CN105023619A - 一种用于安全壳的抵压水池系统及核岛安全壳 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于安全壳的抵压水池系统，包括：设置于安全壳上部区域的干井(11)、设置于安全壳下部区域的湿井(12)，在所述湿井(12)下部设置有盛满水的湿井水池(120)，在所述湿井水池(120)上部形成有湿井气空间(121)；在所述干井(11)的底部中间位置的分隔界面(13)下沉形成堆坑(15)；以及多根抑压管(14)，每一抑压管(14)的进口位于干井(11)底部位置，其出口位于湿井水池(120)底部位置，且处于湿井水池(120)的水面之下。相应地，本发明还公开了一种核岛安全壳。实施本发明，可以事故早期快速抑制安全壳压力升高，从而降低安全壳壳体的设计压力及对事故后安全壳及壳内系统起到非常显著的保护作用。

Description

一种用于安全壳的抵压水池系统及核岛安全壳
技术领域
本发明涉及核电厂的安全壳保护领域，特别涉及一种用于安全壳的抵压水池系统及核岛安全壳。
背景技术
在5～200万千瓦(电功率)级别的核电站中，当反应堆冷却剂管道出现大的破裂时，通过破口释放的流体质量和能量将在安全壳净空间内产生一个蒸汽分压。安全壳内原有较冷空气的吸热使得蒸汽冷凝从而降低此分压，但是空气受到加热而又提高了空气的分压。故在此类反应堆冷却剂管道出现事故的早期，如果不能快速抑制安全壳压力升高，则会使该事故扩大，甚至影响到反应堆的安全；但是现有的技术中，尚没有快速抑制安全壳压力升高的有效果且经济的措施。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于安全壳的抵压水池系统及核岛安全壳，其可以快速抑制安全壳压力升高，以提高核电站厂安全壳的可靠性、安全性、经济性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种用于安全壳的抵压水池系统，所述系统包括：
设置于安全壳的钢壳内部的上部区域的干井；
设置于安全壳的钢壳内部的下部区域的湿井，在所述湿井下部设置有盛满水的湿井水池，在所述湿井水池上部形成有湿井气空间，所述湿井与所述干井通过分隔界面相隔离；
在所述干井的底部中间位置的分隔界面下沉形成堆坑，所述堆坑的底部低于所述湿井水池的水面；
多根抑压管，每一抑压管穿设在所述干井与湿井间的分隔界面上，其中，每一抑压管的进口位于干井底部位置，其出口位于湿井水池底部位置，且处于湿井水池的水面之下。
其中，在所述干井空间中设置有核岛安全系统及设备。
其中，所述堆坑中放置有核岛安全系统的压力容器，在事故中长期阶段利用湿井水池或者外部水充分淹没所述压力容器。
其中，所述多根抑压管设置在堆坑外围，且沿堆坑中心向外发散性布置。
其中，在所述多根抵压管中，靠近堆坑中心的抵压管的横截面大于远离堆坑中心的抵压管的横截面。
本发明实施例的另一方面，还提供一种核岛安全壳，至少包括：
安全壳，其具有密封的钢壳以及设置于所述钢壳中的核岛安全系统及设备；
在所述安全壳的钢壳内部的上部区域形成有干井，在所述安全壳的钢壳内部的下部区域形成有湿井，所述湿井与所述干井通过分隔界面相隔离；其中，在所述湿井下部设置有盛满水的湿井水池，在所述湿井水池上部形成有湿井气空间；
在所述干井的底部中间位置的分隔界面下沉形成堆坑，所述堆坑的底部低于所述湿井水池的水面，在所述堆坑中放置有核岛安全系统的压力容器；
在所述干井与湿井间的分隔界面上穿设有多根抑压管，每一抑压管的进口位于干井底部位置，其出口位于湿井水池底部位置，且处于湿井水池的水面之下。
其中，所述多根抑压管设置在堆坑外围，且沿堆坑中心向外发散性布置。
其中，在所述多根抵压管中，靠近堆坑中心的抵压管的横截面大于远离堆坑中心的抵压管的横截面。实施本发明，具有如下的有益效果：
首先，由于本发明实施例提供的抵压水池系统，其采用非能动概念设计，非常安全可靠；
另外，本发明实施例能在事故初期快速抑致安全壳压力升高，当安全壳压力升高时，会迫使混合气体进入抑压水池，使进入抑压水池的蒸汽发生冷凝，而不可凝气体进入抑压水池气空间，故抑压水池的设置可以在事故初期对安全壳内压力升高有明显的抑制效果；
