CN109341009A - 一种海洋核动力平台安全壳的空调系统 - Google Patents

一种海洋核动力平台安全壳的空调系统 Download PDF

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方震
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贺梅葵
刘倩
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Abstract

本发明公开了一种海洋核动力平台安全壳的空调系统，其包括主用空调设备和备用空调设备，在反应堆正常运行期间，安全壳空调系统正常运行，主用安全壳系统能正常运行，对安全壳进行降温除湿，控制安全壳内部环境在正常范围内，主用空调设备的主用空调控制装置用于监测主用空调设备的运行参数并上传至采集控制装置，采集控制装置接收主用空调设备的状态参数，通过主用空调设备的状态参数与预设正常参数相比较，判断主用空调设备是否正常运行，当主用空调设备异常时，关闭主用空调设备，并启用备用空调设备，备用空调设备继续为安全壳进行降温除湿，保障安全壳内设备的正常运行。

Description

一种海洋核动力平台安全壳的空调系统
技术领域
本发明涉及船舶空调系统领域，具体涉及一种海洋核动力平台安全壳的空调系统。
背景技术
海洋核动力平台是以核能作为一次能源的非自航式能源供应浮动平台，可对外提供电力、淡水等能源保障，能长期在指定地点进行作业或根据需要移动到另一地点进行长期作业。核动力装置是以核燃料代替普通燃料，利用核反应堆内核燃料的裂变反应产生热能并转换为动力的装置。反应堆安全壳又称反应堆保护外壳。指包在反应堆主要设备外面起保护作用的一个立式圆柱状半球形顶盖或球形的密封金属或混凝土外壳。在壳体内部的动力堆主要设备有：反应堆、蒸气发生器、主循环泵、稳压器及冷却剂的进出口管道阀门等。其内设有喷淋系统以冷凝事故时释放的大量蒸气、吸收放射性碘(事故时危害最大的裂变气体)和冲洗壳内放射性尘埃。反应堆的安全壳是防止放射性物质逸散到环境中的最后一道屏障，须能经受发生失去冷却水事故时产生的压力和温度变化，地震和旋风等自然灾害以及来自内部或外部的碎片撞击等意外情况的影响。
反应堆运行期间，由于一次冷却剂系统的散热，安全壳内的空气温度不断上升，如果一次冷却剂系统泄漏，安全壳内空气中将含有放射性物质。安全壳的空调系统的任务就是对安全壳进行降温除湿，控制安全壳内部环境温湿度在允许范围内。
但是海洋可动力平台的安全壳空间狭小，海洋工况复杂，对安全壳空调系统的可靠性要求更高，现有的安全壳空调系统占地空间大，且在海洋工况下工作易出现故障，一旦安全壳空调系统出现故障，将无法保障安全壳内设备的正常运行。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种海洋核动力平台安全壳的空调系统，能够满足在海洋工况下工作，保障安全壳内设备的正常运行。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种海洋核动力平台安全壳的空调系统，其包括：
主用空调设备，其包括主用空调控制装置，所述主用空调控制装置用于监测所述主用空调设备的运行参数并上传；
备用空调设备；
采集控制设备，其分别与所述主用空调设备和所述备用空调设备相连，所述采集控制设备用于接收所述主用空调设备的运行参数，并在所述主用空调设备异常时切换启用所述备用空调设备。
在上述技术方案的基础上，所述采集控制设备包括：
主用空调设备启停装置，其用于在所述主用空调设备异常时关闭所述主用空调设备；
备用空调设备启停装置，其用于在所述主用空调设备异常时开启所述备用空调设备。
在上述技术方案的基础上，所述主用空调设备包括：
第一回风管，所述第一回风管上依次设有第一回风口、第一风机、第一过滤器、第一表冷器、第一挡水板、止回阀。
送风管，所述送风管上设有用于连接安全壳的送风口。
在上述技术方案的基础上，所述主用空调控制装置包括：
风机状态控制器，其用于监测所述第一风机的启停状态和转速；
