本發(fā)明屬于核安全控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

大容量抑壓水池是沸水堆核電廠設(shè)計(jì)中的一大特點(diǎn)，其作用是在主系統(tǒng)發(fā)生破裂時(shí)使破口泄漏出來的蒸汽經(jīng)排汽管進(jìn)入水池而被迅速冷凝，從而防止主安全殼超壓；或在系統(tǒng)超壓時(shí)使蒸汽經(jīng)安全-卸壓閥排入水池，從而防止主系統(tǒng)壓力邊界受損。

但是高溫蒸汽進(jìn)入抑壓水池使水池溫度迅速上升，從而降低了抑壓水池的冷卻能力和抑壓效果；同時(shí)冷凝水?dāng)D占抑壓水池上部氣體空間。而在眾所周知的日本福島核電站的核事故中，2號(hào)機(jī)組抑壓水池位置發(fā)生了爆炸，這可能是抑壓水池上部混入了空氣，或是水蒸氣冷凝后氫氧濃度升高，導(dǎo)致發(fā)生了氫氣爆炸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對核安全控制的要求，提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，以強(qiáng)化安全殼抑壓水池的冷卻效果和抑壓能力。

為實(shí)現(xiàn)此目的，在基礎(chǔ)的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，所述的安全殼抑壓系統(tǒng)包括大容積密閉水箱、通風(fēng)管道、冷凝回流管、廢液池，

所述的大容積密閉水箱設(shè)置在所述的安全殼內(nèi)，其上部留有氣體空間，下部空間裝盛水；

所述的通風(fēng)管道設(shè)置在所述的安全殼內(nèi)并穿過所述的大容積密閉水箱，用于向所述的大容積密閉水箱中導(dǎo)出安全殼內(nèi)氣體；

所述的冷凝回流管浸沒在所述的大容積密閉水箱中裝盛的水中，用于連通所述的通風(fēng)管道和所述的大容積密閉水箱內(nèi)部空間，并用于對流經(jīng)所述的通風(fēng)管道的安全殼內(nèi)氣體進(jìn)行冷凝回流；

所述的廢液池設(shè)置在所述的通風(fēng)管道的安全殼內(nèi)氣體出口前，用于接收經(jīng)所述的通風(fēng)管道導(dǎo)出的冷凝的液體。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，其中所述的氣體空間中填充氮?dú)狻?/p>

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，其中所述的氮?dú)獾膲毫?個(gè)大氣壓。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，其中所述的安全殼抑壓系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述的冷凝回流管上的除氧裝置，用于去除流經(jīng)所述的通風(fēng)管道的安全殼大氣中的氧氣。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，其中所述的除氧裝置是氫氣復(fù)合催化板或裝盛脫氧劑的容器。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，其中所述的安全殼抑壓系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述的冷凝回流管上的逆止閥，用于避免所述的大容積密閉水箱中的水回流到所述的冷凝回流管中。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，其中所述的安全殼抑壓系統(tǒng)還包括通風(fēng)系統(tǒng)，其連接所述的通風(fēng)管道的安全殼內(nèi)氣體出口，用于加快空氣和冷凝液的流動(dòng)，并加快所述的廢液池中冷凝液的收集。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，其中所述的安全殼抑壓系統(tǒng)還包括冷卻回路，所述的冷卻回路跨越所述的大容積密閉水箱與所述的安全殼，其中充滿導(dǎo)熱流體，形成導(dǎo)熱流體的自然循環(huán)回路，用于將所述的大容積密閉水箱中的熱量導(dǎo)到所述的安全殼外。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，其中所述的導(dǎo)熱流體是水、甲醇、和/或乙醇。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，其中所述的安全殼抑壓系統(tǒng)還包括連接所述的大容積密閉水箱上部氣體空間，并穿過所述的安全殼的排氣系統(tǒng)，用于將所述的大容積密閉水箱上部蓄積的氣體排到所述的安全殼外，避免所述的大容積密閉水箱內(nèi)壓力上升后抑壓作用下降。

本發(fā)明的有益效果在于，利用本發(fā)明的加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)，能夠強(qiáng)化安全殼抑壓水池的冷卻效果和抑壓能力，并防止水蒸氣冷凝后在抑壓水池位置發(fā)生氫氣爆炸，從而增加安全殼抑壓水池的安全性。

附圖說明

圖1為示例性的本發(fā)明的加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)的組成圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作出進(jìn)一步的說明。

示例性的本發(fā)明的加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)如圖1所示，包括大容積密閉水箱1、通風(fēng)管道2、冷凝回流管3、逆止閥4、除氧裝置5、廢液池6、通風(fēng)系統(tǒng)7、排氣系統(tǒng)8、冷卻回路9。

大容積密閉水箱1設(shè)置在安全殼10內(nèi)，其上部留有較大氣體空間，填充1個(gè)大氣壓的氮?dú)?，下部空間裝盛水。

通風(fēng)管道2設(shè)置在安全殼10內(nèi)并穿過大容積密閉水箱1，用于向大容積密閉水箱1中導(dǎo)出安全殼內(nèi)氣體。

冷凝回流管3浸沒在大容積密閉水箱1中裝盛的水中，用于連通通風(fēng)管道2和大容積密閉水箱1內(nèi)部空間，并用于對流經(jīng)通風(fēng)管道2的安全殼10內(nèi)氣體進(jìn)行冷凝回流。

