本發(fā)明屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

核電站非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)是包容核反應(yīng)堆堆芯和一些系統(tǒng)的構(gòu)筑物，其作用是在反應(yīng)堆一回路發(fā)生破口事故或主蒸汽管破裂事故后，依靠安全殼外表面的冷卻水噴淋、水膜蒸發(fā)和自然對(duì)流，帶走安全殼內(nèi)的熱量，實(shí)現(xiàn)安全殼的降溫降壓，防止核安全事故時(shí)放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放。

現(xiàn)有核電站非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)自然對(duì)流冷卻功能的主要結(jié)構(gòu)是一段空氣流道，這種空氣流道主要由鋼制安全殼殼體、圍繞安全殼的混凝土屏蔽廠房及空氣導(dǎo)流板構(gòu)成。但這種空氣導(dǎo)流板是由具有一定制造精度的雙層板片鋪設(shè)而成，導(dǎo)流板重量大，安裝施工難度高，存在一定的安全隱患。而且這種導(dǎo)流板對(duì)氣密性和隔熱能力要求極高，表面需進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，成本較高。

有鑒于此，確有必要提供一種核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)，以解決空氣導(dǎo)流板重量大，制備復(fù)雜、安裝成本高的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)，以解決空氣導(dǎo)流板重量大，制備復(fù)雜、安裝成本過高的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)，包括：屏蔽廠房、設(shè)置在屏蔽廠房?jī)?nèi)的安全殼和安裝在屏蔽廠房頂部的空氣導(dǎo)流板，屏蔽廠房與安全殼之間形成空氣流道，屏蔽廠房的下部設(shè)置有空氣流道入口，空氣流道入口通過貫穿管道與空氣流道連通。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述屏蔽廠房的外部設(shè)有輔助廠房，所述空氣流道入口的高度略高于輔助廠房的高度。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述安全殼的外部設(shè)置有外加強(qiáng)筋，所述空氣流道入口的高度略高于安全殼外加強(qiáng)筋的高度。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述貫穿管道傾斜向上布置在屏蔽廠房的混凝土墻內(nèi)，與水平方向的夾角為45～60°。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述空氣流道為環(huán)繞安全殼的單環(huán)流道，其寬度為700～1000mm。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)流板采用框架結(jié)構(gòu)件焊接在屏蔽廠房的頂部和墻體的預(yù)埋板上，包括上框架和下框架，導(dǎo)流板下框架向上傾斜布置，與水平方向的夾角為52～68°。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)流板的長(zhǎng)度為屏蔽廠房高度的1/10～1/5。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)流板下框架上設(shè)置有檢修吊籃和檢修吊籃用的導(dǎo)軌，檢修吊籃在導(dǎo)軌上移動(dòng),導(dǎo)流板下框架上還設(shè)置有活動(dòng)開口。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)流板為單層板片覆蓋的導(dǎo)流板，導(dǎo)流板材料為不銹鋼或經(jīng)過耐蝕表面處理過的碳鋼。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述屏蔽廠房頂部設(shè)置有檢修通道，檢修通道所在高度附近設(shè)置有檢修平臺(tái)，檢修平臺(tái)上設(shè)置有便于升縮梯通過的活動(dòng)開口。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述升縮梯固定在屏蔽廠房頂部的內(nèi)壁上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)具有以下有益技術(shù)效果：

1)縮減了空氣導(dǎo)流板的重量，相應(yīng)減輕了安全殼的載荷，便于安全殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

2)制備工藝簡(jiǎn)單，無需特殊材料，節(jié)省了制造與安裝成本；

3)提高了自然對(duì)流強(qiáng)度，便于安全殼實(shí)現(xiàn)快速降溫、降壓。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的示意圖。

圖2為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的導(dǎo)流板和檢修平臺(tái)的示意圖。

附圖標(biāo)記：

10-安全殼；

20-屏蔽廠房；

30-空氣導(dǎo)流板；

32-檢修吊籃；

40-空氣流道出口；

50-空氣流道入口；

60-空氣流道；

70-排水箱；

200-貫穿管道；

204-檢修通道；

206-升縮梯；

300-上框架；

302-環(huán)形檢修平臺(tái)；

304-下框架；

306-導(dǎo)軌；

700-噴淋管。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并不是為了限定本發(fā)明。

請(qǐng)參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)包括：屏蔽廠房20、設(shè)置在屏蔽廠房20內(nèi)的安全殼10和安裝在屏蔽廠房20頂部的空氣導(dǎo)流板30，屏蔽廠房20與安全殼10之間形成環(huán)繞安全殼10的空氣流道60，屏蔽廠房20的下部設(shè)置有空氣流道入口50，空氣流道入口50通過貫穿管道200與空氣流道60連通。

