CN114765077A - 缓解安全壳超压风险的装置和安全壳 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缓解安全壳超压风险的装置和安全壳，所述缓解安全壳超压风险的装置，应用于安全壳，所述缓解安全壳超压风险的装置设有用于容置储能介质的密闭容置腔，所述储能介质用于将所述安全壳内的热量吸收转化为潜热；所述缓解安全壳超压风险的装置设有散热管，所述散热管部分位于所述容置腔内，所述散热管的两端均位于所述安全壳外，且所述散热管的两端在竖直方向具有高度差，以使空气在所述散热管内自然循环。本发明实施例解决了安全壳内的热量导出速率较慢，导致安全壳长期处于较高峰值压力下的问题。

Description

缓解安全壳超压风险的装置和安全壳

技术领域

本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种缓解安全壳超压风险的装置和安全壳。

背景技术

安全壳是核电厂的第三道屏障，在核电厂发生事故后，可以用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去，以保护公众免遭放射性物质的伤害。在核电厂发生事故后，安全壳内的温度和压力会迅速上升，因此为了防止安全壳超压，保证安全壳的完整性，需要对安全壳进行冷却处理。

目前通常通过换热器将热量导出或者通过喷淋或风冷等物理方式对安全壳进行冷却处理。但是上述方式的导热速率较慢，虽然可以防止安全壳的压力继续上升，但由于热量导出不及时，安全壳内的压力会长时间保持在较高的峰值，从而对安全壳的设计压力提出了更高的要求。

因此，现有技术存在安全壳内的热量导出速率较慢，导致安全壳长期处于较高峰值压力下的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种缓解安全壳超压风险的装置和安全壳，以解决安全壳内的热量导出速率较慢，导致安全壳长期处于较高峰值压力下的问题。

本发明实施例提供了一种缓解安全壳超压风险的装置，应用于安全壳，所述缓解安全壳超压风险的装置设有用于容置储能介质的密闭容置腔，所述储能介质用于将所述安全壳内的热量吸收转化为潜热；

所述缓解安全壳超压风险的装置设有散热管，所述散热管部分位于所述容置腔内，所述散热管的两端均位于所述安全壳外，且所述散热管的两端在竖直方向具有高度差，以使空气在所述散热管内自然循环。

可选地，所述散热管的数量为多根。

可选地，所述散热管位于所述容置腔内的部分设有弯折结构。

可选地，所述储能介质为多孔介质。

本发明实施例还提供一种安全壳，包括安全壳本体和上述的缓解安全壳超压风险的装置；所述缓解安全壳超压风险的装置位于所述安全壳本体内。

可选地，所述缓解安全壳超压风险的装置与所述安全壳本体的内侧壁连接。

可选地，所述缓解安全壳超压风险的装置为长方体壳体，所述长方体壳体与所述安全壳本体的内侧壁贴合连接。

可选地，所述缓解安全壳超压风险的装置位于所述安全壳本体的上部。

可选地，所述缓解安全壳超压风险的装置的数量为多个。

在本发明实施例中，所述储能介质用于将所述安全壳内的热量吸收转化为潜热；所述密闭容置腔用于容置所述储能介质，同时储存所述储能介质释放的潜热；所述散热管用于通过空气循环将所述容置腔内的热量导出至所述安全壳外的大气中。当安全壳处于正常工作状态时，所述安全壳内的压力和热量相对较低且较为稳定，此时所述储能介质不会发生相变。在发生事故后，所述安全壳内的压力和热量急剧增加，此时所述储能介质会快速地吸收所述安全壳内的热量并发生相变。根据相变原理，在相变过程中所述储能介质吸收的所述安全壳内的热量会转变为潜热并释放，释放的潜热会储存在所述密闭容置腔内。通过所述储能介质，所述安全壳内的热量被快速吸收并转换为潜热并存储在了所述缓解安全壳超压风险的装置内，保证了安全壳的完整性，同时降低了安全壳的峰值压力。所述散热管的两端均位于所述安全壳外，与外部空气保持连通状态。由于所述散热管的两端在竖直方向具有高度差，因此在储能介质释放潜热之后，当空气经过所述散热管位于所述容置腔内的部分时，所述散热管内的空气受热向上流动，即位于安全壳外的所述散热管的底部端口的空气进入所述散热管，吸收热量之后向上流动，从安全壳外的所述散热管的上部端口排出。通过空气在所述散热管内的不断循环可以将所述容置腔内储存的热量逐步排放至空气中。