其次，本发明实施例应用范围广，特别是可应用在小型堆型号核电站上，如5～200万千瓦(电功率)级别的核电站及有压力控制需求领域有非常大的市场需求；
而且，由于本发明实施例能在事故早期快速抑制安全壳压力升高，从而可以降低安全壳壳体的设计压力，以及对事故后安全壳及壳内系统起到非常显著的保护作用，故其具有重大的经济效益及安全价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明提供的用于安全壳的抵压水池系统的一个实施例的应用环境示意图；
图2是图1中A-A向横截面的示意简图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，是本发明的用于安全壳的抵压水池系统的一个实施例的应用环境示意图；在该实施例中，该用于安全壳的抵压水池系统包括：
设置于安全壳的钢壳10内部的上部区域的干井11，在该干井11中一般设置有核电厂的核岛安全系统及设备；
设置于安全壳的钢壳10内部的下部区域的湿井12，在湿井12下部设置有盛满水的湿井水池120，在湿井水池120上部形成有湿井气空间121，该湿井气空间为气相空间，在事故后，进入湿井水池120的不可凝气体及未被冷凝的蒸汽进入该部分空间；湿井12与干井11通过分隔界面13相隔离；
在干井11的底部中间位置的分隔界面13下沉形成堆坑15，堆坑15的底部低于湿井水池120的水面；
多根抑压管14，每一抑压管14穿设在干井11与湿井12间的分隔界面13上，其中，每一抑压管14的进口位于干井11底部位置，其出口位于湿井水池120底部位置，且处于湿井水池120的水面之下。
其中，在干井11空间中设置有一次侧的核岛全系统及设备16。且堆坑15中放置有核岛安全系统的压力容器160，在事故中长期阶段利用湿井水池120或者外部水充分淹没压力容器160。
同时，请参见图2所示，是图1中A-A向横截面的示意简图。从中可以看出，多根抑压管14设置在堆坑15外围，且沿堆坑15中心向外发散性布置。且在多根抵压管14中，靠近堆坑11中心的抵压管14的横截面大于远离堆坑11中心的抵压管14的横截面。
具体地，该用于安全壳的抵压水池系统的工作原理如下：
该抵压水池系统为一种非能动快速抑制安全壳压力升高的系统。位于干井空间的核岛安全系统的一次侧或者二次侧发生破口事故后，高温高压的流体从破口喷放流出至干井空间，故使干井压力急速升高，从而使干井与湿井空间存在一定的差压，由于压差效应，干井中混合气体(蒸汽及不可凝气体)通过抑压管进入湿井水池，蒸汽与湿井水池中的发生快速冷凝形成液相水，不可凝器气体及未被冷凝后的蒸汽进入湿井气空间；蒸汽的不断冷凝可有效抑制事故后干井压力升高，故该系统能在事故早期快速抑制安全壳压力升高，从而降低安全壳壳体的设计压力及对事故后安全壳及壳内系统起到非常显著的保护作用。该系统可应用在核电站小型堆型号，具有重大的经济效益及安全价值。
相应地，本发明实施例提供了一种核岛安全壳，至少包括：
安全壳1，其具有密封的钢壳10以及设置于钢壳10中的核岛安全系统及设备16，其中，该钢壳10可以采用钢质材料制造，为电厂提供又一道屏障；
在安全壳的钢壳10内部的上部区域形成有干井11，在安全壳的钢壳10内部的下部区域形成有湿井12，湿井12与干井11通过分隔界面13相隔离；其中，在湿井12下部设置有盛满水的湿井水池120，在湿井水池120上部形成有湿井气空间121；
在干井11的底部中间位置的分隔界面13下沉形成堆坑15，堆坑15的底部低于湿井水池120的水面，在堆坑15中放置有核岛安全系统的压力容器160；
在干井11与湿井12间的分隔界面13上穿设有多根抑压管14，每一抑压管14的进口位于干井11底部位置，其出口位于湿井水池120底部位置，且处于湿井水池120的水面之下。
其中，多根抑压管14设置在堆坑15外围，且沿堆坑15中心向外发散性布置。且在多根抵压管14中，靠近堆坑11中心的抵压管14的横截面大于远离堆坑11中心的抵压管14的横截面。可以理解的是，通过调整抑压管14在湿井水池120中具体布置的数量、插入的水池深度、径向位置各管截面积，可以应用在不同的应用场景，在不同破口尺寸及不同位置破口事故后实现快速抑制壳内压力升高。
