應(yīng)對冬季低溫的核電廠額外冷卻系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于核電廠的余熱排出領(lǐng)域，更具體地說，本實用新型涉及一種應(yīng)對冬季低溫的核電廠額外冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]自日本福島事故后，為保證核電廠最終熱阱的可用性，很多已知核電廠都增設(shè)了ECS系統(tǒng)(Extra Cooling System，額外冷卻系統(tǒng))，該系統(tǒng)采用大氣作為最終熱阱。與常規(guī)的熱阱(海水)相比，大氣溫度在冬季的波動較大，因此需要對ECS系統(tǒng)采取防低溫設(shè)計。
[0003]目前，為適應(yīng)寒冷廠址冬季的惡劣環(huán)境，避免核島系統(tǒng)因冷卻水過冷而影響運行，或因冷卻系統(tǒng)自身結(jié)冰而失效，核電廠核島的冷卻系統(tǒng)通常采用換熱器旁通的方式減少冬季冷水的換熱，以避免熱負(fù)荷較低的情況下冷卻水過冷影響機組運行或者系統(tǒng)局部過冷結(jié)冰導(dǎo)致功能喪失的可能。但是，這一常規(guī)設(shè)計在ECS系統(tǒng)運行時卻無法實現(xiàn)。
[0004]有鑒于此，確有必要提供一種應(yīng)對冬季低溫的核電廠額外冷卻系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于:提供一種應(yīng)對冬季低溫的核電廠額外冷卻系統(tǒng)，以提高額外冷卻系統(tǒng)對復(fù)雜廠址環(huán)境的適應(yīng)能力，保障核電廠在冬季低溫情況下多樣化熱阱的可用性。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種應(yīng)對冬季低溫的核電廠額外冷卻系統(tǒng)，其包括中間冷卻回路和終端冷卻回路；中間冷卻回路與核島系統(tǒng)用戶連接，終端冷卻回路與外部環(huán)境相連；中間冷卻回路和終端冷卻回路相互隔離，并通過中間換熱器換熱;終端冷卻回路采用冷卻塔冷卻，且以大氣作為最終熱阱。
[0007]優(yōu)選地，所述中間冷卻回路包括中間循環(huán)栗、中間換熱器的熱側(cè)、中間波動箱和中間冷卻母管；中間循環(huán)栗和中間換熱器的熱側(cè)均設(shè)置在中間冷卻母管上，中間波動箱通過波動箱連接管接入中間循環(huán)栗入口位置的中間冷卻母管;核島系統(tǒng)用戶掛接在中間冷卻母管上，中間冷卻母管上設(shè)有至少兩個能夠隔離所有核島系統(tǒng)用戶的用戶隔離閥。
[0008]優(yōu)選地，所述中間冷卻回路采用的冷卻水為除鹽水;波動箱連接管上設(shè)有波動箱隔離閥，波動箱隔離閥下游連接有帶閥門的SED水接入管。
[0009]優(yōu)選地，所述終端冷卻回路包括終端循環(huán)栗、管道過濾器、中間換熱器的冷側(cè)、冷卻塔和終端冷卻母管;終端循環(huán)栗、管道過濾器、中間換熱器的冷側(cè)、冷卻塔依次設(shè)置在終端冷卻母管上，并按照冷卻水流動方向排列而形成冷卻回路。
[0010]優(yōu)選地，所述終端冷卻回路還包括冷卻塔補水池，冷卻塔補水池與外部水源連接，并通過補水管連接至冷卻塔的底部水池。
[0011]優(yōu)選地，所述冷卻塔補水池采用封閉或半封閉式結(jié)構(gòu)，并設(shè)有保溫層和加熱裝置。
[0012]優(yōu)選地，所述終端冷卻母管上還在終端循環(huán)栗出口位置設(shè)有逆止閥，在冷卻塔的上下游分別設(shè)有冷卻塔隔離閥。
[0013]優(yōu)選地，所述冷卻塔為機械通風(fēng)冷卻塔、自然通風(fēng)冷卻塔或混合通風(fēng)冷卻塔，其設(shè)有允許冷卻水不經(jīng)上塔管道直接流回冷卻塔底部水池的旁路。
[0014]優(yōu)選地，所述中間冷卻回路和終端冷卻回路的所有設(shè)備及管道均位于核島廠房、栗房或者廊道內(nèi)；核島廠房內(nèi)設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)和暖通系統(tǒng)，廊道位于凍土層以下。
[0015]優(yōu)選地，所述中間冷卻回路、終端冷卻回路的配置各自獨立地采用多列冗余形式或部分冗余形式。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型應(yīng)對冬季低溫的核電廠額外冷卻系統(tǒng)采用雙回路結(jié)構(gòu)，保證對核島系統(tǒng)的放射性隔離;終端冷卻回路采用冷卻塔冷卻，降低了對外部水源對終端循環(huán)回路運行的影響，簡化了寒冷廠址運行的維護(hù)，減小系統(tǒng)規(guī)模，對降低核電廠建造成本以及提高核電廠的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性均起到了積極的作用。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型應(yīng)對冬季低溫的核電廠額外冷卻系統(tǒng)及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]圖1為本實用新型應(yīng)對冬季低溫的核電廠額外冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及其有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型進(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【具體實施方式】僅僅是為了解釋本實用新型，并非為了限定本實用新型。
