CN101890261B - 安全壳地坑过滤器的过滤筒结构及该安全壳地坑过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，包括过滤构件，所述过滤构件包括内、外双层过滤网，所述内、外层过滤网之间的顶部封闭，所述内层过滤网的底部封闭，所述内、外层过滤网之间形成环状空间，所述过滤筒结构至少包括两组所述过滤构件，所述过滤筒是主要由所述过滤构件相套嵌组成的多层过滤结构。本发明实施例还公开了一种安全壳地坑过滤器。采用本发明实施例的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构及该安全壳地坑过滤器，过滤筒为采用多组过滤构件相套嵌所组成的多层过滤结构，可以承受外部液体更大的冲击，具有较佳的整体强度和抗震性能。

Description

安全壳地坑过滤器的过滤筒结构及该安全壳地坑过滤器

技术领域

本发明涉及一种压水堆核电站的安全系统，尤其涉及一种用于压水堆核电站的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构及该安全壳地坑过滤器。

背景技术

设在压水堆核电站反应堆安全壳底部的地坑是用来收集重大泄漏时来自一回路的冷却剂。在压水堆核电站的发生基准事故如冷却剂丧失事故(LOCA)或者主蒸汽管道破裂事故(MSLB)后，冷却剂通过破口进入安全壳地坑，这些冷却剂将通过安全壳地坑滤器过滤，然后通过泵装置进入安全注入系统(RIS)和安全壳喷淋系统(EAS)再用于反应堆冷却，以避免堆芯严重损伤和安全壳超压。

因此，安全壳地坑滤器是压水堆核电站安全系统的重要设备，再循环工况下它的工作状况直接影响到安全注入系统、安全壳喷淋系统的正常运行。在事故后进入安全壳地坑内的冷却剂中夹杂着大量的保温材料和其它材料的碎片，必须通过地坑过滤器将这些碎片过滤，以确保安全注入系统、安全壳喷淋系统执行安全功能。

如图1所示，为现有技术中安全壳地坑过滤器的过滤筒结构示意图，该过滤筒采用单层柱状结构，其存在着一定的结构设计缺陷，如，在占用相同体积的情况下，该结构的过滤面积有限，加大了在地坑中布置过滤器的难度，由于该结构较大的过滤面积是与地坑相平行的，容易形成滤床，容易对过滤筒8以及壳体9形成较大的压损，降低了过滤器的使用寿命；同时，由于该柱状结构整体并非采用平滑过渡的网状过滤面，而是具有一定的弯折的网状过滤面，其加工工艺相对复杂，且过滤筒8的弯折处容易形成集中应力，降低了滤筒的整体强度；上述结构在具体实施时，由于结构设计不够合理，过滤筒底面所形成的环状流体通道有限，流体的阻力将会对滤筒形成较大的冲击。

此外，现有的过滤筒并没有设计足够多的加强结构，实施过程中并不能抵御大流量冷却剂的冲击，整体强度和抗震性能不够理想。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种安全地壳地坑过滤器。过滤筒是采用多组过滤构件相套嵌所组成的多层过滤结构，可以承受外部液体更大的冲击，具有较佳的整体强度和抗震性能。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，包括过滤构件，所述过滤构件包括内、外双层过滤网，所述内、外层过滤网之间的顶部封闭，所述内层过滤网的底部封闭，所述内、外层过滤网之间形成环状空间，所述过滤筒结构至少包括两组所述过滤构件，所述过滤筒结构是主要由所述过滤构件相套嵌组成的多层过滤结构；

所述过滤筒结构包括第一过滤部和第二过滤部，所述第一过滤部和所述第二过滤部主要是由所述过滤构件的所述内、外双层过滤网、顶板、底板以及支撑板分别装配形成独立过滤回路；

