CN110056499A - 环形管网的船用压水堆海水冷却系统 - Google Patents

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杨骥飞
罗君
叶小利
杜孟孟
李俊文
孙海军
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity

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Abstract

本发明涉及一种环形管网的船用压水堆海水冷却系统，该系统包括用于供冷却海水流通的环形管网，所述环形管网连接有多台海水泵，所述环形管网还连接有多个通向不同舱室用户的支管，所述环形管网内设有压力表，压力表连接有控制器，控制器与所述海水泵的开关连接。本发明海水冷却系统采用环形管网，能够实时用户海水需求情况，通过监测环形管网海水压力的波动调节海水泵运行的台数。

Description

环形管网的船用压水堆海水冷却系统
技术领域
本发明涉及船用压水堆海水冷却系统，具体地指一种环形管网的船用压水堆海水冷却系统。
背景技术
随着对社会的发展，人们已经不再满足于陆地上的资源开发，开始了海洋资源的开采。但是海上资源的开采、岛屿的开发、人员居住、环境改善都需求源源不断的能源供给。
搭载小型压水堆的船舶作为海洋上的新兴能源载体，能够为海上石油的开采和岛屿开发提供能源供给。除了海上定点供能，它还能用于大功率船舶供能以及海水淡化供水，对海洋资源的开发意义重大。随着它逐渐投入应用，人们也越来越重视其性能指标中的安全性。
海洋核动力平台的海水系统不仅为汽轮机组等常规海水用户提供冷却海水，还为设备冷却水热交换器、能动余热排出系统、乏燃料水池等核安全相关用户提供冷却海水，因此海水冷却系统能否持续可靠地向用户提供冷却海水至关重要。
对于陆上核电站/船用海水冷却系统而言，各舱室的海水冷却系统均需设置1-2台主用泵以及至少1台备用泵，由于海洋核动力平台各舱室用户冷却海水的总需求量很难恰好相近，因此所配置泵的类型数量无法统一，此外，海水冷却用户随进口海水温度的变化，外界使用工况的变化，其实时海水需求量与额定工况的设定值相比差别较大，传统各舱室分散式总管支管的海水冷却系统泵的配置无法同时满足各海水冷却用户工况变化的需求，不仅牺牲经济性，而且由于泵长期不在其最优工作区间工作，其振动噪声使用寿命等参数都将受到不利影响。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种环形管网的船用压水堆海水冷却系统，该海水冷却系统采用环形管网，能够实时用户海水需求情况，通过监测环形管网海水压力的波动调节海水泵运行的台数。
实现本发明目的采用的技术方案是一种环形管网的船用压水堆海水冷却系统，该系统包括用于供冷却海水流通的环形管网，所述环形管网连接有多台海水泵，所述环形管网还连接有多个通向不同舱室用户的支管。
进一步地，环形管网的船用压水堆海水冷却系统中的环形管网内设有压力表，压力表连接有控制器，控制器与所述海水泵的开关连接。
在上述技术方案中，所述环形管网上相邻两个支管之间设有截止阀。
在上述技术方案中，所述支管设有截止阀或调节阀。
在上述技术方案中，还包括备用桥管，所述备用桥管的两端分别连接在环形管网上，所述备用桥管还设有开关阀。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明环形管网的船用压水堆海水冷却系统由于采用环形管网型式，不同于总管支管式的设计型式，各海水冷却用户间不区分上下游关系，通过稳定环形管网压力，能同时保证各海水冷却用户的正常取水。
(2)本发明环形管网的船用压水堆海水冷却系统由于采用环形管网型式，并设置桥管和相应截止阀，即使在部分关键部位的管道或阀门发生故障时，仍能保证环形管网上大部分用户的运行正常，故障运行能力强。
(3)本发明环形管网的船用压水堆海水冷却系统由于采用环形管网型式，在部分管道或阀门发生故障时，不同于总管支管式设计型式需对系统停机进行检修，环形管网型式可通过关闭故障段相邻的截止阀，可将故障段隔离，而其他部分仍可正常工作，发生故障时易检修。
