CN112750541A - 一种余热排出系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种余热排出系统，包括：第一管线，第一管线中沿着所述第一管线的第一端至第二端的方向依次设置有第一隔离阀、第二隔离阀、泵、热交换器、搅混器和第三隔离阀；第二管线，第二管线的第一端和第一管线的第一连通口连通，第二管线的第二端和第一管线的第二连通口相连，第一连通口为所述泵和所述热交换器之间的位置，第二连通口为热交换器和搅混器之间的位置，第二管线中设置有第四隔离阀；第三管线，第三管线的第一端和第一管线的第一位置连通，第三管线的第二端和第二连通口连通，第一位置为第一隔离阀和第二隔离阀之间的位置，第三管线中设置有第五隔离阀。本发明实施例可以提高余热排出系统可靠性。

Description

一种余热排出系统

技术领域

本发明实施例涉及核电领域，尤其涉及一种余热排出系统。

背景技术

新能源产业迅速发展，核电是其中之一。余热排出系统是核电站重要的辅助系统，一般来说，在余热排出系统运行中，余热排出热交换器出口处由于冷热流体交汇易出现热疲劳进而导致管道破裂。因此，现有的余热排出系统可靠性较差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种余热排出系统，解决了当前余热排出系统可靠性较差。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种余热排出系统，应用于核岛中，余热排出系统包括：

第一管线，所述第一管线的第一端为反应堆冷却剂系统热段，所述第一管线的第二端为反应堆冷却剂系统冷段，所述第一管线中沿着所述第一管线的第一端至第二端的方向依次设置有第一隔离阀、第二隔离阀、泵、热交换器、搅混器和第三隔离阀；

第二管线，所述第二管线的第一端和所述第一管线的第一连通口连通，所述第二管线的第二端和所述第一管线的第二连通口相连，所述第一连通口为所述泵和所述热交换器之间的位置，所述第二连通口为所述热交换器和搅混器之间的位置，所述第二管线中设置有第四隔离阀；

第三管线，所述第三管线的第一端和所述第一管线的第一位置连通，所述第三管线的第二端和所述第二连通口连通，所述第一位置为所述第一隔离阀和所述第二隔离阀之间的位置，所述第三管线中设置有第五隔离阀。

可选的，所述第一管线中沿着从所述第一管线的第一端至第二端的方向依次设置有第六隔离阀、第七隔离阀、所述第一隔离阀、所述第二隔离阀、所述泵、所述热交换器、所述搅混器、所述第三隔离阀和第八隔离阀。

可选的，所述搅混器位于所述第二连通口和所述第三隔离阀之间的位置。

可选的，所述第一管线中，且位于所述热交换器和所述第二连通口之间的位置设置有第一调节阀；

所述第二管线中，且位于所述第四隔离阀和所述第二连通口之间的位置设置有第二调节阀。

可选的，所述热交换器内置隔离阀，壳侧为冷流体，管侧为所述第一管线内流体。

可选的，所述第二管线中，且位于所述第四隔离阀和所述第二调节阀之间的位置设置有第四管线，所述第四管线和化学和容积控制系统的下泄连通。

可选的，所述第六隔离阀、所述第七隔离阀和所述第八隔离阀均设置在安全壳内。

可选的，所述第一管线中，且位于所述泵和所述第一连通口之间的位置设置有第一止回阀，且位于所述第三隔离阀和第八隔离阀之间的位置设置有第二止回阀，且位于所述第八隔离阀和所述反应堆冷却剂系统冷段之间的位置设置有第三止回阀；

所述第三管线中，且位于所述第五隔离阀和所述第二连通口之间的位置设置有第四止回阀。

可选的，所述第六隔离阀、所述第七隔离阀和所述第八隔离阀均和所述核岛内的安全级供电列电连接。

可选的，所述第六隔离阀、所述第七隔离阀和所述第八隔离阀均和备用电源电连接。。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提供的一种余热排出系统，包括：第一管线，所述第一管线的第一端为反应堆冷却剂系统热段，所述第一管线的第二端为反应堆冷却剂系统冷段，所述第一管线中沿着所述第一管线的第一端至第二端的方向依次设置有第一隔离阀、第二隔离阀、泵、热交换器、搅混器和第三隔离阀；第二管线，所述第二管线的第一端和所述第一管线的第一连通口连通，所述第二管线的第二端和所述第一管线的第二连通口相连，所述第一连通口为所述泵和所述热交换器之间的位置，所述第二连通口为所述热交换器和搅混器之间的位置，所述第二管线中设置有第四隔离阀；第三管线，所述第三管线的第一端和所述第一管线的第一位置连通，所述第三管线的第二端和所述第二连通口连通，所述第一位置为所述第一隔离阀和所述第二隔离阀之间的位置，所述第三管线中设置有第五隔离阀。这样，加热第一管线和第二管线，且搅混器充分混合第一管线中的反应堆冷却剂和第二管线中的反应堆冷却剂，减少热交换器和第二连通口处的热冲击，提高了系统可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种余热排出系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种余热排出系统的结构示意图。