屏蔽廠房20為混凝土澆筑結(jié)構(gòu)，具有放射性屏蔽的作用，下部為筒狀結(jié)構(gòu)，頂部為錐形。屏蔽廠房20上部設(shè)置有排水箱70，排水箱70底部設(shè)置有噴淋管700，噴淋管700位于安全殼10的上方，通過噴淋管700可將排水箱70中的冷卻水噴淋到安全殼10上，用于為安全殼10降溫。屏蔽廠房20頂部設(shè)置有空氣流道出口40，屏蔽廠房20的外部設(shè)置有輔助廠房，輔助廠房成c型環(huán)繞布置，在屏蔽廠房20的某一部位形成一個(gè)開口。

安全殼10為圓筒形鋼制容器，頂部和底部為橢圓形封頭。安全殼10筒體下部一定高度處設(shè)置有外加強(qiáng)筋，用于提高安全殼10的強(qiáng)度，以及匯集和排走排水箱70中噴淋下來的冷卻水，在圖示實(shí)施方式中，以地面標(biāo)高為0m，外加強(qiáng)筋的標(biāo)高為9.7m。

空氣導(dǎo)流板30采用框架結(jié)構(gòu)件焊接在屏蔽廠房20的錐形頂和筒狀形墻體的預(yù)埋板上，空氣導(dǎo)流板30的長(zhǎng)度為屏蔽廠房20高度的1/10～1/5，包括上框架300和下框架304，在圖示實(shí)施方式中，下框架304的最下端高于安全殼10筒體與頂部橢圓形封頭連接處的高度，導(dǎo)流板30的作用是收窄安全殼10上部的空氣流道60，提高進(jìn)入擴(kuò)散段的氣流速度。導(dǎo)流板下框架304斜向上傾斜布置，與水平方向的夾角β為52～68°，在圖示實(shí)施方式中，夾角β為60°。導(dǎo)流板下框架304上設(shè)置有檢修吊籃32和檢修吊籃用的導(dǎo)軌306，檢修吊籃32用于承載檢修人員，在檢修期間能夠沿導(dǎo)軌306周向移動(dòng)以及上下移動(dòng)，便于對(duì)安全殼10進(jìn)行檢修。導(dǎo)流板下框架304上還設(shè)置有便于升縮梯206通過的活動(dòng)開口。

導(dǎo)流板30主要采用框架結(jié)構(gòu)上覆蓋單層板片的形式進(jìn)行設(shè)置，在投入使用時(shí)無需對(duì)板片進(jìn)行隔熱和氣密性處理，導(dǎo)流板30的材料為不銹鋼或經(jīng)過耐蝕表面處理過的碳鋼。

空氣流道60位于屏蔽廠房20和安全殼10之間，并環(huán)繞在安全殼10的周圍，空氣流道60為單環(huán)流道。當(dāng)反應(yīng)堆一回路發(fā)生破口事故或主蒸汽管破裂事故后，空氣流道60中冷卻空氣的流速不宜過小，以便于穩(wěn)定氣流的形成和水膜蒸發(fā)換熱，因此空氣流道60的寬度不宜過寬，在安全殼10尺寸不變的前提下，需減小屏蔽廠房20的內(nèi)徑。但空氣流道60需容納檢修吊籃32的通過，以滿足安全殼10在役檢查的要求，因此，將空氣流道60的寬度設(shè)為700～1000mm，在圖示實(shí)施方式中，空氣流道的寬度設(shè)定為800mm。

為了增加外部冷卻空氣流過安全殼10熱表面的面積，空氣流道入口50設(shè)置于屏蔽廠房20的下部，因?yàn)槠帘螐S房20的外部設(shè)置有c型環(huán)繞的輔助廠房，在有輔助廠房環(huán)繞的部分，空氣流道入口50的高度略高于輔助廠房的高度，便于外部空氣通過空氣流道入口50進(jìn)入空氣流道60。在沒有輔助廠房環(huán)繞的部分，空氣流道入口50的高度略高于安全殼10外加強(qiáng)筋的高度。因?yàn)檩o助廠房形狀和標(biāo)高的緣故，空氣流道入口50在圓周上不在同一高度。

在圖示實(shí)施方式中，以地面標(biāo)高為0m，在沒有輔助廠房圍繞的43％圓周內(nèi)，屏蔽廠房外表面空氣流道入口50僅需高于安全殼10的外加強(qiáng)筋高度，因?yàn)橥饧訌?qiáng)筋的標(biāo)高為9.7m，空氣流道入口50可設(shè)置在10m標(biāo)高處。在有輔助廠房圍繞的45％圓周內(nèi)，空氣流道入口50設(shè)置在標(biāo)高20m處，略高于輔助廠房絕大部分區(qū)域的房頂標(biāo)高19.2m。在有輔助廠房圍繞的剩余的12％圓周內(nèi)，因?yàn)檩o助廠房的房頂標(biāo)高達(dá)到了24m，該區(qū)域需把空氣流道入口50設(shè)置在24m標(biāo)高之上。在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，對(duì)空氣流道入口50的標(biāo)高和圓周弧度不做限定，只要保證空氣流道入口50位于輔助廠房和外加強(qiáng)筋標(biāo)高以上即可。

