CN202110831U - 核电站冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种核电站冷却系统，包括：空气冷却系统，用于向汽轮机的凝汽器提供冷却空气；和蒸发式冷却系统，用于向核电站闭式设备冷却水系统的热交换器提供冷却介质。本实用新型通过强制通风方式向核电站汽轮机的空冷凝汽器提供冷却空气以排除热量和循环蒸发方式向核电站闭式设备冷却水系统提供冷却介质以排除热量，可以大大降低核电站对水源的依赖，扩大核电站厂址选择的范围，提高核电站的安全性和可靠性，减少对环境的排放，提高核电站应对自然灾害的能力。

Description

核电站冷却系统

技术领域

本实用新型涉及一种冷却系统，具体涉及一种核电站冷却系统。

背景技术

目前，沿海核电站一般采用开式的厂用水系统和循环冷却水系统，从近海中直接取水，向设备冷却水系统的热交换器和汽轮机的冷凝器提供冷却水，热交换完成后直接向海中排放；内陆的核电站通过冷却水塔提供冷却水，并由冷却水塔将热量排放到环境中。这种冷却方法的水资源消耗巨大，厂址选择对水资源条件要求极高，在水资源日趋匮乏的今天，厂址选择将日趋困难，干旱又缺电的地区因此很难选出合适的核电厂址；核电厂的安全性和可靠性严重依赖于水资源的持续供给，在事故工况下，冷却水是关系核电站安全的致命因素。

火电站空冷技术的应用已有半个多世纪，德国最早采用了空冷系统。上个世纪50年代末，匈牙利发展了喷射式凝汽间接空冷技术，之后，各国大量采用了直接空冷技术和表面式凝汽器间接空冷技术。目前，国际上采用直接空冷系统容量最大的机组是德国为南非设计的马丁巴6×665MW电厂，采用间接空冷系统容量最大的机组是南非的肯达尔6×686MW电厂。澳大利亚的Kogen Creek 1×750MW电站，将于2007年底投运。

我国自上个世纪80年代开始引进和建设空冷机组，目前我国所采用的发电用直接空冷岛，单台容量最大为600MW，自2002年以来，已有超过40台套投产或在建。通过多年的发展，国内已较好地掌握了大型空冷发电机组的设计、制造、安装和运行技术。华电宁夏灵武发电公司一期工程2×600MW空冷发电机组#1、#2机已分别于07年6月份和9月份投入运行，目前运行良好。，世界首座百万千瓦超超临界燃煤空冷电厂——灵武电厂二期2×1060兆瓦工程，已分别于2010年12月和2011年4月投入运行。

蒸发冷却技术具有水冷和空冷的组合特性，它是一种将水冷与空冷，传热与传质过程融为一体且兼有二者长处的冷却系统。

蒸发冷却器利用管外侧水的蒸发潜热来传热。总的传热系数是空冷式热交换器的两倍左右，所以，蒸发冷却器具有传热面积少的优点。与空冷式换热器比较，蒸发冷却器技术上更先进，经济上更合理。

蒸发冷却器用于密闭循环冷却水的冷却具有很多优点，例如可以保持密闭的循环水不被外界的环境所污染；因其特殊的热质传递方式和较低的淋水温度能够有效控制水垢的生成；因其完全密闭循环冷却水没有损耗；冷却后的流体温度更加接近环境的湿球温度；将冷却塔和换热器的功能组合一体，减少了水泵和管道的数量，运行维护十分方便。

采用蒸发冷却工艺具有占地面积小，冷却效果好，操作稳定，运行成本低，安装费用低，维护方便，维修简单等特点。特别适用于水资源和能源紧张，耗能和耗水量较大的行业。在炼油化工，电力，冶金，空调制冷，轻工等行业中有着广泛的应用前景，代表着冷却技术发展的新方向。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是为了克服现有核电站对水资源的严重依赖，提供一种新型的核电站冷却系统。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种核电站冷却系统，包括：空气冷却系统，用于向汽轮机的凝汽器提供冷却空气；和蒸发式冷却系统，用于向核电站闭式设备冷却水系统的热交换器提供冷却介质。

所述蒸发式冷却系统，包括由上往下依次设置的喷水器、冷却热交换器、风机、水箱，以及分别与所述喷水器和水箱连接的循环水泵；所述冷却热交换器下端设有进风口，所述喷水器上端设有出风口；所述冷却热交换器上还设有相互连通的介质入口和介质出口。