风机温度传感器，其用于监测所述第一风机的温度。
在上述技术方案的基础上，所述备用空调设备包括第二回风管，所述第二回风管上依次设有第二回风口、第二风机、第二过滤器、第二表冷器、第二挡水板和电动阀，所述第二回风管与所述第一回风管通过所述送风管相连通，且所述备用空调设备和主用空调设备上均设有风量阀；
所述电动阀用于在所述主用空调设备异常时，开启所述备用空调设备的风管通道。
在上述技术方案的基础上，所述采集控制设备包括：
安全壳温度监控器，其用于监测安全壳的温度并根据安全壳的温度来调节所述风量阀的开合度；
空调设备运行时间监控器用于监测并记录主用空调设备和备用空调设备的运行时间。
本发明还提供一种控制上述的空调系统的方法，包括以下步骤：
监测主用空调设备的运行参数并上传；
接收所述主用空调设备的状态参数，并在所述主用空调设备异常时切换启用备用空调设备。
在上述技术方案的基础上，监测主用空调设备的运行参数包括以下步骤：
监测主用空调设备设有的第一风机的启停状态和转速；
监测所述第一风机的温度。
在上述技术方案的基础上，在所述主用空调设备异常时启用备用空调设备包括以下步骤：
通过采集控制设备设有的主用空调设备启停装置，关闭所述主用空调设备；
通过采集控制设备设有的备用空调设备启停装置，开启所述备用空调设备；
通过备用空调设备设有的电动阀，开启所述备用空调设备的回风管路。
在上述技术方案的基础上，所述控制方法还包括以下步骤：
所述主用空调设备和备用空调设备均设有风量阀；
监测安全壳的温度，并根据安全壳的温度来调节所述风量阀的开合度；
监测并记录主用空调设备和备用空调设备的运行时间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的名称包括一种海洋核动力平台安全壳的空调系统，其包括主用空调设备和备用空调设备，在反应堆正常运行期间，安全壳空调系统正常运行，主用安全壳系统能正常运行，对安全壳进行降温除湿，控制安全壳内部环境在正常范围内，主用空调设备的主用空调控制装置用于监测主用空调设备的运行参数并上传至采集控制装置，采集控制装置接收主用空调设备的运行参数，通过主用空调设备的运行参数与预设正常参数相比较，判断主用空调设备是否正常运行，当主用空调设备异常时，关闭主用空调设备，并启用备用空调设备，备用空调设备继续为安全壳进行降温除湿，保障安全壳内设备的正常运行。
附图说明
图1为本发明实施例中一种海洋核动力平台安全壳的空调系统的示意图；
图2为本发明实施例中一种海洋核动力平台安全壳的空调系统的组合框图；
图3为本发明实施例中一种海洋核动力平台安全壳的空调系统的结构框图；
图4为本发明的实施例中主用空调控制装置的结构框图；
图5为本发明实施例中一种海洋核动力平台安全壳空调系统的控制方法的流程图。
图中：1-主用空调设备，10-主用空调控制装置，100-风机状态控制器，101-风机温度传感器，11-第一回风管，12-第一回风口，13-第一风机，14-第一过滤器，15-第一表冷器，16-第一挡水板，17-止回阀，18-送风管，19-送风口，2-备用空调设备，20-第二回风管，21-第二回风口，22-第二风机，23-第二过滤器，24-第二表冷器，25-第二挡水板，26-电动阀，3-采集控制设备，30-主用空调设备启停装置，31-备用空调设备启停装置，32-安全壳温度监控器，33-空调设备运行时间监控器，4-风量阀，1000-主控台。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明实施例提供一种海洋核动力平台安全壳的空调系统，空调系统为全回风系统，核动力平台处于海洋环境舱外，如果新风进入设备，易腐蚀设备，无新风的情况下，还可以相对的延长设备寿命。空调系统包括主用空调设备1、备用空调设备2、采集控制设备3和主控台1000；主用空调设备1包括主用空调控制装置10，主用空调控制装置10用于监测主用空调设备1的运行参数并上传至采集控制设备3；采集控制设备3分别与主用空调设备1和备用空调设备2相连，采集控制设备3用于接收主用空调设备1的运行参数，并上传至主控台1000，通过主控台1000远程遥操相应设备。在反应堆正常运行期间，安全壳空调系统正常运行，对安全壳进行降温除湿，控制安全壳内部环境在正常范围内，主用空调设备1的运行参数通过采集控制设备3并上传至主控台1000，通过主用空调设备1的运行参数与预设正常参数相比较，判断主用空调设备1是否正常运行，当主用空调设备1异常时，关闭主用空调设备1，并启用备用空调设备2，备用空调设备2继续为安全壳进行降温除湿，保障安全壳内设备的正常运行。