在本发明实施例中，一方面，所述缓解安全壳超压风险的装置在所述安全壳的压力和热量快速增大时可以迅速地吸收所述安全壳中的热量，使得所述安全壳的峰值压力可以快速地降低至较低水平，保证了安全壳的完整性，减小了安全壳的设计压力。另一方面，由于所述缓解安全壳超压风险的装置位于所述安全壳本体的内部，仅由所述散热管的两端穿过所述安全壳本体与所述安全壳本体外的大气连通。由于所述散热管的横截面较小，减小了对安全壳完整性的破坏程度，从而进一步地提高了安全壳的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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取其他的附图。

图1是本发明实施例提供的安全壳的结构示意图。

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作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

如图1所示，本发明实施例提供了一种缓解安全壳超压风险的装置20，应用于安全壳，所述缓解安全壳超压风险的装置20设有用于容置储能介质的密闭容置腔201，所述储能介质用于将所述安全壳内的热量吸收转化为潜热；

所述缓解安全壳超压风险的装置20设有散热管202，所述散热管202部分位于所述容置腔201内，所述散热管202的两端均位于所述安全壳外，且所述散热管202的两端在竖直方向具有高度差，以使空气在所述散热管202内自然循环。

应理解的是，所述缓解安全壳超压风险的装置20的形状和大小在此不做限定。例如，在一实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20为长方体壳体。在另一实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20为球体壳体。在又一实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20为圆柱体壳体。所述缓解安全壳超压风险的装置20的大小可根据位于所述容置腔201内的所述储能介质的体积和所述安全壳的内部结构调整。

应理解的是，所述散热管202的两端均位于所述安全壳外且与所述安全壳外的大气连通，以供空气进入所述散热管202内，所述散热管202的两端位于所述安全壳外的部分的长度在此不做限定。

在本发明实施例中，所述储能介质用于将所述安全壳内的热量吸收转化为潜热；所述密闭容置腔201用于容置所述储能介质，同时储存所述储能介质释放的潜热；所述散热管202用于通过空气循环将所述容置腔201内的热量导出至所述安全壳外的大气中。当安全壳处于正常工作状态时，所述安全壳内的压力和热量相对较低且较为稳定，此时所述储能介质不会发生相变。在发生事故后，所述安全壳内的压力和热量急剧增加，此时所述储能介质会快速地吸收所述安全壳内的热量并发生相变。根据相变原理，在相变过程中所述储能介质吸收的所述安全壳内的热量会转变为潜热并释放，释放的潜热会储存在所述密闭容置腔201内。通过所述储能介质，所述安全壳内的热量被快速吸收并转换为潜热并存储在了所述缓解安全壳超压风险的装置20内，保证了安全壳的完整性，同时降低了安全壳的峰值压力。所述散热管202的两端均位于所述安全壳外，与外部空气保持连通状态。由于所述散热管202的两端在竖直方向具有高度差，因此在储能介质释放潜热之后，当空气经过所述散热管202位于所述容置腔201内的部分时，所述散热管202内的空气受热向上流动，即位于安全壳外的所述散热管202的底部端口的空气进入所述散热管202，吸收热量之后向上流动，从安全壳外的所述散热管202的上部端口排出。通过空气在所述散热管202内的不断循环可以将所述容置腔201内储存的热量逐步排放至空气中。

在本发明实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20在所述安全壳的压力和热量快速增大时可以迅速地吸收所述安全壳中的热量，使得所述安全壳的峰值压力可以快速地降低至较低水平，保证了安全壳的完整性，减小了安全壳的设计压力。