逆止閥4設(shè)置在所述的冷凝回流管3上，用于避免大容積密閉水箱1中的水回流到冷凝回流管3中。

除氧裝置5設(shè)置在所述的冷凝回流管3上，用于去除流經(jīng)通風(fēng)管道2的安全殼大氣中的氧氣。該除氧裝置5可以是氫氣復(fù)合催化板或裝盛脫氧劑的容器。

廢液池6設(shè)置在通風(fēng)管道2的安全殼10內(nèi)氣體出口前，用于接收經(jīng)通風(fēng)管道2導(dǎo)出的冷凝的液體。

通風(fēng)系統(tǒng)7連接通風(fēng)管道2的安全殼內(nèi)氣體出口，用于加快空氣和冷凝液的流動(dòng)，并加快廢液池6中冷凝液的收集。

排氣系統(tǒng)8連接大容積密閉水箱1上部氣體空間，并穿過安全殼10，用于將大容積密閉水箱1上部蓄積的氣體排到安全殼10外，避免大容積密閉水箱1內(nèi)壓力上升后抑壓作用下降。

冷卻回路9(優(yōu)選非能動(dòng)冷卻回路)跨越大容積密閉水箱1與安全殼10，其中充滿導(dǎo)熱流體，形成導(dǎo)熱流體的自然循環(huán)回路，用于將大容積密閉水箱1中的熱量導(dǎo)到安全殼10外。導(dǎo)熱流體可以是水、甲醇、和/或乙醇等。

上述本發(fā)明的加強(qiáng)冷卻的安全殼抑壓系統(tǒng)的工作原理如下：

在核電廠發(fā)生嚴(yán)重事故安全殼10內(nèi)壓力升高時(shí)，在壓力作用下水蒸氣和其他不可凝氣體組成的混合氣體會(huì)流經(jīng)通風(fēng)管道2和冷凝回流管3進(jìn)入大容積密閉水箱1。通風(fēng)管道2和冷凝回流管3浸沒于水中，通過管壁的熱交換使混合氣體中的水蒸氣冷凝，并沿通風(fēng)管道2進(jìn)入廢液池6。高溫的冷凝液未進(jìn)入大容積密閉水箱1，而是流入廢液池6，避免了大容積密閉水箱1中水的溫度迅速上升，同時(shí)大部分氣溶膠也會(huì)和冷凝液一起流入廢液池6，減少進(jìn)入大容積密閉水箱1的放射性物質(zhì)。冷凝回流管2內(nèi)的除氧裝置5可以是氫氣復(fù)合催化板或裝脫氧劑的容器，作用是消化掉混合氣體中的氧氣，避免水蒸氣冷凝導(dǎo)致氫氧濃度升高時(shí)發(fā)生氫氣爆炸。逆止閥4可以避免密閉大容積密閉水箱1中的水回流。通風(fēng)系統(tǒng)7可以加快空氣和冷凝液的流動(dòng)，從而加強(qiáng)空氣與大容積密閉水箱1熱交換，以及加快冷凝液的收集。冷卻回路9中充滿導(dǎo)熱流體，當(dāng)大容積密閉水箱1中的水溫上升時(shí)，冷卻回路9中會(huì)形成自然循環(huán)，將大容積密閉水箱1中的熱量導(dǎo)到安全殼10外。排氣系統(tǒng)8是在大容積密閉水箱1中壓力升高時(shí)，將大容積密閉水箱1上部蓄積的氣體排到安全殼10外，避免大容積密閉水箱1內(nèi)壓力上升后抑壓作用下降。

本發(fā)明通過通風(fēng)系統(tǒng)加強(qiáng)空氣流動(dòng)；通過冷凝回流管避免高溫冷凝液直接進(jìn)入大容積密閉水箱從而減緩大容積密閉水箱中水溫上升；通過冷卻回路導(dǎo)出大容積密閉水箱熱量；以及通過排氣系統(tǒng)降低大容積密閉水箱內(nèi)壓力等手段，實(shí)現(xiàn)抑壓系統(tǒng)的抑壓能力保持穩(wěn)定。安全殼內(nèi)混合氣體進(jìn)入抑壓系統(tǒng)并冷凝的過程，可以加快氣溶膠沉降，減小懸浮氣溶膠，并且冷凝液回流可以將大部分氣溶膠等放射性物質(zhì)滯留在安全殼內(nèi)，同時(shí)除氧裝置可以防止發(fā)生氫氣爆炸，提高了系統(tǒng)的安全性。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。上述實(shí)施例或?qū)嵤┓绞街皇菍Ρ景l(fā)明的舉例說明，本發(fā)明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式實(shí)施，而不偏離本發(fā)明的要旨或本質(zhì)特征。因此，描述的實(shí)施方式從任何方面來看均應(yīng)視為說明性而非限定性的。本發(fā)明的范圍應(yīng)由附加的權(quán)利要求說明，任何與權(quán)利要求的意圖和范圍等效的變化也應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。