所述第一过滤部和所述第二过滤部设置辅助支撑条，所述辅助支撑条贯通穿过所述第一过滤部和所述第二过滤部端部顶板的侧体表面。

所述第一过滤部和所述第二过滤部的形状和结构相同，均呈筒状，所述第一过滤部容置在所述第二过滤部的所述内层过滤网的中空腔体中。

优选的，所述第一过滤部的中心轴线与所述第二过滤部的中线轴线相重合；

所述第一过滤部和所述第二过滤部之间设置用于增强所述过滤筒刚度和抗震性能的加强筋。

优选的，所述加强筋沿与所述第一过滤部轴向延展方向相平行的方向设置。

优选的，所述第一过滤部和所述第二过滤部为嵌接在一体的同轴六棱柱型筒体。

优选的，所述第一过滤部和所述第二过滤部为嵌接在一体的同轴圆柱型筒体。

优选的，所述第一过滤部和所述第二过滤部嵌接为一体，所述第一过滤部为圆柱型筒体，所述第二过滤部为锥筒型筒体。

所述第二过滤部锥筒型筒体自连接固定所述第二过滤部的所述底板相对收窄延展。

本发明还公开了一种安全壳地坑过滤器，用于对进入安全壳地坑的冷却剂进行过滤，包括多个过滤筒和多个壳体，所述过滤筒布置在所述壳体的一个侧面上，多个壳体首尾相接构成管道部，所述管道部与所述安全壳地坑中的多个泵入口流体连通，所述安全壳地坑过滤器包括上述用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：由于过滤筒是采用多组过滤构件相套嵌所组成的多层过滤结构，在滤筒实施为两层或多层同轴六棱柱型筒体的结构时，在占用相同体积下，过滤面积更大，可以进一步延缓滤床的形成时间，降低压损；在滤筒实施为两层或多层同轴圆型筒体的结构时，滤筒的加工相对简单，过滤构件间没有明显的集中应力，使得滤筒具有更强的整体强度；在滤筒实施为两层或多层同轴的内层圆型筒体、外层锥筒型筒体的结构时，使得滤筒的底面具有更大的环形流体通道，减少了流体的阻力，可以承受外部液体更大的冲击，强度更大；同时，过滤筒结构通过设置加强筋以及辅助支撑条，增强了滤筒的整体强度和抗震性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中安全壳地坑过滤器过滤筒的结构示意图；

图2是本发明实施例安全壳地坑过滤器过滤筒的过滤构件的爆破结构示意图；

图3是本发明第一实施例安全壳地坑过滤器过滤筒的爆破结构示意图；

图4是本发明第一实施例安全壳地坑过滤器过滤筒的结构示意图；

图5是本发明第二实施例安全壳地坑过滤器过滤筒的结构示意图；

图6是本发明第三实施例安全壳地坑过滤器过滤筒的第一过滤部的结构示意图；

图7是本发明第三实施例安全壳地坑过滤器过滤筒的第二过滤部的结构示意图；

图8是本发明第四实施例安全壳地坑过滤器过滤筒的第一过滤部的结构示意图；

图9本发明第四实施例安全壳地坑过滤器过滤筒的第二过滤部的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

请参照图1-图4所示，本发明实施例的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，包括过滤构件12，所述过滤构件12包括内、外双层过滤网，所述内、外层过滤网之间的顶部封闭，所述内层过滤网的底部封闭，所述内、外层过滤网之间形成环状空间，所述过滤筒结构至少包括两组所述过滤构件12，所述过滤筒1是主要由所述过滤构件相套嵌组成的多层过滤结构。

所述过滤筒进一步包括第一过滤部120和第二过滤部121，所述第一过滤部120和所述第二过滤部121主要由所述过滤构件12的所述内、外双层过滤网、顶板1231、底板1251以及支撑板1261分别装配形成独立过滤回路；

所述第一过滤部120和所述第二过滤部121的形状和结构相同，均呈筒状。

本发明的第一实施例中，第一过滤部120的中心轴线与第二过滤部121的中线轴线相重合，第一过滤部120和第二过滤部121为嵌接在一体的同轴六棱柱型筒体，其中，第一过滤部120和第二过滤部121主要由所述过滤构件12的所述内、外双层过滤网、顶板1231、底板1251以及支撑板1261分别装配形成独立过滤回路，第一过滤部120容置在第二过滤部121的内层过滤网1211的中空腔体中。