可选地，所述散热管202的数量为多根。

应理解的是，所述散热管202的数量为多根，多根所述散热管202的长度和横截面直径长度可以不同。

在本实施例中，所述散热管202的数量为多根。任一根所述散热管202内均有空气自然循环，因此当空气通过所述散热管202位于所述容置腔201内的部分时，可以吸收所述容置腔201内的热量并导出至大气中。通过多根所述散热管202的设置，在同一时间内，多根所述散热管202内的空气可以同时吸收并导出所述容置腔201内的热量，从而进一步地提高了所述散热管202导出所述容置腔201内的热量的效率。

可选地，所述散热管202位于所述容置腔201内的部分设有弯折结构。

应理解的是，所述弯折结构的形状在此不做限定。例如，在一实施例中，所述弯折结构为U型结构。在另一实施例中，所述弯折结构为Z型结构。在又一实施例中，所述弯折结构为螺旋结构。

在本实施例中，所述散热管202位于所述容置腔201内的部分设有弯折结构。通过所述弯折结构的设置，使得所述散热管202位于所述容置腔201内的部分的长度增加，用于吸收所述容置腔201内的空气的面积也相应地增加了，因此当空气在所述散热管202中循环一次所能吸收的热量增加了，从而进一步地提高了所述散热管202导出所述容置腔201内的热量的效率。

可选地，所述储能介质为多孔介质。

应理解的是，所述储能介质可为导热系数较高的材料。

在本实施例中，由于所述储能介质为多孔介质或导热系数较高的材料，因此当所述安全壳内的热量增多时，所述储能介质可以更快地将所述安全壳内的热量吸收并转换为潜热，从而提高了吸收所述安全壳内的热量的速率，从而更快地使所述安全壳内的峰值压力降低至一个较低水平。

本发明实施例还提供了一种安全壳，包括安全壳本体10和缓解安全壳超压风险的装置20；所述缓解安全壳超压风险的装置20位于所述安全壳本体10内。

在本实施例中，该安全壳包括上述的缓解安全壳超压风险的装置20。该缓解安全壳超压风险的装置20为上述实施例中的缓解安全壳超压风险的装置20，具体结构可以参照上述实施例中的描述，在此不再赘述。由于在本实施例中采用了上述实施例中的缓解安全壳超压风险的装置20，因此本实施例提供的安全壳具有上述实施例中缓解安全壳超压风险的装置20的全部有益效果。同时由于所述缓解安全壳超压风险的装置20位于所述安全壳本体10的内部，仅由所述散热管202的两端穿过所述安全壳本体10与所述安全壳本体10外的大气连通。由于所述散热管202的横截面较小，减小了对安全壳完整性的破坏程度，从而进一步地提高了安全壳的安全性。

可选地，所述缓解安全壳超压风险的装置20与所述安全壳本体10的内侧壁连接。

应理解的是，所述缓解安全壳超压风险的装置20与所述安全壳本体10的内侧壁的连接方式在此不做限定。例如，在一实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20与所述安全壳本体10的内侧壁粘接固定。在另一实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20与所述安全壳本体10的内侧壁焊接固定。

在本实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20与所述安全壳本体10的内侧壁连接，一方面可以对所述缓解安全壳超压风险的装置20进行固定，防止所述缓解安全壳超压风险的装置20的晃动对所述安全壳本体10造成影响。另一方面，将所述缓解安全壳超压风险的装置20与所述安全壳本体10的内侧壁连接也可以起到节省空间的作用，所述缓解安全壳超压风险的装置20可以根据所述安全壳本体10内的其他装置的位置灵活地选择与所述安全壳本体10的内侧壁的任一位置连接。

可选地，所述缓解安全壳超压风险的装置20为长方体壳体，所述长方体壳体与所述安全壳本体10的内侧壁贴合连接。

在本实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20为长方体壳体，所述长方体壳体与所述安全壳本体10的内侧壁贴合连接，可以提高所述缓解安全壳超压风险的装置20与所述安全壳本体10的连接稳定性。

