CN101840739B - 一种核电厂重要厂用水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电技术,针对现有重要厂用水系统(SEC)直流冷却方式在水源水温大于预先设置的阈值时不适用的缺陷,提供一种核电厂重要厂用水系统,包括取水口和泵进水间,泵进水间包括连接至取水口的第一进水口,连接至取水口的第二进水口,还包括设置在第一进水口和取水口之间的第四隔离阀、设置在第二进水口和取水口之间的第二隔离阀和旁路冷却系统和用于在测定取水口处的水温高于预设阈值时开启第二隔离阀并关闭第四隔离阀在水温低于预设阈值时关闭第二隔离阀开启第四隔离阀的水温测量器。通过旁路冷却系统,可在水温大于预先设置的阈值时采用旁路冷却系统进行冷却,从而解决了现有直流方式在水温大于预先设置阈值时不适用的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及核电技术,更具体地说,涉及一种核电厂重要厂用水系统。
背景技术
重要厂用水系统(SEC,Essential Service Water)的功能是把由设备冷却水系统(RRI,Component Cooling)收集的热负荷输送到最终热阱——水体或大气。最终热阱的水体可以是海洋、江河、湖泊或水库,当水体的容量足够大时,重要厂用水系统可采用直流冷却方式,即SEC泵直接将水源水输送至RRI/SEC板式热交换器冷却设备用作冷却水,然后直接排回水体。直流冷却方式的条件是厂址地区的水源水温≤32℃。因此,当夏季水源水温>32℃时,进入RRI/SEC热交换器的SEC水温无法满足要求。在这种情况下,如果不采取合适的措施,RRI侧的水温将超过35℃,此时主泵等设备将无法得到充分的冷却,这种情况在正常运行工况下是不允许的。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有直流冷却方式在水源水温大于预先设置的阈值时无法适用的缺陷,提供一种核电厂重要厂用水系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
构造一种核电厂重要厂用水系统,包括取水口和泵进水间,其中,泵进水间包括连接至取水口的第一进水口,所述泵进水间还包括连接至取水口的第二进水口,所述核电厂重要厂用水系统还包括设置在第一进水口和取水口之间的第四隔离阀、设置在第二进水口和取水口之间的旁路冷却系统、设置在取水口和旁路冷却系统之间的第二隔离阀、设置在第二进水口和旁路冷却系统之间的第三隔离阀以及用于在测定取水口处的水温高于预设阈值时开启第二隔离阀和第三隔离阀并关闭第四隔离阀而在所述水温低于预设阈值时关闭第二隔离阀和第三隔离阀并开启第四隔离阀的水温测量器。
在本发明提供的核电厂重要厂用水系统中,所述泵进水间的出水口与第一板式热交换器的冷端管道的入水口相连,第一板式热交换器的冷端管道的出水口通过SEC溢流井连接到排水口。
在本发明提供的核电厂重要厂用水系统中,所述第一板式热交换器的热端管道的入水口与设备冷却水系统的出水口相连,而第一板式热交换器的热端管道的出水口与设备冷却水系统的入水口相连。
在本发明提供的核电厂重要厂用水系统中,所述旁路冷却系统包括负压冷却塔。
在本发明提供的核电厂重要厂用水系统中,所述旁路冷却系统包括第一板式热交换器和冷冻机组,冷冻机组进一步包括冷凝器和蒸发器;
所述第一板式热交换器的热端管道的入水口通过第二隔离阀连接至取水口,第一板式热交换器的热端管道的出水口连接至泵进水间的第二进水口;
第一板式热交换器的冷端管道的出水口连接至冷冻机组的蒸发器的入水口,而蒸发器的出水口和第一板式热交换器冷端管道的入水口相连;