内层过滤网1211和外层过滤网1221均为由冲孔钢板卷绕弯折而成的截面为正六边形的柱体。该冲孔钢板上均匀分布有许多圆形的通孔(图未标)，使该冲孔钢板形成网状，能够起过滤作用，而为了使内层过滤网1211和外层过滤网1221具有足够的刚性，在该冲孔钢板的弯折处不设通孔。外层过滤网1221的正六边形截面的边长要大于内层过滤网1211的正六边形截面的边长，并且外层过滤网1221的柱体高度大于内层过滤网1211的柱体高度。外层过滤网1221套设在内层过滤网1211外部，其轴线与内层过滤网1211的轴线(图未示)重合，并且其截面与内层过滤网1211的截面对正，使得形成内层过滤网1211和外层过滤网1221的壁面相互平行，并且在其之间形成正六边形环状空间。内层过滤网1211和外层过滤网1221的一端对齐，而在另一端外层过滤网1221略长于内层过滤网1211。

顶板1231为两个同心对正的正六边形围成的平板状环状结构，其内侧的正六边形与内层过滤网1211的截面一致，而其外侧的正六边形与外层过滤网1221的截面一致，因而其刚好能够覆盖在内层过滤网1211和外层过滤网1221之间形成的正六边形环状空间的顶端。顶板1231可采用焊接等方式固定在内层过滤网1211和外层过滤网1221相互对齐的一端，使得顶板1231的内侧边缘与内层过滤网1211的端面固定，而其外侧边缘与外层过滤网1221的端面固定，顶板1231覆盖在内层过滤网1211和外层过滤网1221之间形成的正六边形环状空间的顶端。

加强筋1241为多个长条状板材，其夹设在内层过滤网1211和外层过滤网1221的环状空间内，优选夹设在内层过滤网1211的壁面弯折处与外层过滤网1221的壁面弯折处之间。同样可以采用焊接等方式将加强筋1241的一侧固定在内层过滤网1211的壁面弯折处，而将其另一侧固定在外层过滤网1221对应的壁面弯折处。该加强筋1241的数量优选为六个，但是也可以为其它数量，并且优选均匀分布在内层过滤网1211和外层过滤网1221的轴线周围。在本实施例中，加强筋1241的长度与外层过滤网1221的柱体高度一致，因此固定后的加强筋1241自内层过滤网1211和外层过滤网1221相互对齐的一端延伸到另一端，在另一端该加强筋1241略超出内层过滤网1211而与外层过滤网1221平齐。在本实施例中，其中一对位置相对的加强筋1241在超出内层过滤网1211的一端设有缺口1242。

底板1251为正六边形平板状结构，其尺寸与内层过滤网1211的正六边形截面的尺寸一致，覆盖于内层过滤网1211未设顶板1231的一端，但并未覆盖或阻挡内层过滤网1211和外层过滤网1221之间形成的正六边形环状空间。同样可采用焊接等方式将底板1251的边缘固定在内层过滤网1211的这个端面上。

支撑板1261设置在底板1251下方用以支撑底板1251，在本实施例中支撑板1261是由两片板材12611、12612形成的十字形构件，分别在两片板材126111、12612的中部开设卡槽(图未标)，并将其相对插接后再通过焊接等方式固定在一起，即形成支撑板1261。支撑板1261通过焊接等方式固定在底板1251下方，优选板材12611固定在底板1251的一条对角线上，并且其两端卡入加强筋1241的缺口1242内，而板材12612与板材12611垂直地设置，并且其两端延伸并且抵顶到外层过滤网1221的两个相对的壁面。

如上所述的第一过滤部120或第二过滤部121在制造时，可以同时将第一过滤部120和第二过滤部121顶板1231内侧、多个加强筋1241的一侧以及底板1251外侧分别固定在各自内层过滤网1211的顶端、各弯折处以及底端，再将各自的外层过滤网1221套设在其外部，并将其顶端以及各弯折处分别固定于顶板1231外侧以及各加强筋1241的另一侧，最后将十字形的支撑板1261固定在底板1251底部。当然，也可以采取其它适合的顺序对第一过滤部120和第二过滤部121进行组装固定。这样第一过滤部120或第二过滤部121的各元件即形成整体，以便于后续的过滤筒1与壳体2的组装。

