CN106535561A - 一种电气柜间非能动余热排出系统及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电气柜间非能动余热排出系统，包括通风室、进风孔和排风孔；所述进风孔和排风孔均贯穿电气柜所在内室的外墙；所述进风孔与通风室连通；所述通风室设置有与电气柜底部导通的通风孔；所述电气柜上部设置有散热孔。本发明为电气柜间提供了全厂失电事故通风模式，可防止电气柜间过热，保护电气柜间的设备设施；本系统的隔离、触发及主要功能均不依赖于外界的动力输入，因此具有非能动特性和高可靠性。

Description

一种电气柜间非能动余热排出系统及应用
技术领域
本发明属于余热排出系统，具体涉及一种用于应对全厂失电事故中的电气柜间非能动余热排出系统。
背景技术
核工业工程中，电气柜是相当重要的设备。对于现有的第二代核电机组来说，电气柜房间的通风设计主要考虑两个方面：1.确保电厂正常工况下电气柜安全正常运行及人员进入所需的室内温湿度和换气；2.加载应急柴油发电机时，确保在失去正常电源后维持电气柜安全正常运行及人员进入所需的室内温湿度和换气。
随着科技发展，技术人员研发了第三代核电机组，第三代核电机组部分增加了加载SBO柴油发电机，维持SBO工况下电气柜安全正常运行及人员进入所需的室内温湿度和换气。
但是，上述核电机组的通风机构都没有考虑失去SBO工况下，即全厂失电事故工况下，为执行安全功能阀门设备供电的电气柜房间如何保证合适温度。二代核电机组本身仅考虑全厂失电后，由蓄电池通过电气柜对安全功能设备设施维持2小时的供电；而三代机组相对于二代对全厂失电后的工况进行了深入分析并设置了相关应对措施，但是对于相应的辅助系统(包括通风系统)，尚没有完整分析以及采取相应措施。可见，现有电气柜间通风系统的设计考虑了电厂正常运行工况、失去厂用电工况、失去全部交流电源工况，但是发生全厂断电、长时间全厂断电等严重事故时，电气柜间不具有通风能力。该事故工况下，电气柜的持续运行将造成房间内温度的不断升高。温度的升高不仅影响电气元件的性能和寿命，而且有发生火灾的可能性，继而丧失对执行安全功能的阀门设备的供电，造成不可控的严重事故。
电气柜间通风系统问题的存在，是因为：一方面，三代核电机组相对于二代的重大改进，在辅助系统的相应设计问题上尚未得到彻底解决；另一方面，在发生全厂失电事故后，全厂仅有72小时蓄电池通过部分电气柜为执行安全功能的设备阀门供电，而72小时蓄电池容量有限，无法加载通风系统运行所需的电量(为通风设备用电设置蓄电池引起通风设备用电量的增加，将导致更大量蓄电池的需求)，连锁反应带来的蓄电池增加、建筑面积的增加、通风设备的增加以及相应电气柜的增加都是不能计量的。但是，鉴于全厂失电事故后，为执行安全功能阀门设备供电的电气柜发生故障的后果的严重性，必须对该问题进行评估、针对性分析，并提出有效的解决方案。本发明以此为出发点，为电气柜间通风系统应对全厂失电事故提出了切实可行的方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电气柜间非能动余热排出系统，解决在电力不足的情况下余热不能及时排出从而对电气柜造成损坏的弊端。
本发明的技术方案如下：
一种电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于：包括通风室、进风孔和排风孔；所述进风孔和排风孔均贯穿电气柜所在内室的外墙；所述进风孔与通风室连通；所述通风室设置有与电气柜底部导通的通风孔；所述电气柜上部设置有散热孔。
进一步，如上所述的电气柜间非能动余热排出系统，所述进风孔设置在所述的内室下部，所述排风孔设置在所述内室上部。
进一步，如上所述的电气柜间非能动余热排出系统，所述电气柜下部设置有格栅，所述格栅处设置有活动的隔离挡板，所述隔离挡板活动能够将格栅挡住或将格栅露出。
进一步，如上所述的电气柜间非能动余热排出系统，温度熔断开关控制所述隔离挡板的活动。
进一步，如上所述的电气柜间非能动余热排出系统，所述进风孔倾斜设置，靠近内室的一端标高高于靠近室外的一端；
和/或，所述排风孔倾斜设置，靠近内室的一端标高低于靠近室外的一端。
进一步，如上所述的电气柜间非能动余热排出系统，所述排风孔远离内室的一侧通过排风管与风力通风机导通。