冷冻机组的冷凝器的入水口通过第一隔离阀连接至取水口,出水口连接到所述排水口;
所述水温测量器在测定取水口处的水温高于预设阈值时开启第一隔离阀、第二隔离阀和第三隔离阀并关闭第四隔离阀,而在所述水温低于预设阈值时关闭第一隔离阀、第二隔离阀和第三隔离阀并开启第四隔离阀。
在本发明提供的核电厂重要厂用水系统中,在所述第一板式热交换器的热端管道的入水口和第二隔离阀之间设置有旁路冷却系统泵房和第二贝类捕集器。
在本发明提供的核电厂重要厂用水系统中,所述第一板式热交换器的冷端管道的出水口通过冷冻水进水间和冷冻水泵连接至蒸发器的入水口。
在本发明提供的核电厂重要厂用水系统中,在所述冷凝器的出水口和排水口之间设有排水井。
在本发明提供的核电厂重要厂用水系统中,所述冷凝器的入水口通过冷却水泵进水间连接至第一隔离阀。
在本发明提供的核电厂重要厂用水系统中,所述泵进水间的出水口通过第三贝类捕集器与第一板式热交换器的冷端管道的入水口相连。
实施本发明的技术方案,具有以下有益效果:通过添加旁路冷却系统,本发明提供的技术方案可在水源水温大于预先设置的阈值时采用旁路冷却系统进行冷却操作,从而解决了现有直流冷却方式在水源水温大于预先设置的阈值时无法适用的技术问题,扩展了直流冷却方式的应用范围。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是依据本发明一较佳实施例的核电厂重要厂用水系统的结构示意图;
图2是依据本发明另一较佳实施例的核电厂重要厂用水系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1是依据本发明一较佳实施例的核电厂重要厂用水系统的结构示意图。如图1所示,核电厂重要厂用水系统设有一取水口18和一泵进水间5。泵进水间5的进水一侧包括连接至取水口18的第一进水口26和第二进水口27。在第一进水口26和取水口18之间设有第四隔离阀20,在第二进水口27和取水口18之间设有第二隔离阀16和旁路冷却系统28。旁路冷却系统28进一步包括负压冷却塔25,其进水口通过第二隔离阀16连接至取水口18,其出水口通过第三隔离阀6连接至第二进水口27。在第二隔离阀16和负压冷却塔25的进水口之间设有旁路冷却系统泵房15和第二贝类捕集器19。
泵进水间5的出水一侧设有两个出水口,其中一个与第一SEC泵3相连,另一个出水口与第二SEC泵4相连。第一SEC泵3和第二SEC泵4的出水口合并后与第三贝类捕集器22的入水口相连。第三贝类捕集器22的出水口和第一板式热交换器2的冷端管道的入水口相连,第一板式热交换器2的冷端管道的出水口通过SEC溢流井1连接到排水口23。此外,第一板式热交换器2的热端管道的入水口241与RRI系统(未示出)的出水口相连,而第一板式热交换器2的热端管道的出水口242与RRI系统(未示出)的入水口相连。第一板式热交换器2的热端管道与冷端管道彼此相互独立,其中热端管道内流动水的水温高于冷端管道,由此借助冷端管道对热端管道内的流动水进行冷却。
此外,本发明提供的核电厂重要厂用水系统还设有一水温测量器21,其用于测量取水口18处的水温,并在测得的水温低于预设阈值(例如32℃)时关闭第二隔离阀16和第三隔离阀6并开启第四隔离阀20,而在测得的水温等于或高于预设阈值时开启第二隔离阀16和第三隔离阀6并关闭第四隔离阀20。
图1所示的核电厂重要厂用水系统的冷却流程为:
当经由取水口18进入的外部冷却水的水温低于预设阈值例如32℃时,水温测量器21关闭第二隔离阀16和第三隔离阀6并开启第四隔离阀20。如此一来,经由取水口18进入的外部冷却水将通过泵进水间5的第一进水口26直接进入泵进水间5,借助第一SEC泵3和第二SEC泵4的驱动作用通过第一板式热交换器2的冷端管道的入水口进入第一板式热交换器2,与通过第一板式热交换器2的热端管道的入水口241进入的来自RRI系统的热水进行热交换,然后通过第一板式热交换器2的冷端管道的出水口经由SEC溢流井1和排水口23排出,而来自RRI系统的热水经第一板式热交换器2的冷端管道内的外部冷却水冷却后经由第一板式热交换器2的热端管道出水口返回RRI系统。
当经由取水口18进入的冷却用水的水温等于或者高于预设阈值例如32℃时,水温测量器21开启第二隔离阀16和第三隔离阀6并关闭第四隔离阀20。如此一来,经由取水口18进入的外部冷却水通过第二隔离阀16进入旁路冷却系统28,经旁路冷却系统28内的负压冷却塔25充分冷却后经由泵进水间5的第二进水口27进入泵进水间5,借助第一SEC泵3和第二SEC泵4的驱动作用通过第一板式热交换器2的冷端管道的入水口进入第一板式热交换器2,与通过第一板式热交换器2的热端管道的入水口241进入的来自RRI系统的热水进行热交换,然后通过第一板式热交换器2的冷端管道的出水口经由SEC溢流井1和排水口23排出,而来自RRI系统的热水经第一板式热交换器2的冷端管道内的外部冷却水冷却后经由第一板式热交换器2的热端管道出水口返回RRI系统。
图2是依据本发明另一较佳实施例的核电厂重要厂用水系统的结构示意图。图2所示的核电厂重要厂用水系统与图1所示的核电厂重要厂用水系统基本相同,区别仅在于旁路冷却系统28和水温测量器21。如图2所示,旁路冷却系统28较图1中的旁路冷却系统更为复杂,其同样通过第二隔离阀16连接至取水口18,且具体包括第一板式热交换器7、冷却水泵进水间13和冷冻机组8。
冷却水泵进水间13的入水口通过第一隔离阀17连接至取水口18,出水口通过第一贝类捕集器12和冷却水泵10连接到冷冻机组8的冷凝器29的入水口,冷凝器29的出水口通过排水井11连接到排水口23。
第一板式热交换器7包括彼此相互独立的热端管道和冷端管道,其中热端管道内待冷却水的水温高于冷端管道,由此借助冷端管道内的冷冻水对热端管道内的待冷却水进行冷却。第一板式热交换器7的热端管道的入水口通过第二隔离阀16连接至取水口18,且在第一板式热交换器7的热端管道的入水口和第二隔离阀16之间还设有旁路冷却系统泵房15和第二贝类捕集器19。第一板式热交换器7的热端管道的出水口通过第三隔离阀6连接至泵进水间5的第二进水口27。
第一板式热交换器7的冷端管道的出水口与冷冻水进水间14的入水口相连,冷冻水泵进水间14的出水口通过冷冻水泵9连接至冷冻机组8的蒸发器30的入水口,而蒸发器30的出水口和第一板式热交换器7冷端管道的入水口相连。在运行过程中,冷冻水在由第一板式热交换器7的冷端管道和冷冻机组8的蒸发器30共同组成的封闭环境内循环流动。在流经第一板式热交换器7的冷端管道期间,冷冻水对第一板式热交换器7的热端管道内的待冷却水进行冷却,这将导致冷冻水水温升高。随后,水温升高后的冷冻水在流经冷冻机组8时,借助蒸发器30和冷凝器29对该冷冻水进行冷冻处理,然后重新进入第一板式热交换器7的冷端管道。如此反复,以冷却第一板式热交换器7的热端管道内的待冷却水。其中,水温升高后的冷冻水在蒸发器30中与氟利昂一类的制冷剂进行热交换,经冷却后重新进入第一板式热交换器7的冷端管道,同时,吸收热量之后的制冷剂通过冷凝器29中的外部冷却水进行初步的降温,然后经压缩后再回到蒸发器30内。有关冷冻机组8内冷凝器29和蒸发器30的具体功能已经在现有技术中做了清楚的描述,因此本文不再赘述。
图2中的核电厂重要厂用水系统还包括水温测量器21,用于测量取水口18处的水温,并在测得的水温低于预设阈值例如32℃时关闭第一隔离阀17、第二隔离阀16和第三隔离阀6并开启第四隔离阀20,而在测得的水温等于或高于预设阈值时开启第一隔离阀17、第二隔离阀16和第三隔离阀6并关闭第四隔离阀20。