实施本发明，具有如下的有益效果：
首先，由于本发明实施例提供的抵压水池系统，其采用非能动概念设计，非常安全可靠；
另外，本发明实施例能在事故初期快速抑致安全壳压力升高，当安全壳压力升高时，会迫使混合气体进入抑压水池，使进入抑压水池的蒸汽发生冷凝，而不可凝气体进入抑压水池气空间，故抑压水池的设置可以在事故初期对安全壳内压力升高有明显的抑制效果；
其次，本发明实施例应用范围广，特别是可应用在小型堆型号核电站上，如5～200万千瓦(电功率)级别的核电站及有压力控制需求领域有非常大的市场需求；
而且，由于本发明实施例能在事故早期快速抑制安全壳压力升高，从而可以降低安全壳壳体的设计压力，以及对事故后安全壳及壳内系统起到非常显著的保护作用，故其具有重大的经济效益及安全价值。
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 (8)

1.一种用于安全壳的抵压水池系统，其特征在于，所述系统包括：
设置于安全壳的钢壳(10)内部的上部区域的干井(11)；
设置于安全壳的钢壳(10)内部的下部区域的湿井(12)，在所述湿井(12)下部设置有盛满水的湿井水池(120)，在所述湿井水池(120)上部形成有湿井气空间(121)，所述湿井(12)与所述干井(11)通过分隔界面(13)相隔离；
在所述干井(11)的底部中间位置的分隔界面(13)下沉形成堆坑(15)，所述堆坑(15)的底部低于所述湿井水池(120)的水面；
多根抑压管(14)，每一抑压管(14)穿设在所述干井(11)与湿井(12)间的分隔界面(13)上，其中，每一抑压管(14)的进口位于干井(11)底部位置，其出口位于湿井水池(120)底部位置，且处于湿井水池(120)的水面之下。
2.如权利要求1所述的一种用于安全壳的抵压水池系统，其特征在于，在所述干井(11)空间中设置有核岛安全系统及设备(16)。
3.如权利要求2所述的一种用于安全壳的抵压水池系统，其特征在于，所述堆坑(15)中放置有核岛安全系统的压力容器(160)，在事故中长期阶段利用湿井水池(120)或者外部水充分淹没所述压力容器(160)。
4.如权利要求3所述的一种用于安全壳的抵压水水池系统，其特征在于，所述多根抑压管(14)设置在堆坑(15)外围，且沿堆坑(15)中心向外发散性布置。
5.如权利要求4所述的一种用于安全壳的抵压水池系统，其特征在于，在所述多根抵压管(14)中，靠近堆坑(11)中心的抵压管(14)的横截面大于远离堆坑(11)中心的抵压管(14)的横截面。
6.一种核岛安全壳，其特征在于，至少包括：
安全壳(1)，其具有密封的钢壳(10)以及设置于所述钢壳(10)中的核岛安全系统及设备(16)；
在所述安全壳的钢壳(10)内部的上部区域形成有干井(11)，在所述安全壳的钢壳(10)内部的下部区域形成有湿井(12)，所述湿井(12)与所述干井(11)通过分隔界面(13)相隔离；其中，在所述湿井(12)下部设置有盛满水的湿井水池(120)，在所述湿井水池(120)上部形成有湿井气空间(121)；
在所述干井(11)的底部中间位置的分隔界面(13)下沉形成堆坑(15)，所述堆坑(15)的底部低于所述湿井水池(120)的水面，在所述堆坑(15)中放置有核岛安全系统的压力容器(160)；
在所述干井(11)与湿井(12)间的分隔界面(13)上穿设有多根抑压管(14)，每一抑压管(14)的进口位于干井(11)底部位置，其出口位于湿井水池(120)底部位置，且处于湿井水池(120)的水面之下。
7.如权利要求6所述的一种核岛安全壳，其特征在于，所述多根抑压管(14)设置在堆坑(15)外围，且沿堆坑(15)中心向外发散性布置。
8.如权利要求7所述的一种核岛安全壳，其特征在于，在所述多根抵压管
(14)中，靠近堆坑(11)中心的抵压管(14)的横截面大于远离堆坑(11)中心的抵压管(14)的横截面。
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