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做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，本发明实施例提供一种给余热排出系统，应用于核岛中，余热排出系统包括：

第一管线10，所述第一管线10的第一端为反应堆冷却剂系统热段1，所述第一管线10的第二端为反应堆冷却剂系统冷段2，所述第一管线10中沿着所述第一管线10的第一端至第二端的方向依次设置有第一隔离阀103、第二隔离阀104、泵105、热交换器107、搅混器109和第三隔离阀110；

第二管线20，所述第二管线20的第一端和所述第一管线10的第一连通口连通，所述第二管线20的第二端和所述第一管线10的第二连通口相连，所述第一连通口为所述泵105和热交换器107之间的位置，所述第二连通口为所述热交换器107和搅混器109之间的位置，所述第二管线20中设置有第四隔离阀201；

第三管线30，所述第三管线30的第一端和所述第一管线10的第一位置连通，所述第三管线30的第二端和所述第二连通口连通，所述第一位置为所述第一个隔离阀113和所述第二隔离阀104之间的位置，所述第三管线中设置有第五隔离阀301。

其中，所述第一隔离阀103、所述第二隔离阀104、所述第三隔离阀110、所述第四隔离阀201和所述第五隔离阀301可以是电动隔离阀。

其中，所述反应堆冷却剂系统热段1和反应堆冷却剂系统冷段2均在安全壳3内。

其中，所述反应堆冷却剂系统热段1中的反应堆冷却剂比反应堆冷却剂系统冷段2中的反应堆冷却剂温度高。

其中，所述第二管线20的管径比所述第一管线10的管径小。

其中，所述余热排出系统运行包括：电站停堆工况时，余热排出系统准备投入运行，第一隔离阀103、第三隔离阀110关闭，第二隔离阀104、第四隔离阀201和第五隔离阀301打开，关闭热交换器107，开启泵105处于小流量状态，第一管线10内流体流经泵105，再到第四隔离阀201，再到第二连通口，再到第五隔离阀301，再到第二隔离阀104返回泵105，形成一个闭合管线，利用泵105的运行功率加热所述闭合管线中的流体和闭合管线到指定温度(例如：80摄氏度)。所述闭合管线到指定温度后，关闭第五隔离阀301，开启热交换器107、第一隔离阀103和第三隔离阀110，此时，反应堆冷却剂系统热段1中的反应堆冷却剂沿着所述第一管线10第一端流向所述第一管线10第二端。

其中，所述泵105带动反应堆冷却剂的流动，且经过第一管线10中所述热交换器107冷却后的反应堆冷却剂和第二管线20中未冷却的反应堆冷却剂在所述第二连通口处交汇，搅混器109充分混合。

其中，反应堆冷却剂可以是流体。

需要说明的是，电站正常运行时，余热排出系统处于备用状态，第一隔离阀103、第二隔离阀104、第三隔离阀110和第五隔离阀301均处于关闭状态，第四隔离阀201处于开启状态，泵105流量为零，热交换器107管侧为第一管线10内流体且此流体温度与环境温度相同。

在本实施例中，余热排出系统运行时，加热第一管线10和二管线20到指定温度(例如：80摄氏度)，第一管线10和第二管线20有预热过程，且搅混器109充分混合第一管线10中的反应堆冷却剂和第二管线20中的反应堆冷却剂，减少热交换器107和第二连通口处的热冲击，提高了系统可靠性。

可选的，参见图2，所述第一管10中沿着从所述第一管线10的第一端至第二端的方向依次设置有第六隔离阀101、第七隔离阀102、所述第一隔离阀103、所述第二隔离阀104、所述泵105、所述热交换器107、所述搅混器109、所述第三隔离阀110和第八隔离阀112。

