空冷系統，經冷卻后的水由數段分配管集流至低溫集水管。高溫主流管每隔一定距離開孔與高溫水集水管相連，低溫主流管每隔一定距離開孔與低溫集水管相連。該系統中，高溫水從凝汽器出口依次流經高溫主流管、高溫集水管、分配管、模塊式空冷系統、分配管、低溫集水管、低溫主流管，最后通過循環水泵升壓再流入凝汽器，形成完整的核電站第三回路。