参见图3所示，采集控制设备3包括主用空调设备启停装置30和备用空调设备启停装置31，在主用空调设备1异常时，主控台1000控制主用空调设备启停装置30关闭主用空调设备1，并控制备用空调设备启停装置31开启备用空调设备2。
参见图1所示，作为一个可选的实施例，主用空调设备1包括第一回风管11和送风管18，第一回风管11上依次设有第一回风口12、第一风机13、第一过滤器14、第一表冷器15、第一挡水板16、止回阀17；送风管18上设有用于连接安全壳的送风口19。其中止回阀17用于在主用空调设备1异常时，防止气流倒流损害空调设备。
主用空调设备1的工作原理为：
主用空调设备1工作时，从第一回风口12处吸入空气进入系统内，第一风机13将输送空气，空气进入第一过滤器14内进行过滤后进入第一表冷器15，空气与第一表冷器15内的冷媒水进行热交换，把热量传递给水，对空气进行冷却降温除湿，再进入第一挡水板16，把冷却后的空气凝水档在主用空调设备1内，通过送风口19送人安全壳，对安全壳进行降温除湿，送风口设置在安全壳内，因为空调系统内的工作介质为带放射性的空气，空调设备选用耐辐射的材料，管路及阀门都具有良好的密闭性。
参见图4所示，作为一个优选的实施例，主用空调控制装置10包括风机状态控制器100和风机温度传感器101，风机状态控制器100用于监测第一风机13的启停状态和转速，若第一风机13未工作或者第一风机13的转速与预设值之间差值超过规定范围，则主控台1000通过主用空调设备启停装置30远程遥操关闭主用空调设备1，并通过备用空调设备启停装置31开启备用空调设备2。风机温度传感器101用于监测第一风机13的温度，若第一风机13的温度与预设值之间差值超过规定范围，则主控台1000通过主用空调设备启停装置30远程遥操关闭主用空调设备1，并通过备用空调设备启停装置31开启备用空调设备2。
参见图1所示，作为一个优选的实施例，备用空调设备2包括第二回风管20，第二回风管20上依次设有第二回风口21、第二风机22、第二过滤器23、第二表冷器24、第二挡水板25和电动阀26，第二回风管20与第一回风管11通过送风管18相连通，且备用空调设备2和主用空调设备1上均设有风量阀4；电动阀26用于在主用空调设备1异常时，开启备用空调设备2的风管通道。
备用空调设备2的工作原理为：
主用空调设备1停止工作后，通过备用空调设备启停装置31开启备用空调设备2，利用电动阀26切换管路至备用空调设备2，备用空调设备2工作时，从第二回风口21处吸入空气进入系统内，第二风机22将输送空气，空气进入第二过滤器23内进行过滤后进入第二表冷器24，空气与第二表冷器24内的冷媒水进行热交换，把热量传递给水，对空气进行冷却降温除湿，再进入第二挡水板25，把冷却的空气冷凝水档在备用空调设备2内，通过送风管18的送风口19进入安全壳，对安全壳进行降温除湿，保证安全壳内设备的正常运行。
具体地：采集控制设备3采集电动阀26的开启和关闭的信号，并上传至主控台1000，主控台1000控制电动阀26，将电动阀26开启，开启备用空调设备2的风管通道，然后将备用空调设备2开启，备用空调设备2对安全壳进行降温除湿。
参见图1和图3所示，作为一个优选的实施例，采集控制设备3包括：安全壳温度监控器32和空调设备运行时间监控器33，安全壳温度监控器32用于监测安全壳的温度并根据安全壳的温度来调节风量阀4的开合度，具体地：采集控制设备3采集风量阀4的开合度信号，并上传至主控台1000，主控台1000根据安全壳温度监控器32监测的安全壳的温度来控制风量阀4的开合度，若安全壳的温度高于预设的温度，则增大工作的空调设备的送风处的调节风量阀4的开合度，快速的降低安全壳内的温度以达到安全壳内的预设温度值，若安全壳的温度低于预设的温度，则减小工作的空调设备的送风处的调节风量阀4的开合度，防止安全壳内的温度过低对设备造成影响；空调设备运行时间监控器33用于监测主用空调设备1和备用空调设备2的运行时间，记录主用空调设备1和备用空调设备2的使用寿命及了解设备运行状态评估设备性能，保证安全壳空调系统的安全运行。