进一步，如上所述的电气柜间非能动余热排出系统，所述进风孔处设置有进风阀门和/或所述排风孔处设置有排风阀门。
进一步，如上所述的电气柜间非能动余热排出系统，所述进风阀门和/或排风阀门的开闭至少有一个由温度熔断开关控制。
进一步，如上所述的电气柜间非能动余热排出系统，所述通风室与至少两个进风孔导通。
进一步，如上所述的电气柜间非能动余热排出系统在应对全厂失电事故中的通风应用。
本发明的有益效果如下：
1、为电气柜间提供了全厂失电事故通风模式，可防止电气柜间过热，保护电气柜间的设备设施；
2、防止电气柜间过热，同时为进入操作的人员提供较适宜的室内环境条件；
3、室外风直接消除电气柜内的热量，有效维持电气元件的良好性能，延长电气元件的寿命；
4、本系统的隔离、触发及主要功能均不依赖于外界的动力输入，因此具有非能动特性和高可靠性；
5、进风孔和排风孔分别设置在下部和上部，符合热烟囱效应，能够有效排出热气补充冷气。
附图说明
图1为本发明一种电气柜非能动余热排出系统的结构示意图。
图2为本发明一种电气柜间非能动余热排出系统外墙内侧布置示意图。
上述附图中，1、进风阀门；2、进风孔；3、通风室；4、隔离挡板；5、温度熔断开关；6、电气柜；7、排风阀门；8、排风孔；9、排风管；10、风力通风机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明提供了一种电气柜间非能动余热排出系统，用于核电站电气柜间通风，同时也可用于非核电站项目具有类似功能要求的电气柜房间通风，如图1和图2所示，本发明的电气柜间非能动余热排出系统包括通风室3、进风孔2和排风孔8；所述进风孔2和排风孔8均贯穿电气柜6所在内室的外墙；所述进风孔2与通风室3连通；所述通风室3设置有与电气柜6底部导通的通风孔；所述电气柜6上部设置有散热孔。本发明通过室内外热压作用以及电气柜热烟囱效应实现全厂失电后电气柜间自然通风，排出电气柜6散热，从而防止电气柜间温度过高导致的电气元件功能失效，隔离、触发及主要功能均不依赖于外界的动力输入，因此具有非能动特性和高可靠性。所述进风孔2设置在所述的内室下部，所述排风孔8设置在所述内室上部，符合热烟囱效应，能够有效排出热气补充冷气。所述进风孔2倾斜设置，靠近内室的一端标高高于靠近室外的一端，防止室外雨水倒灌入室内；和/或，所述排风孔8倾斜设置，靠近内室的一端标高低于靠近室外的一端，有利于热空气上升排出。所述排风孔8远离内室的一侧通过排风管9与风力通风机10导通，风力通风机10可防止室外雨水倒灌入室内。
所述进风孔2处设置有进风阀门1和/或所述排风孔8处设置有排风阀门7。本实施例中为进风孔2设置进风阀门1且排风孔8设置排风阀门7。所述进风阀门1和/或排风阀门7的开闭至少有一个由温度熔断开关控制(图中未示出)。本实施例中进风阀门1和排风阀门7的开闭均由温度熔断开关控制如此实现利用温度自动控制本余热排出系统的启动与停止。具体实现方式为:进风阀门和排风阀门均由温度熔断开关(图中未示出)控制，温度熔断开关熔断时，阀门(相应的进风阀门或排风阀门)的阀板在重力作用下打开，相应的进风孔或排风孔导通室内外两侧，而该阀门的再次关闭需要在事故后人员手动复位。
所述电气柜6下部设置有格栅，所述格栅处设置有活动的隔离挡板4，所述隔离挡板4活动能够将格栅挡住或将格栅露出。正常运行工况下，正常的通风系统运行消除室内余热，维持电气柜间正常温度范围；本余热排出系统不工作，进风阀门1和排风阀门7处于关闭状态，电气柜6下侧的隔离挡板4收起，格栅露出(图中a所示位置)，内室风经电气柜6下侧的格栅与电气柜6内部相通，保证电气柜6正常散热通路畅通。
发生全厂失电事故后，正常通风系统失电停运，应急的电气柜6需要持续运行至核电站安全停堆，在此过程中电气柜6持续发热，当室内温度到达设定值时，进风阀门1和排风阀门7的温度熔断开关(图中未示出)熔断，自动打开进风阀门1和排风阀门7，由于室内外存在热压差，温度高的空气经排风孔8排出室外，温度低的空气由内室下部的进风孔2向室内补充；由于电气柜6内部发热的热烟囱效应，热空气向上排出电气柜6，使电气柜6下部产生负压，抽吸通风室3内空气，从而加大了室外空气向内补充的速度；所述隔离挡板4的活动由温度熔断开关5控制，当电气柜6下部温度升高到设定值，电气柜体下侧的隔离挡板4由挡板温度熔断开关5控制自动释放，隔离挡板4将格栅挡住(温度熔断开关5熔断时，隔离挡板4在重力作用下由图a所示位置移动至b所示位置，事故后需要人员手动复位至a位置)，避免室内的较热气流向电气柜6内流动，电气柜6下部仅接入来自进风孔2的温度较低的室外风，再次增大抽吸室外风的作用力，增强自然通风排出室内余热的效果。