(4)本发明环形管网的船用压水堆海水冷却系统由于采用环形管网型式，将分散在各舱室的大部分海水冷却用户进行整合，根据其实时冷却海水需求统一进行实时调配，通过监测环形管网压力，合理调整泵组运行方案，可提高泵的运行效率，不仅最终提高系统运行的经济性，泵组的优化运行也有利于提高泵组的使用寿命。
附图说明
图1为本发明环形管网的船用压水堆海水冷却系统的结构示意图。
图中标号：1-核安全相关用户(1.1-核用户串联支管，1.2-第一核用户并联支管，1.3-第二核用户并联支管)，2-常规海水用户(1.1-常规用户串联支管，1.2-第一常规用户并联支管，1.3-第二常规用户并联支管)，3-环形管网(3-备用桥管，3.2-开关阀)，4-海水泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明环形管网的船用压水堆海水冷却系统包括环形管网3，环形管网连接有多台海水泵4，环形管网还连接有多个支管，本发明可以根据海水冷却用户对冷却海水的需求情况设置多台海水泵分散布置于管网的各个部分，且各海水泵4设置独立取水通道；支管通向不同舱室，为不同的冷却海水用户提供冷却海水通道。本实施例根据海水用户实际分布情况以及其对可靠冷却海水的需求程度，即为了分别为汽轮机组等常规海水用户以及设备冷却水热交换器、能动余热排出系统、乏燃料水池等核安全相关用户提供冷却海水，包括核安全相关用户1和常规海水用户2，核安全相关用户1的舱室通过支管连接到环形管网3上，例如可以通过核用户串联支管1.1直接连接到环形管网3上，也可以通过第一核用户并联支管1.2和第二核用户并联支管1.3并联后连接到环形管网3上，同理，常规海水用户2的舱室通过支管连接到环形管网3上，可以通过常规用户串联支管2.1直接连接到环形管网3上，也可以通过第一常规用户并联支管2.2和第二常规用户并联支管2.3并联后连接到环形管网3上。
环形管网上相邻两个舱室之间设有截止阀，当本发明系统中的部分管道、阀门发生故障时，通过关闭故障段相邻的截止阀，可将故障段隔离，而其他部分仍可正常工作，并可同时对故障段进行检修。
通向每一舱室的支管设有截止阀或调节阀，各海水用户可根据自身需求情况单独控制取水量，而不会对管网中其他海水冷却用户产生较大影响。
本发明在环形管网3中设置备用桥管3.1，备用桥管3.1的两端分别与环形管网3连接，将环形管网分为两个小的环形管网，备用桥管3.1还设有开关阀3.2，打开开关阀3.2使得备用桥管3.1提供一种更可靠的备用通路。
作为本发明的一种优选实施方案，环形管网内设有压力表，压力表连接有控制器，控制器与海水泵的调节开关连接。系统正常运行时，由压力表监测环形管网压力，检测的压力数据传输至控制器，控制器根据检测的压力值判断是否需要增加或降低环形管网内的压力，从而控制海水泵的开关以调节海水泵运行的数据或海水泵的功率，从而根据压力变化调整泵组运行方案，并维持环形管网运行压力的稳定。
相比于陆上核电站/船用海水冷却系统，本发明采用环形管网型式在海水泵配置方面可大幅优化，采用环形管网海水冷却系统不仅有利于大幅减少海水泵的数量，还有利于统一海水泵的类型，对后期维修更换提供便利。
同时，本发明采用的环形管网海水冷却系统，将根据实时用户海水需求情况，通过监测环形管网海水压力的波动调节海水泵运行的台数，最大程度的提高了经济性，且由于海水泵一直运行在最优区间，不仅进一步提高经济性，其振动噪声使用寿命等参数将处于最佳状态。

Claims (5)

1.一种环形管网的船用压水堆海水冷却系统，其特征在于：包括用于供冷却海水流通的环形管网，所述环形管网连接有多台海水泵，所述环形管网还连接有多个通向不同舱室用户的支管。
2.根据权利要求1所述的环形管网的船用压水堆海水冷却系统，其特征在于：所述环形管网内设有压力表，压力表连接有控制器，控制器与所述海水泵的开关连接。
3.根据权利要求2所述的环形管网的船用压水堆海水冷却系统，其特征在于：所述环形管网上相邻两个支管之间设有截止阀。
4.根据权利要求3所述的环形管网的船用压水堆海水冷却系统，其特征在于：所述支管设有截止阀或调节阀。
5.根据权利要求1-4任一所述的环形管网的船用压水堆海水冷却系统，其特征在于：还包括备用桥管，所述备用桥管的两端分别连接在环形管网上，所述备用桥管还设有开关阀。
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