[實(shí)用新型]一種長(zhǎng)期非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420409793.8
• 申請(qǐng)日: 2014-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN204178729U
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范廣銘;孫秋南;丁銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G21C15/18
• 分類號(hào): G21C15/18;G21C15/14;G21C15/253
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是一種核安全和熱工水力技術(shù)領(lǐng)域的安全殼，具體地說(shuō)是安全殼的熱量導(dǎo)出系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

安全殼是核電站發(fā)生事故時(shí)，防止放射性物質(zhì)外泄的最后一道安全屏障。在發(fā)生LOCA、MSLB等嚴(yán)重事故時(shí)，安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)必須保證安全殼內(nèi)溫度、壓力不超過(guò)設(shè)計(jì)許用范圍，從而保持安全殼的完整性。?

目前，美國(guó)AP1000提出的壓水堆核電站非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)主要是針對(duì)鋼—混凝土安全殼設(shè)計(jì)的。該方案需要在安全殼上方設(shè)置重力注水箱，并以鋼制安全殼作為事故隔離邊界和熱量導(dǎo)出界面，主要的冷卻方式是液膜蒸發(fā)和空氣自然對(duì)流。而對(duì)于雙層混凝土安全殼來(lái)說(shuō)，由于混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)很低，不能作為熱量導(dǎo)出的界面，因此在安全殼內(nèi)部設(shè)置換熱器是一種可行的方案(C?S?Byun，D?W?Jerng，N?E?Todreas，et?al.Conceptual?design?and?analysis?of?a?semi-passive?containment?cooling?system?for?a?large?concrete?containment.Nuclear?Engineering?and?Design，2000，199：227-242；S?J?Cho，B?S?Kim，M?G?Kang，et?al.The?development?of?passive?design?features?for?the?Korean?Next?Generation?Reactor.Nuclear?Engineering?and?Design，2000，201：259-271；S?W?Lee，W?P?Baek，S?H?Chang.Assessment?of?passive?containment?cooling?concepts?for?advanced?pressurized?water?reactors.Ann.Nucl.Energy，1997，24(6)：467-475)。依靠外部水箱與內(nèi)部換熱器間的高度差，以自然循環(huán)的方式導(dǎo)出熱量，同時(shí)也將使水箱內(nèi)的水大量蒸發(fā)。?

可見，上述包括AP1000在內(nèi)的安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中都存在一個(gè)主要的問(wèn)題，就是只能在一段時(shí)間內(nèi)保證安全殼的溫度和壓力不超過(guò)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，提供冷卻的時(shí)間最長(zhǎng)為72小時(shí)，超過(guò)這個(gè)時(shí)限則系統(tǒng)會(huì)因?yàn)樗鋬?nèi)的水被耗盡而失效。72小時(shí)后需依靠外部動(dòng)力重新給水箱注水后才能使系統(tǒng)重新發(fā)揮作用，要想在無(wú)人為干預(yù)的前提下延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，則只能靠進(jìn)一步增加水箱的容積來(lái)?實(shí)現(xiàn)，但水箱容積的增大又會(huì)使發(fā)生地震時(shí)帶來(lái)的影響大幅增加。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供不需要提供外部動(dòng)力，可以在事故工況下為安全殼提供長(zhǎng)期的有效冷卻的一種長(zhǎng)期非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)。?

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：?

本實(shí)用新型一種長(zhǎng)期非能動(dòng)安全殼熱量導(dǎo)出系統(tǒng)，其特征是：包括安全殼、內(nèi)部換熱器、冷卻水箱、空冷冷凝-冷卻器，安全殼包括內(nèi)層混凝土安全殼和外層混凝土安全殼，外層混凝土安全殼位于內(nèi)層混凝土安全殼外部，兩者之間存在氣體流通通道，冷卻水箱安裝在外層混凝土安全殼外壁上，內(nèi)部換熱器安裝在內(nèi)層混凝土安全殼內(nèi)，空冷冷凝-冷卻器位于冷卻水箱內(nèi)部，冷卻水箱遠(yuǎn)離外層混凝土安全殼一側(cè)的下部設(shè)置空氣側(cè)入口，冷卻水箱與外層混凝土安全殼接觸一側(cè)的上部設(shè)置空氣側(cè)出口，空冷冷凝-冷卻器的下封頭連通空氣側(cè)入口，空冷冷凝-冷卻器的上封頭連通空氣側(cè)出口，空氣側(cè)出口連通氣體流通通道，外層混凝土安全殼穹頂中部的上方設(shè)有空氣出口，內(nèi)部換熱器的兩端分別通過(guò)上升管路和下降管路連通冷卻水箱。?

本實(shí)用新型還可以包括：?

1、空冷冷凝-冷卻器為無(wú)殼換熱器，在冷卻水箱中傾斜布置，其傳熱管部分置于冷卻水箱的水空間，其余部分置于冷卻水箱的汽空間，下封頭位于傳熱管部分的端部，上封頭位于空冷冷凝-冷卻器另一側(cè)的端部。?

2、上升管路位于內(nèi)層混凝土安全殼內(nèi)的部分安裝第一內(nèi)部隔離閥，上升管路位于外層混凝土安全殼外的部分安裝第一外部隔離閥，下降管路位于內(nèi)層混凝土安全殼內(nèi)的部分安裝第二內(nèi)部隔離閥，下降管路位于外層混凝土安全殼外的部分安裝第二外部隔離閥。?

3、還包括水封裝置，水封裝置的上部連接管與冷卻水箱的汽空間連通，水封裝置的下部連接管與冷卻水箱的水空間連通，位于水封裝置和冷卻水箱之間的上部連接管和下部連接管間有管道跨接。?

4、內(nèi)部換熱器采用外翅片管或整體針翅管，空冷冷凝-冷卻器采用內(nèi)翅片管或內(nèi)肋管。?