参见图5所示，本发明实施例还提供一种控制上述的空调系统的方法，包括以下步骤：
S1、监测主用空调设备1的运行参数并上传；
S2、接收主用空调设备1的状态参数，并在主用空调设备1异常时切换启用备用空调设备2。
空调系统包括主用空调设备1、备用空调设备2、采集控制设备3和主控台1000；主用空调设备1包括主用空调控制装置10，主用空调控制装置10用于监测主用空调设备1的运行参数并上传至采集控制设备3；采集控制设备3分别与主用空调设备1和备用空调设备2相连，采集控制设备3用于接收主用空调设备1的运行参数，并上传至主控台1000，通过主控台1000远程遥操相应设备。在反应堆正常运行期间，安全壳空调系统正常运行，对安全壳进行降温除湿，控制安全壳内部环境在正常范围内，主用空调设备1的运行参数通过采集控制设备3并上传至主控台1000，通过主用空调设备1的运行参数与预设正常参数相比较，判断主用空调设备1是否正常运行，当主用空调设备1异常时，关闭主用空调设备1，并启用备用空调设备2，备用空调设备2继续为安全壳进行降温除湿，保障安全壳内设备的正常运行。
其中步骤S1中监测主用空调设备1的运行参数包括以下步骤：
S1-1、监测主用空调设备1设有的第一风机13的启停状态和转速；
S1-2、监测第一风机13的温度。
采用风机状态控制器100用于监测第一风机13的启停状态和转速，若第一风机13未工作或者第一风机13的转速与预设值之间差值超过规定范围，则主控台1000通过主用空调设备启停装置30远程遥操关闭主用空调设备1，并通过备用空调设备启停装置31开启备用空调设备2。采用风机温度传感器101用于监测第一风机13的温度，若第一风机13的温度与预设值之间差值超过规定范围，则主控台1000通过主用空调设备启停装置30远程遥操关闭主用空调设备1，并通过备用空调设备启停装置31开启备用空调设备2。
其中步骤S2中在主用空调设备1异常时启用备用空调设备2包括以下步骤：
S2-1、通过采集控制设备3设有的主用空调设备启停装置30，关闭主用空调设备1；
S2-2、通过采集控制设备3设有的备用空调设备启停装置31，开启备用空调设备2；
S2-3、通过备用空调设备2设有的电动阀26，开启备用空调设备2。
在主用空调设备1异常时，主控台1000控制主用空调设备启停装置30关闭主用空调设备1，并控制备用空调设备启停装置31开启备用空调设备2。具体地：采集控制设备3采集电动阀26的开启和关闭的信号，并上传至主控台1000，主控台1000控制电动阀26，将电动阀26开启，开启备用空调设备2的风管通道，然后将备用空调设备2开启，备用空调设备2对安全壳进行降温除湿。
整个控制方法还包括以下步骤：
主用空调设备1和备用空调设备2均设有风量阀4；
S3、监测安全壳的温度，并根据安全壳的温度来调节风量阀4的开合度；
S4、监测并记录主用空调设备1和备用空调设备2的运行时间。
采集控制设备3包括：安全壳温度监控器32和空调设备运行时间监控器33，安全壳温度监控器32用于监测安全壳的温度并根据安全壳的温度来调节风量阀4的开合度，具体地：采集控制设备3采集风量阀4的开合度信号，并上传至主控台1000，主控台1000根据安全壳温度监控器32监测的安全壳的温度来控制风量阀4的开合度，若安全壳的温度高于预设的温度，则增大工作的空调设备的送风处的调节风量阀4的开合度，快速的降低安全壳内的温度以达到安全壳内的预设温度值，若安全壳的温度低于预设的温度，则减小工作的空调设备的送风处的调节风量阀4的开合度，防止安全壳内的温度过低对设备造成影响；空调设备运行时间监控器33用于监测主用空调设备1和备用空调设备2的运行时间，记录主用空调设备1和备用空调设备2的使用寿命及了解设备运行状态评估设备性能，保证安全壳空调系统的安全运行。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种海洋核动力平台安全壳的空调系统，其特征在于，其包括：