貫穿管道200采用具有一定直徑的不銹鋼管件向上傾斜布置在屏蔽廠房20的混凝土墻內(nèi)，貫穿管道200與水平方向的夾角α為45～60°，在圖示實(shí)施方式中，夾角α為52°，以便于減小吸入空氣的壓頭損失。貫穿管道200所在屏蔽廠房20外側(cè)設(shè)置有防止雜物進(jìn)入的百葉窗(未示出)，以防止雜物從空氣流道入口50進(jìn)入堵塞貫穿管道200或空氣流道60。

根據(jù)本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)的一種實(shí)施方式，屏蔽廠房20頂部圓周某處設(shè)置有一個(gè)約1900mm高的檢修通道204，其高度可根據(jù)檢修人員的身高進(jìn)行調(diào)整。在檢修通道204所在屏蔽廠房20的高度附近設(shè)置有環(huán)形檢修平臺(tái)302，環(huán)形檢修平臺(tái)302通過焊接固定在屏蔽廠房20的內(nèi)壁圓周上，并通過在環(huán)形檢修平臺(tái)302的水平框架上鋪設(shè)柵格板與空氣導(dǎo)流板30相結(jié)合作為檢修使用。

環(huán)形檢修平臺(tái)302以及對(duì)應(yīng)下方傾斜設(shè)置的導(dǎo)流板下框架304上設(shè)置有活動(dòng)開口(未示出)，便于升縮梯206通過，活動(dòng)開口平時(shí)通過蓋板蓋住。進(jìn)行檢修時(shí)，打開活動(dòng)開口上的蓋板，檢修人員由檢修通道204從外部進(jìn)入到環(huán)形檢修平臺(tái)302，由升縮梯206爬下，通過檢修平臺(tái)302和導(dǎo)流板下框架304的活動(dòng)開口進(jìn)入到檢修吊籃32中進(jìn)行檢修工作。

升縮梯206焊接固定在屏蔽廠房20頂部的內(nèi)壁圓周上，能夠在環(huán)形檢修平臺(tái)302和導(dǎo)流板下框架304的活動(dòng)開口內(nèi)自由收縮，升縮梯206的規(guī)格和焊接高度滿足檢修的要求。

作為本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)，具體實(shí)施過程如下：非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)在核電廠正常運(yùn)行工況下不發(fā)揮作用，在反應(yīng)堆一回路發(fā)生破口事故或主蒸汽管破裂事故后發(fā)揮作用。

一旦發(fā)生事故，安全殼10的溫度和內(nèi)部壓力就會(huì)快速上升，空氣流道60中的空氣吸收安全殼10傳導(dǎo)出的熱量后升溫形成密度差，由浮力驅(qū)動(dòng)形成向上的氣流從屏蔽廠房20的空氣流道出口40排出。屏蔽廠房20外的冷卻空氣通過屏蔽廠房20底部的空氣流道入口50補(bǔ)充進(jìn)空氣流道60中。

在冷卻空氣從下部空氣流道入口50和空氣流道出口40之間形成空氣對(duì)流的過程中，因?yàn)閷?dǎo)流板30下框架304與水平方向的夾角β為60°，會(huì)收窄安全殼10頂部曲面與導(dǎo)流板30之間形成的空氣流道60，進(jìn)而提高冷卻空氣進(jìn)入擴(kuò)散段的氣流速度，實(shí)現(xiàn)安全殼10的快速降溫、降壓。

同時(shí)通過頂部的排水箱70和噴淋管700將冷卻水噴淋在安全殼10外表面，形成水膜被加熱蒸發(fā)，產(chǎn)生蒸汽，通過蒸汽汽化潛熱帶走安全殼10的熱量，并通過空氣流道60內(nèi)向上擴(kuò)散的冷卻空氣將熱量導(dǎo)出到空氣流道出口40排出，快速實(shí)現(xiàn)安全殼10的降溫、降壓。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明核電廠非能動(dòng)安全殼冷卻系統(tǒng)具有以下有益技術(shù)效果：

1)縮減了空氣導(dǎo)流板30的重量，相應(yīng)減輕了安全殼10的載荷，便于安全殼10的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

2)制備工藝簡(jiǎn)單，無需特殊材料，節(jié)省了制造與安裝成本；

3)提高了自然對(duì)流強(qiáng)度，便于安全殼10實(shí)現(xiàn)快速降溫、降壓。

根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。