其中，所述第六隔离阀101、所述第七隔离阀102和所述第八隔离阀112均在安全壳3内。

其中，所述第六隔离阀101、所述第七隔离阀102和所述第八隔离阀112均可以是电动隔离阀。

在本实施例中，余热排出系统运行，且所述闭合管线加热到指定温度(例如：80摄氏度)后，第六隔离阀101、第七隔离阀102和第八隔离阀112处于开启状态。余热排出系统处于备用状态时，第六隔离阀111、第七隔离阀112和第八隔离阀112处于关闭状态。

可选的，参见图2，所述搅混器109位于所述第二连通口和所述第三隔离阀110之间的位置。

其中，所述搅混器109可以是搅拌器，湍流设备或转动设备。

其中，所述搅混器109靠近第二连通口，且搅混器109距离第二连通口处的距离小于4倍的第一管线10的管径。

在本实施例中，搅混器109所处位置有效地缓解第二连通口处的热冲击，提高了系统可靠性。

可选的，参见图2，所述第一管线10中，且位于所述热交换器107和所述第二连通口之间的位置设置有第一调节阀108；

所述第二管线20中，且位于所述第四隔离阀201和所述第二连通口之间的位置设置有第二调节阀202。

其中，所述第一调节阀108可以调节流经热交换器107的流体流量，进而调节流出热交换器107的流体温度。

其中，所述第二调节阀202可以调节流经第二管线20的流体流量，辅助泵105稳定运行。

需要说明的是，在余热排出系统处于备用状态或运行状态时，第一调节阀108和第二调节阀202均处于开启状态。

在本实施例中，余热排出系统运行，且所述闭合管线加热到指定温度(例如：80摄氏度)后，由泵105带动的流体一部分流经热交换器107，另一部分流经第四隔离阀201。由于热交换器一定时间段内(例如：5秒)能置换的热量是固定的，因而通过调节108调节流经热交换器107的流体流量可调节流出热交换器107的流体温度，减少流出热交换器107的流体和流出调节阀202的流体温差，减少第二连通口处热冲击，提高了系统可靠性。调节阀202可以辅助调节阀108调节从泵105流出的流体流量，保证泵105的稳定运行，提高了系统可靠性。

可选的，参见图2，所述热交换器107内置隔离阀，壳侧为冷流体，管侧为所述第一管线10内流体。

其中，所述热交换器107利用壳侧的冷流体来降低流经热交换器的第一管线10内的流体。

其中，所述热交换器107内置隔离阀，可以关闭内置隔离阀使热交换器处于隔离状态，开启内置隔离阀使热交换器107处于开启状态。

在本实施例中，余热排出系统运行，且所述闭合管线加热到指定温度(例如：80摄氏度)后，流经热交换器107的流体通过热交换器107壳侧的冷却流体冷却，有效地降低流经热交换器107的流体温度，提高了系统排热性能。

可选的，参见图2，所述第二管20中，且位于所述第四隔离阀201和所述第二调节阀202之间的位置设置有第四管线40，所述第四管线40和化学和容积控制系统的下泄连通。

在本实施例中，余热排出系统运行，且所述闭合管线加热时，由于加热会导致闭合管线内流体密度变小体积增大，此时开启第四管线40，将热膨胀的容积流入化学和容积控制系统。所述闭合管线加热到指定温度(例如：80摄氏度)时，关闭第四管线40。第四管线40有效地缓解了流体热膨胀，降低闭合管线压力，提高了系统可靠性。

可选的，参见图2，所述第六隔离阀101、第七隔离阀102和第八隔离阀112均设置在安全壳3内。

需要说明的是，第一隔离阀103、第二隔离阀104、泵105、热交换器107、第三隔离阀110、第四隔离阀201、第五隔离阀301、第一调节阀108、第二调节阀202和第四管线40均在安全壳3外。

在本实施例中，若余热排出系统运行发生事故，(例如：安全壳3内的第一管线10破裂时)，关闭第六隔离阀101、第七隔离阀102和第八隔离阀112，可以有效地避免反应堆冷却剂热段1或反应堆冷却剂系统冷段2中流体泄露至安全壳3外，提高了系统可靠性。

可选的，参见图2，所述第一管线10中，且位于所述泵105和所述第一连通口之间的位置设置有第一止回阀106，且位于所述第三隔离阀110和第八隔离阀112之间的位置设置有第二止回阀111，且位于所述第八隔离阀112和所述反应堆冷却剂系统冷段2之间的位置设置有第三止回阀113；

所述第三管线30中，且位于所述第五隔离阀301和所述第二连通口之间的位置设置有第四止回阀302。

其中，所述第一止回阀106、第二止回阀111和第三止回阀113允许流向为从第一管线10第一端到第一管线10第二端的流体通过，反之闭合。第四止回阀302允许流向为从第二连通口到第一位置的流体通过，反之闭合。