本发明实施例的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构在具体实施时，压水堆核电站的发生基准事故如冷却剂丧失事故(LOCA)或者主蒸汽管道破裂事故(MSLB)后，冷却剂通过破口进入安全壳地坑，这些冷却剂通过多层过滤构件12的第一过滤部120或第二过滤部121的内层滤网1211和外层滤网1221进入两层过滤网之间的正六边形环状空间，从而将材料碎片过滤掉，紧接着，冷却剂涌向与过滤筒1相连接的壳体2的槽腔中，多个壳体2相连接形成管道部，冷却剂通过管道部分别进入安全注入系统以及安全壳喷淋系统。随着大量的冷却剂涌入安全壳地坑，而安全注入系统以及安全壳喷淋系统不断向外抽吸冷却剂再用于反应堆冷却，从而形成冷却剂回路，实现地坑冷却剂的循环再利用。由于过滤筒1包括具有相同结构的第一过滤部120或第二过滤部121，每一过滤部均独立形成过滤回路，由于第一过滤部120和第二过滤部121为嵌接在一体的同轴六棱柱型筒体，在占用相同体积下，此结构的过滤筒过滤面积较大，同时，由于第一过滤部120和第二过滤部121之间设置沿与第一过滤部120轴向延展方向相平行的多根加强筋，以及贯通穿过第一过滤部120和第二过滤部121端部顶板的侧体表面的辅助支撑条3，使得滤筒的整体强度和抗震性能有较大幅度的提高。

参见图5，上述滤筒结构的第二实施方式中，过滤筒1为具有三组过滤构件12相嵌接在一体的同轴六棱柱型筒体，即过滤筒1除包含第一过滤部120和第二过滤部121外，还具有另一组结构与第一过滤部120或第二过滤部121相类似的独立过滤筒体结构，其进一步的容置在第一过滤部120的内层过滤网1211的中空腔体中，可以进一步增加过滤的功效，同时，棱柱滤筒有三分之二的过滤面积朝下或竖直，可以进一步延缓滤床的形成时间，降低压损，可以理解的是，此种实施方式也可以同时设置沿与第一过滤部120轴向延展方向相平行的多根加强筋以及辅助支撑条3以增强滤筒的整体强度和抗震性能。

结合参见图6、图7，本发明滤筒结构的第三实施例中，第一过滤部120和第二过滤部121为嵌接在一体的同轴圆柱型筒体，即第一过滤部120和第二过滤部121主要是由具有圆柱型筒体的内、外双层过滤网的过滤构件12组成，并且第一过滤部120容置在第二过滤部121的内层过滤网1211的中空腔体中，由于具有圆柱型筒体内、外双层过滤网的过滤构件12的加工相对简单，内外层滤网之间没有明显的集中应力，使得滤筒具有更强的整体强度，具体实施方式与上述第一实施例的实施方式相同，不再赘述；同样，此种实施方式也可以同时设置沿与第一过滤部120轴向延展方向相平行的多根加强筋以及辅助支撑条3以增强滤筒的整体强度和抗震性能。

结合参见图8、图9，本发明滤筒结构的第四实施例中，第一过滤部120和第二过滤部121嵌接为一体，第一过滤部120为圆柱型筒体，第二过滤部121为锥筒型筒体，即第一过滤部120主要是由具有圆柱型筒体的内、外双层过滤网的过滤构件12组成，而第二过滤部121主要是由具有锥筒型筒体的内、外双层过滤网的过滤构件12组成，并且第一过滤部120容置在第二过滤部121的内层过滤网1211的中空腔体中，本实施例中，第二过滤部121的锥筒型筒体自连接固定第二过滤部121的所述底板1251相对收窄延展设置，由于第二过滤部121是具有锥面的过滤结构，而第一过滤部120是具有柱面的过滤结构，使得滤筒的底面具有更大的环形流体通道，减少了流体的阻力，并且该实施方式相对于圆柱型筒体的过滤结构可以承受外部液体更大的冲击，强度更大；该结构的实施方式与上述实施例一的实施方式相同，不再赘述；同样，此种实施方式也可以同时设置沿与第一过滤部120轴向延展方向相平行的多根加强筋以及辅助支撑条3以增强滤筒的整体强度和抗震性能。