图2所示的核电厂重要厂用水系统的冷却流程为:
当经由取水口18进入的外部冷却水的水温低于预设阈值例如32℃时,水温测量器21关闭第二隔离阀16和第三隔离阀6并开启第四隔离阀20。如此一来,经由取水口18进入的外部冷却水将通过泵进水间5的第一进水口26直接进入泵进水间5,借助第一SEC泵3和第二SEC泵4的驱动作用通过第一板式热交换器2的冷端管道的入水口进入第一板式热交换器2,与通过第一板式热交换器2的热端管道的入水口241进入的来自RRI系统的热水进行热交换,然后通过第一板式热交换器2的冷端管道的出水口经由SEC溢流井1和排水口23排出,而来自RRI系统的热水经第一板式热交换器2的冷端管道内的外部冷却水冷却后经由第一板式热交换器2的热端管道出水口返回RRI系统。
当经由取水口18进入的外部冷却水的水温等于或者高于预设阈值例如32℃时,水温测量器21开启第一隔离阀17、第二隔离阀16和第三隔离阀6并关闭第四隔离阀20。如此一来,经由取水口18进入的外部冷却水,一部分经过第一隔离阀17在冷却水泵进水间13的驱动作用下通过第一贝类捕集器12进入冷却水泵10,然后通过冷却水泵10的驱动作用提供给冷冻机组8的冷凝器29,然后经冷凝器29出水口通过排水井11和排水口23最终排出。
经由取水口18进入的外部冷却水的另一部分经过第二隔离阀16在旁路冷却系统泵房15的驱动作用下通过第二贝类捕集器19进入第一板式热交换器7热端管道,在第一板式热交换器7内和第一板式热交换器7冷端管道内的冷冻水进行热交换以进行冷却,在冷却至预设阈值例如但不限于32℃以下后经由泵进水间5的第二进水口27直接进入泵进水间5,借助第一SEC泵3和第二SEC泵4的驱动作用通过第一板式热交换器2的冷端管道的入水口进入第一板式热交换器2,与通过第一板式热交换器2的热端管道的入水口241进入的来自RRI系统的热水进行热交换,然后通过第一板式热交换器2的冷端管道的出水口经由SEC溢流井1和排水口23排出,而来自RRI系统的热水经第一板式热交换器2的冷端管道内的外部冷却水冷却后经由第一板式热交换器2的热端管道出水口返回RRI系统。
而第一板式热交换器7冷端管道内的冷冻水在与进入第一板式热交换器7热端管道内的外部冷却用水进行热交换后,进入冷冻水泵进水间14,然后在冷冻水泵9的驱动作用进入冷冻机组8的蒸发器30,经冷凝器29冷却后经由蒸发器30的出水口返回第一板式热交换器7的冷端管道,如此往复以对进入第一板式热交换器7热端管道内的外部冷却水进行冷却。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种核电厂重要厂用水系统,包括取水口(18)和泵进水间(5),其中,泵进水间(5)包括连接至取水口(18)的第一进水口(26),其特征在于,所述泵进水间(5)还包括连接至取水口(18)的第二进水口(27),所述核电厂重要厂用水系统还包括设置在第一进水口(26)和取水口(18)之间的第四隔离阀(20)、设置在第二进水口(27)和取水口(18)之间的旁路冷却系统(28)、设置在取水口(18)和旁路冷却系统(28)之间的第二隔离阀(16)、设置在第二进水口(27)和旁路冷却系统之间的第三隔离阀(6)以及用于在测定取水口(18)处的水温高于预设阈值时开启第二隔离阀(16)和第三隔离阀(6)并关闭第四隔离阀(20)而在所述水温低于预设阈值时关闭第二隔离阀(16)和第三隔离阀(6)并开启第四隔离阀(20)的水温测量器(21)。