在本实施例中，余热排出系统运行时，第一止回阀106、第二止回阀111、第三止回阀113和第四止回阀302可以防止管线中流体倒流，避免管线破裂事故时的冷却剂丧失，提高了系统可靠性。

可选的，参见图2，所述第六隔离阀101、所述第七隔离阀102和所述第八隔离阀112均和所述核岛内的安全级供电列电连接。

其中，在核岛处于设计基准事故时，安全级供电列可以正常供电。

在本实施例中，余热排出系统运行发生事故(例如：安全壳3外的第一管线10破裂时)，由于安全供电列可以在事故工况下正常供电，这样，在事故工况下，第六隔离阀101、第七隔离阀102和第八隔离阀112可以正常工作，提高了系统的可靠性。可选的，参见图2，所述第六隔离阀101、所述第七隔离阀102和所述第八隔离阀112均和备用电源电连接。

其中，备用电源可以包括发电机和移动电源中的至少一项。而发电机可以为柴油发电机，另外，当备用电源为移动电源时，第一管线10中需要设置有电连接接口，用于和移动电源电连接，从而在事故工况下，可以通过移动电源给第六隔离阀101、第七隔离阀102和第八隔离阀112供电。

在本实施例中，余热排出系统还包括备用电源，且第六隔离阀101、第七隔离阀102和第八隔离阀112均和备用电源电连接，从而进一步提高系统的可靠性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种余热排出系统，其特征在于，包括：

第一管线，所述第一管线的第一端为反应堆冷却剂系统热段，所述第一管线的第二端为反应堆冷却剂系统冷段，所述第一管线中沿着所述第一管线的第一端至第二端的方向依次设置有第一隔离阀、第二隔离阀、泵、热交换器、搅混器和第三隔离阀；

第二管线，所述第二管线的第一端和所述第一管线的第一连通口连通，所述第二管线的第二端和所述第一管线的第二连通口相连，所述第一连通口为所述泵和所述热交换器之间的位置，所述第二连通口为所述热交换器和搅混器之间的位置，所述第二管线中设置有第四隔离阀；

第三管线，所述第三管线的第一端和所述第一管线的第一位置连通，所述第三管线的第二端和所述第二连通口连通，所述第一位置为所述第一隔离阀和所述第二隔离阀之间的位置，所述第三管线中设置有第五隔离阀。

2.如权利要求1所述的余热排出系统，其特征在于，所述第一管线中沿着从所述第一管线的第一端至第二端的方向依次设置有第六隔离阀、第七隔离阀、所述第一隔离阀、所述第二隔离阀、所述泵、所述热交换器、所述搅混器、所述第三隔离阀和第八隔离阀。

3.如权利要求2所述的余热排出系统，其特征在于，所述搅混器位于所述第二连通口和所述第三隔离阀之间的位置。

4.如权利要求1所述的余热排出系统，其特征在于，所述第一管线中，且位于所述热交换器和所述第二连通口之间的位置设置有第一调节阀；

所述第二管线中，且位于所述第四隔离阀和所述第二连通口之间的位置设置有第二调节阀。

5.如权利要求2所述的余热排出系统，其特征在于，所述热交换器内置隔离阀，壳侧为冷流体，管侧为所述第一管线内流体。

6.如权利要求4所述的余热排出系统，其特征在于，所述第二管线中，且位于所述第四隔离阀和所述第二调节阀之间的位置设置有第四管线，所述第四管线和化学和容积控制系统的下泄连通。

7.如权利要求2所述的余热排出系统，其特征在于，所述第六隔离阀、所述第七隔离阀和所述第八隔离阀均设置在安全壳内。

8.如权利要求2所述的余热排出系统，其特征在于，所述第一管线中，且位于所述泵和所述第一连通口之间的位置设置有第一止回阀，且位于所述第三隔离阀和第八隔离阀之间的位置设置有第二止回阀，且位于所述第八隔离阀和所述反应堆冷却剂系统冷段之间的位置设置有第三止回阀；

所述第三管线中，且位于所述第五隔离阀和所述第二连通口之间的位置设置有第四止回阀。

9.如权利要求2所述的余热排出系统，其特征在于，所述第六隔离阀、所述第七隔离阀和所述第八隔离阀均和所述核岛内的安全级供电列电连接。

10.如权利要求2所述的余热排出系统，其特征在于，所述第六隔离阀、所述第七隔离阀和所述第八隔离阀均和备用电源电连接。

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