优选地，所述喷水器上端还设有挡水板。

优选地，所述循环水泵和水箱之间设有水量调节阀，循环水泵和喷水器之间设有水压表。

优选地，所述水箱内设有浮球阀。

优选地，所述冷却热交换器为水冷换热管组，所述介质入口连接进水集管，所述介质出口连接出水集管，所述冷水进水集管和冷水出水集管之间设有多个换热管。

优选地，所述风机为轴流风机。

(三)有益效果

本实用新型提供的核电站冷却系统通过强制通风方式向核电站汽轮机的空冷凝汽器提供冷却空气以排除热量和循环蒸发方式向核电站闭式设备冷却水系统提供冷却介质以排除热量，可以大大降低核电站对水源的依赖，扩大核电站厂址选择的范围，提高核电站的安全性和可靠性，减少对环境的排放，提高核电站应对自然灾害的能力。

附图说明

图1是本实用新型一实施例中空气冷却系统的示意图；

图2是本实用新型一实施例中蒸发式冷却系统的示意图。

其中，1：挡水板；2：喷水器；3：水冷换热管组；4：轴流风机；5：浮球阀；6：水箱；7：进风口；8：出风口；9：介质入口；10：介质出口；11：循环水泵；12：水量调节阀；13：水压表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不是限制本实用新型的范围。

本实用新型提供一种新型的核电站冷却方法一空气冷却和蒸发冷却相结合。空气冷却方法在火电站已大量采用，经过运行实践考验，并具有良好的运行业绩；蒸发冷却方法在冶金、空调制冷、电力等行业正得到广泛应用。

本实用新型所述的核电站冷却系统，包括：空气冷却系统，用于向汽轮机的凝汽器提供冷却空气；和蒸发式冷却系统，用于向核电站闭式设备冷却水系统的热交换器提供冷却介质。

如图1所示，为本实用新型一实施例中空气冷却系统的示意图。其为现有技术，在此不赘述。

如图2所示，为本实用新型一实施例中蒸发式冷却系统的示意图，包括由上往下依次设置的喷水器2、水冷换热管组3、轴流风机4、水箱6，以及分别与所述喷水器2和水箱6连接的循环水泵11；所述喷水器2上端还设有挡水板1；所述水箱6内设有浮球阀5，所述循环水泵11和水箱6之间设有水量调节阀12，循环水泵11和喷水器2之间设有水压表13；所述水冷换热管组3下端设有进风口7，所述喷水器2上端设有出风口8；所述水冷换热管组3上还设有相互连通的介质入口9和介质出口10；所述介质入口9连接进水集管，所述介质出口10连接出水集管，所述冷水进水集管和冷水出水集管之间设有多个换热管。

本实施例蒸发式冷却系统的冷却过程如下：

循环水从喷水器2喷淋而下，水冷换热管组3管束的外表面形成均匀的水膜，与横掠穿过管束的由轴流风机4形成的空气流发生热湿交换，再流入下部的空气层与空气流湿热交换，水温近似为空气的湿球温度，然后收集在底部的水箱6中，完成一个循环。再由循环水泵11抽送到上部的喷水器2喷淋，使喷淋水连续不断地流过水冷换热管组3的管束。

由轴流风机4引入的空气流与喷淋水反向或交叉地同时流过润湿的水冷换热管组3管束。

核电站闭式设备冷却水系统的冷却水经由进水集管进入水冷换热管组3管束内部，经充分冷却后由出水集管流出为电站提供设备冷却水。

为了保持水箱6中的水面稳定，蒸发掉的少部分喷淋水需要不断地补充，补充水由浮球阀5控制流入水箱6。在喷水器2的上部设有挡水板1，防止水滴随空气带走。

水量调节阀12用于调节喷水器2的喷水水量，水压表13用于显示水压。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种核电站冷却系统，其特征在于，包括：

空气冷却系统，用于向汽轮机的凝汽器提供冷却空气；和

蒸发式冷却系统，用于向核电站闭式设备冷却水系统的热交换器提供冷却介质。

2.如权利要求1所述的核电站冷却系统，其特征在于，

所述蒸发式冷却系统包括由上往下依次设置的喷水器(2)、冷却热交换器、风机(4)、水箱(6)，以及分别与所述喷水器(2)和水箱(6)连接的循环水泵(11)；所述冷却热交换器(3)下端设有进风口(7)，所述喷水器(2)上端设有出风口(8)；所述冷却热交换器上还设有相互连通的介质入口(9)和介质出口(10)。

3.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述喷水器(2)上端还设有挡水板(1)。

4.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述循环水泵(11)和水箱(6)之间设有水量调节阀(12)，循环水泵(11)和喷水器(2)之间设有水压表(13)。

5.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述水箱(6)内设有浮球阀(5)。

6.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却热交换器为水冷换热管组(3)，所述介质入口(9)连接进水集管，所述介质出口(10)连接出水集管，所述冷水进水集管和冷水出水集管之间设有多个换热管。

7.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述风机(4)为轴流风机。

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