可选地，所述缓解安全壳超压风险的装置20位于所述安全壳本体10的上部。

应理解的是，安全壳在实际使用中通常平放在地面，在安全壳的实际使用中，远离地面的一端为所述安全壳本体10的上部。

在本实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20位于所述安全壳本体10的上部。当所述安全壳本体10内的热量增大时，由于热气流的密度较小，呈现向上聚集的倾向。因此所述缓解安全壳超压风险的装置20位于所述安全壳本体10的上部，可以更好地吸收所述安全壳本体10内的热量，进一步地提高了所述安全壳本体10内的热量导出的速率。

可选地，所述缓解安全壳超压风险的装置20的数量为多个。

应理解的是，多个所述缓解安全壳超压风险的装置20可为不同形状。例如，在一实施例中，多个所述缓解安全壳超压风险的装置20均为长方体壳体。在另一实施例中，部分所述缓解安全壳超压风险的装置20为球形壳体，部分所述缓解安全壳超压风险的装置20为长方体壳体。

应理解的是，多个所述缓解安全壳超压风险的装置20位于所述安全壳本体10内的不同位置。例如，在一实施例中，多个所述缓解安全壳超压风险的装置20与所述安全壳本体10的内侧壁连接，且沿所述安全壳本体10的周向均匀间隔设置。在另一实施例中，多个所述缓解安全壳超压风险的装置20与所述安全壳本体10的内侧壁连接，且沿所述安全壳本体10的轴向间隔设置。由于多个所述缓解安全壳超压风险的装置20位于所述安全壳本体10内的不同位置，因此多个所述缓解安全壳超压风险的装置20可以同时吸收所述安全壳本体10内不同位置的热量，从而提高了吸收所述安全壳本体10内的热量的速率。

在本实施例中，所述缓解安全壳超压风险的装置20的数量为多个。多个所述缓解安全壳超压风险的装置20设置在所述安全壳本体10内的不同位置。当所述安全壳本体10内的热量增多时，多个所述缓解安全壳超压风险的装置20内的储能介质均可以吸收所述安全壳本体10内的热量，提高了吸收所述安全壳本体10内的热量的速率，从而更快地使所述安全壳本体10内的峰值压力降低至一个较低水平。

以上，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 (9)

1.一种缓解安全壳超压风险的装置，应用于安全壳，其特征在于，

所述缓解安全壳超压风险的装置设有用于容置储能介质的密闭容置腔，所述储能介质用于将所述安全壳内的热量吸收转化为潜热；

所述缓解安全壳超压风险的装置设有散热管，所述散热管部分位于所述容置腔内，所述散热管的两端均位于所述安全壳外，且所述散热管的两端在竖直方向具有高度差，以使空气在所述散热管内自然循环。

2.根据权利要求1所述的缓解安全壳超压风险的装置，其特征在于，所述散热管的数量为多根。

3.根据权利要求1所述的缓解安全壳超压风险的装置，其特征在于，所述散热管位于所述容置腔内的部分设有弯折结构。

4.根据权利要求1所述的缓解安全壳超压风险的装置，其特征在于，所述储能介质为多孔介质。

5.一种安全壳，其特征在于，包括安全壳本体和权利要求1-4中任一项所述的缓解安全壳超压风险的装置；所述缓解安全壳超压风险的装置位于所述安全壳本体内。

6.根据权利要求5所述的安全壳，其特征在于，所述缓解安全壳超压风险的装置与所述安全壳本体的内侧壁连接。

7.根据权利要求5所述的安全壳，其特征在于，所述缓解安全壳超压风险的装置为长方体壳体，所述长方体壳体与所述安全壳本体的内侧壁贴合连接。

8.根据权利要求5所述的安全壳，其特征在于，所述缓解安全壳超压风险的装置位于所述安全壳本体的上部。

9.根据权利要求5所述的安全壳，其特征在于，所述缓解安全壳超压风险的装置的数量为多个。

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