2.根据权利要求1所述的核电厂重要厂用水系统,其特征在于,所述泵进水间(5)的出水口与第一板式热交换器(2)的冷端管道的入水口相连,第一板式热交换器(2)的冷端管道的出水口通过SEC溢流井(1)连接到排水口(23)。
3.根据权利要求2所述的核电厂重要厂用水系统,其特征在于,所述第一板式热交换器(2)的热端管道的入水口(241)与设备冷却水系统的出水口相连,而第一板式热交换器(2)的热端管道的出水口(242)与设备冷却水系统的入水口相连。
4.根据权利要求3所述的核电厂重要厂用水系统,其特征在于,所述旁路冷却系统(28)包括负压冷却塔(25)。
5.根据权利要求3所述的核电厂重要厂用水系统,其特征在于,所述旁路冷却系统(28)包括第一板式热交换器(7)和冷冻机组(8),冷冻机组(8)进一步包括冷凝器(29)和蒸发器(30);
所述第一板式热交换器(7)的热端管道的入水口通过第二隔离阀(16)连接至取水口(18),第一板式热交换器(7)的热端管道的出水口连接至泵进水间(5)的第二进水口(27);
第一板式热交换器(7)的冷端管道的出水口连接至冷冻机组(8)的蒸发器(30)的入水口,而蒸发器(30)的出水口和第一板式热交换器(7)冷端管道的入水口相连;
冷冻机组(8)的冷凝器(29)的入水口通过第一隔离阀(17)连接至取水口(18),出水口连接到所述排水口(23);
所述水温测量器(21)在测定取水口(18)处的水温高于预设阈值时开启第一隔离阀(17)、第二隔离阀(16)和第三隔离阀(6)并关闭第四隔离阀(20),而在所述水温低于预设阈值时关闭第一隔离阀(17)、第二隔离阀(16)和第三隔离阀(6)并开启第四隔离阀(20)。
6.根据权利要求5所述的核电厂重要厂用水系统,其特征在于,在所述第一板式热交换器(7)的热端管道的入水口和第二隔离阀(16)之间设置有旁路冷却系统泵房(15)和第二贝类捕集器(19)。
7.根据权利要求6所述的核电厂重要厂用水系统,其特征在于,所述第一板式热交换器(7)的冷端管道的出水口通过冷冻水进水间(14)和冷冻水泵(9)连接至蒸发器(30)的入水口。
8.根据权利要求7所述的核电厂重要厂用水系统,其特征在于,在所述冷凝器(29)的出水口和排水口(23)之间设有排水井(11)。
9.根据权利要求8所述的核电厂重要厂用水系统,其特征在于,所述冷凝器(29)的入水口通过冷却水泵进水间(13)连接至第一隔离阀(17)。
10.根据权利要求9所述的核电厂重要厂用水系统,其特征在于,所述泵进水间(5)的出水口通过第三贝类捕集器(22)与第一板式热交换器(2)的冷端管道的入水口相连。
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Address after: 518023 No. 69 Shennan Middle Road, Shenzhen, Guangdong, Futian District Co-patentee after: CHINA GENERAL NUCLEAR POWER Corp. Patentee after: CHINA NUCLEAR POWER ENGINEERING Co.,Ltd. Address before: 518023 No. 69 Shennan Middle Road, Shenzhen, Guangdong, Futian District Co-patentee before: CHINA GUANGDONG NUCLEAR POWER GROUP Co.,Ltd. Patentee before: CHINA NUCLEAR POWER ENGINEERING Co.,Ltd. |
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