电气柜6加热后的热空气向上，经已经打开的排风阀门7、排风孔8、排风管9以及风力通风机10排至室外，风力通风机10的运行与室外风速以及室内外空气温度差有关，室外风速越大，风力通风机10的效果越好，室内外空气温度差越大，风力通风机10的效果也越好，那么室外风速的加大不仅不会造成室外风经排风管9路倒灌，而且可以增加排风量，室内排风温度高，同样加大了排风量，有利于消除室内发热量。
所述通风室3与至少两个进风孔2导通，多个进风孔2同时为通风室3提供较冷空气，取得更好的效果。同时，为加强排风效果，也可同时设置多个排风孔8。
一旦核电厂发生全厂断电事故，为执行安全功能的阀门设备供电的应急电气柜必须持续运行，而正常通风系统因为失电而丧失，同时应急电气柜房间属于密闭房间，电气柜的持续运行将造成房间内温度的不断升高。温度的升高不仅影响电气元件的性能和寿命，而且有发生火灾的可能性。
本实施例提供的电气柜间非能动余热排出系统在此种情况被自动触发，应急电气柜间进入自然通风模式。此模式下，电气柜散热经自然循环风带走，维持适宜的运行条件，保证电气元件的良好性能和使用寿命，为电厂事故后执行安全停堆等功能提供有效的时间保证。本系统的隔离，触发及主要功能均不依赖于外界的动力输入，因此具有非能动特性和高可靠性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于：包括通风室(3)、进风孔(2)和排风孔(8)；所述进风孔(2)和排风孔(8)均贯穿电气柜(6)所在内室的外墙；所述进风孔(2)与通风室(3)连通；所述通风室(3)设置有与电气柜(6)底部导通的通风孔；所述电气柜(6)上部设置有散热孔。
2.如权利要求1所述的电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于，所述进风孔(2)设置在所述的内室下部，所述排风孔(8)设置在所述内室上部。
3.如权利要求1所述的电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于，所述电气柜(6)下部设置有格栅，所述格栅处设置有活动的隔离挡板(4)，所述隔离挡板(4)活动能够将格栅挡住或将格栅露出。
4.如权利要求3所述的电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于，温度熔断开关(5)控制所述隔离挡板(4)的活动。
5.如权利要求1所述的电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于，所述进风孔(2)倾斜设置，靠近内室的一端标高高于靠近室外的一端；
和/或，
所述排风孔(8)倾斜设置，靠近内室的一端标高低于靠近室外的一端。
6.如权利要求1所述的电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于，所述排风孔(8)远离内室的一侧通过排风管(9)与风力通风机(10)导通。
7.如权利要求1所述的电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于，所述进风孔(2)处设置有进风阀门(1)和/或所述排风孔(8)处设置有排风阀门(7)。
8.如权利要求7所述的电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于，所述进风阀门(1)和/或排风阀门(7)的开闭至少有一个由温度熔断开关控制。
9.如权利要求1-8任一所述的电气柜间非能动余热排出系统，其特征在于，所述通风室(3)与至少两个进风孔(2)导通。
10.如上述权利要求1-9所述的电气柜非能动余热排出系统在应对全厂失电事故中的通风应用。
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