主用空调设备(1)，其包括主用空调控制装置(10)，所述主用空调控制装置(10)用于监测所述主用空调设备(1)的运行参数并上传；
备用空调设备(2)；
采集控制设备(3)，其分别与所述主用空调设备(1)和所述备用空调设备(2)相连，所述采集控制设备(3)用于接收所述主用空调设备(1)的运行参数，并在所述主用空调设备(1)异常时切换启用所述备用空调设备(2)。
2.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述采集控制设备(3)包括：
主用空调设备启停装置(30)，其用于在所述主用空调设备(1)异常时关闭所述主用空调设备(1)；
备用空调设备启停装置(31)，其用于在所述主用空调设备(1)异常时开启所述备用空调设备(2)。
3.如权利要求1所述的空调系统，其特征在于，所述主用空调设备(1)包括：
第一回风管(11)，所述第一回风管(11)上依次设有第一回风口(12)、第一风机(13)、第一过滤器(14)、第一表冷器(15)、第一挡水板(16)、止回阀(17)。
送风管(18)，所述送风管(18)上设有用于连接安全壳的送风口(19)。
4.如权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述主用空调控制装置(10)包括：
风机状态控制器(100)，其用于监测所述第一风机(13)的启停状态和转速；
风机温度传感器(101)，其用于监测所述第一风机(13)的温度。
5.如权利要求3所述的空调系统，其特征在于，所述备用空调设备(2)包括第二回风管(20)，所述第二回风管(20)上依次设有第二回风口(21)、第二风机(22)、第二过滤器(23)、第二表冷器(24)、第二挡水板(25)和电动阀(26)，所述第二回风管(20)与所述第一回风管(11)通过所述送风管(18)相连通，且所述备用空调设备(2)和主用空调设备(1)上均设有风量阀(4)；
所述电动阀(26)用于在所述主用空调设备(1)异常时，开启所述备用空调设备(2)的风管通道。
6.如权利要求5所述的空调系统，其特征在于，所述采集控制设备(3)包括：
安全壳温度监控器(32)，其用于监测安全壳的温度并根据安全壳的温度来调节所述风量阀(4)的开合度；
空调设备运行时间监控器(33)用于监测并记录主用空调设备(1)和备用空调设备(2)的运行时间。
7.一种控制如权利要求1所述的空调系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
监测主用空调设备(1)的运行参数并上传；
接收所述主用空调设备(1)的状态参数，并在所述主用空调设备(1)异常时切换启用备用空调设备(2)。
8.如权利要求7所述的控制空调系统的方法，其特征在于，监测主用空调设备(1)的运行参数包括以下步骤：
监测主用空调设备(1)设有的第一风机(13)的启停状态和转速；
监测所述第一风机(13)的温度。
9.如权利要求7所述的控制空调系统的方法，其特征在于，在所述主用空调设备(1)异常时启用备用空调设备(2)包括以下步骤：
通过采集控制设备(3)设有的主用空调设备启停装置(30)，关闭所述主用空调设备(1)；
通过采集控制设备(3)设有的备用空调设备启停装置(31)，开启所述备用空调设备(2)；
通过备用空调设备(2)设有的电动阀(26)，开启所述备用空调设备(2)的回风管路。
10.如权利要求7所述的控制空调系统的方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：
所述主用空调设备(1)和备用空调设备(2)均设有风量阀(4)；
监测安全壳的温度，并根据安全壳的温度来调节所述风量阀(4)的开合度；
监测并记录主用空调设备(1)和备用空调设备(2)的运行时间。
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