[0020]請參閱圖1，本實用新型提供了一種應(yīng)對冬季低溫的核電廠額外冷卻系統(tǒng)(以下簡稱為ECS系統(tǒng))，其包括中間冷卻回路1和終端冷卻回路30。其中，中間冷卻回路1與核島系統(tǒng)用戶40連接，終端冷卻回路30與外部環(huán)境相連，并以大氣作為最終熱阱；中間冷卻回路10和終端冷卻回路30相互隔離，并通過中間換熱器50換熱。
[0021]中間冷卻回路10包括中間循環(huán)栗12、中間換熱器50的熱側(cè)、中間波動箱14、連接上述設(shè)備的管道以及設(shè)置在管道上的閥門。中間循環(huán)栗12和中間換熱器50的熱側(cè)均設(shè)置在中間冷卻母管16上，且中間循環(huán)栗12位于中間換熱器50熱側(cè)的下游。中間波動箱14通過波動箱連接管140接入中間循環(huán)栗12入口位置的中間冷卻母管16。中間波動箱14的上方連接有空氣加壓罐142。波動箱連接管140上設(shè)有波動箱隔離閥，波動箱隔離閥下游連接有帶閥門的SED水接入管146 ο各個核島系統(tǒng)用戶40分別并聯(lián)掛接在中間冷卻母管16上，中間冷卻母管16上設(shè)有至少兩個能夠隔離所有核島系統(tǒng)用戶40的用戶隔離閥160。中間冷卻回路10采用的冷卻水為除鹽水，中間冷卻回路10備用時需要充滿冷卻水，并定期檢驗水質(zhì)和換水。
[0022]終端冷卻回路30包括終端循環(huán)栗32、管道過濾器34、中間換熱器50的冷側(cè)、冷卻塔36、冷卻塔補水池38、連接上述設(shè)備的管道以及設(shè)置在管道上的閥門。終端循環(huán)栗32、管道過濾器34、中間換熱器50的冷側(cè)、冷卻塔36依次設(shè)置在終端冷卻母管39上，并按照冷卻水流動方向排列而形成冷卻回路。終端冷卻母管39上還在終端循環(huán)栗32出口位置的終端冷卻母管39上設(shè)有逆止閥390。冷卻塔36的上下游分別設(shè)有冷卻塔隔離閥360。冷卻塔補水池38與外部水源連接，并通過補水管380連接至冷卻塔36的底部水池，補水管380上設(shè)有補水隔離閥，因此能夠根據(jù)需要為終端冷卻回路30補水。終端冷卻回路30使用生產(chǎn)用水作為冷卻水，在極端條件下，也可以使用海水或其他公開水域提供的水作為冷卻水。
[0023]冷卻塔36為機械通風(fēng)冷卻塔，并且具有旁路冷卻水設(shè)置，散熱能力可通過改變塔的數(shù)量、塔內(nèi)風(fēng)機的數(shù)量、旁路冷卻水等方式進(jìn)行調(diào)整。由于冷卻塔36采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，因此各種參數(shù)可以根據(jù)實際廠址的參數(shù)條件變化進(jìn)行設(shè)置，從而使得本實用新型ECS系統(tǒng)能夠適應(yīng)各種不同廠址的冷卻需求。
[0024]中間冷卻回路10和終端冷卻回路30的設(shè)備及管道均位于核島廠房、栗房或者廊道內(nèi)，廠房內(nèi)設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)和暖通系統(tǒng)，以保證設(shè)備和管道的環(huán)境溫度維持在合理的范圍內(nèi)，廊道(如有)位于凍土層以下。冷卻塔補水池38采用封閉的結(jié)構(gòu)，以便于冬季水池保溫或加熱，冬季時可通過適當(dāng)增加保溫層并設(shè)置加熱裝置來保持冷卻塔補水池38不結(jié)凍。
[0025]本實用新型ECS系統(tǒng)的所有能動設(shè)備均接入DCS系統(tǒng)(Digital Control System，數(shù)字化儀控系統(tǒng))實現(xiàn)自動控制，由DCS系統(tǒng)根據(jù)ECS系統(tǒng)運行狀況實現(xiàn)系列的切換；當(dāng)然，ECS系統(tǒng)也可以由主控室執(zhí)行手動切換操作。
[0026]本實用新型ECS系統(tǒng)的運行和控制方式為:
[0027]I)正常運行:機組正常運行時，ECS系統(tǒng)將根據(jù)核島用戶的熱負(fù)荷條件，自動選擇投運系列的數(shù)量以及相應(yīng)的栗、換熱器、冷卻塔36的數(shù)量，并通過保持冷卻塔36底部水池的水位，保證系統(tǒng)的正常運行;機組正常運行期間，ECS系統(tǒng)可以對冗余的部分進(jìn)行定期試驗運行功能；
[0028]2)極端低溫下的運行:由于核島內(nèi)系統(tǒng)在機組不同運行狀態(tài)下的功率是不一樣的，因此在冬季氣溫極低的廠址，當(dāng)上游熱負(fù)荷逐漸減小，就可能會出現(xiàn)E