本发明实施例还公开了一种安全壳地坑过滤器，用于对进入安全壳地坑的冷却剂进行过滤，包括多个过滤筒1和多个壳体2，所述过滤筒1布置在所述壳体2的一个侧面上，多个壳2体首尾相接构成管道部，所述管道部与所述安全壳地坑中的多个泵入口流体连通，所述过滤筒1是由多层过滤构件12相互套嵌固定在所述壳体2上组成的多层过滤结构。

优选的，所述安全壳地坑过滤器还包括套筒1271，所述套筒1271固定连接在所述过滤筒1与所述壳体2相焊接固定的连接处。

本发明实施例的安全壳地坑过滤器的具体实施方式与上述过滤筒结构的实施方式相同，不再赘述。

实施本发明实施例的安全壳地坑过滤器的过滤筒结构以及该安全壳地坑过滤器，由于过滤筒是采用多组过滤构件相套嵌所组成的多层过滤结构，在滤筒实施为两层或多层同轴六棱柱型筒体的结构时，在占用相同体积下，过滤面积更大，可以进一步延缓滤床的形成时间，降低压损；在滤筒实施为两层或多层同轴圆型筒体的结构时，滤筒的加工相对简单，过滤构件间没有明显的集中应力，使得滤筒具有更强的整体强度；在滤筒实施为两层或多层同轴的内层圆型筒体、外层锥筒型筒体的结构时，使得滤筒的底面具有更大的环形流体通道，减少了流体的阻力，可以承受外部液体更大的冲击，强度更大；同时，过滤筒结构通过设置加强筋以及辅助支撑条，增强了滤筒的整体强度和抗震性能。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，包括过滤构件，所述过滤构件包括内、外双层过滤网，所述内、外层过滤网之间的顶部封闭，所述内层过滤网的底部封闭，所述内、外层过滤网之间形成环状空间，其特征在于，

所述过滤筒结构至少包括两组所述过滤构件，所述过滤筒结构是主要由所述过滤构件相套嵌组成的多层过滤结构；

所述过滤筒结构进一步包括第一过滤部和第二过滤部，所述第一过滤部和所述第二过滤部主要是由所述过滤构件的所述内、外双层过滤网、顶板、底板以及支撑板分别装配形成的独立过滤回路；

所述第一过滤部和所述第二过滤部设置辅助支撑条，所述辅助支撑条贯通穿过所述第一过滤部和所述第二过滤部端部顶板的侧体表面。

2.如权利要求1所述的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，其特征在于，

所述第一过滤部和所述第二过滤部的形状和结构相同，均呈筒状，所述第一过滤部容置在所述第二过滤部的所述内层过滤网的中空腔体中。

3.如权利要求2所述的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，其特征在于，所述第一过滤部的中心轴线与所述第二过滤部的中线轴线相重合；

所述第一过滤部和所述第二过滤部之间设置用于增强所述过滤筒刚度和抗震性能的加强筋。

4.如权利要求3所述的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，其特征在于，所述加强筋沿与所述第一过滤部轴向延展方向相平行的方向设置。

5.如权利要求1所述的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，其特征在于，所述第一过滤部和所述第二过滤部为嵌接在一体的同轴六棱柱型筒体。

6.如权利要求1所述的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，其特征在于，所述第一过滤部和所述第二过滤部为嵌接在一体的同轴圆柱型筒体。

7.如权利要求1所述的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，其特征在于，所述第一过滤部和所述第二过滤部作一体嵌接，所述第一过滤部为圆柱型筒体，所述第二过滤部为锥筒型筒体。

8.如权利要求7所述的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构，其特征在于，所述第二过滤部锥筒型筒体自连接固定所述第二过滤部的所述底板相对收窄设置。

9.一种安全壳地坑过滤器，用于对进入安全壳地坑的冷却剂进行过滤，包括多个过滤筒和多个壳体，所述过滤筒布置在所述壳体的一个侧面上，多个壳体首尾相接构成管道部，所述管道部与所述安全壳地坑中的多个泵入口流体连通，其特征在于，所述安全壳地坑过滤器包括如权利要求1-8任一项所述的用于安全壳地坑过滤器的过滤筒结构。

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