CN202164981U - 用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，设置于蓄能系统存放厂房墙体上，包括开设于该墙体侧壁的通道口，该通道口通过一防水门封闭。于所述防水门上，与通道口相对的面之周边贴设有密封条，所述通道口周边对应设有可与防水门周边密封条紧密接触的贴合面。本实用新型将存放有蓄能电池模组的厂房防水门设计为坚固和具备优良防水性能的结构，保证了厂房底层为四周密闭的空腔，从而提高了蓄电池蓄能系统抵御水淹自然灾害的能力。防水门的多种锁扣结构和开关门方式，使得防水门可以方便、有效地实现密封防水和机械固定。

Description

用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构

技术领域

本实用新型涉及向核电站提供后备应急动力电源的蓄能系统存放厂房的防水门结构，以及一种核电站电源存放厂房防水淹的防护方法。

背景技术

核电站(Nuclear Power Plant)是利用核裂变(Nuclear Fission)或核聚变(Nuclear Fusion)反应所释放的能量产生电能的发电厂。

为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则，从设备、措施上提供多重保护，以确保核电站对反应堆的输出功率进行有效的控制，且能够在出现各种自然灾害，如地震、海啸、洪水等，或人为产生的火灾、爆炸等，也能确保对反应堆燃料组件进行充分的冷却；进而保证放射性物质不发生向环境的排放。纵深防御原则一般包括五层防线，第一层防线：精心设计、制造、施工，确保核电站有精良的硬件环境，建立完善的程序和严格的制度，对核电站工作人员有系统的教育和培训，建立完备的核安全文化；第二层防线：加强运行管理和监督，及时正确处理异常情况，排除故障；第三层防线：在严重异常情况下，反应堆的控制和保护系统能及时并有效的动作，以防止设备故障和人为差错进而发展为事故；第四层防线：在事故情况下，及时启用核电站安全保护系统，包括各种专设安全设施，用以加强事故中的电站管理，防止事故扩大，以保护核电站三道屏障的完整性；第五层防线：万一发生极不可能发生的事故，并伴有放射性外泄，应及时启用厂内外一切应急系统，努力减轻事故对周围居民和环境的影响。

安全保护系统均采用独立设备和冗余布置，使得安全系统可以抗地震和在其他恶劣环境中运行。

电源作为核电站运行的动力源，无论是设置上还是运行上，都应体现纵深防御的理念。为实现核电站电源系统的高可靠性，对某些特别重要的用电设备或特殊要求的设备均应备有应急电源，同时进行多重性、独立性地设置，以避免发生共模故障导致应急电源的不可用。

核电站的应急电源系统和正常电源系统一起，共同构成厂用电系统，为厂内所有的用电设备提供安全可靠的供电。应急电源必须保证在正常运行工况、事故工况期间或事故工况后为核电站的应急安全设备提供电源，以执行安全功能。由于核电站核安全的特殊性，故而其电源系统的设计要求应大大高于其他行业。

核电站设置有多道冗余电源，包括厂外主电源、厂外辅助电源和应急固定式柴油机等专用应急电源，各电源各司其职，同时又互有配合，不仅形式多样，而且层层设置，多重冗余，最大限度地为电核电站提供可靠的供电。

目前，核电站的厂用电系统运行方式如下：

(1)在正常运行条件下，整个厂用设备的配电系统由26kV母线经过高压厂用变压器供电；

(2)当机组正常运行时，26kV母线由主发电机供电；

(3)主发电机停机时，则由400/500kV电网经过主变压器向26kV母线倒送电；

(4)如果26kV母线失去电源或失去高压厂用变压器，即失去厂外主电源，则220kV电网经过辅助变压器向必须运行的安全辅助设施供电，使反应堆维持在热停堆状态；

(5)如果厂外主电源和厂外辅助电源均失去供电，则由应急柴油发电机(一个机组配备两台应急柴油发电机)向应急厂用设备供电，使反应堆进入冷停堆状态；

(6)当任何一台应急柴油发电机不可用时，则由第五台柴油机取代，执行应急柴油发电机的功能，向应急厂用设备供电。

然而，固定式的应急柴油机，具有一定的局限性。这是因为，在固定式柴油机驱动其发电机运转、将柴油的能量转化为电能时，必须通过在固定式柴油机汽缸内、将过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合后，推动活塞下行，各汽缸按一定顺序依次做功，从而带动曲轴旋转。再通过固定式柴油机的旋转带动发电机的转子，利用“电磁感应”原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路产生电流，从而实现发电功能。上述发电过程中，必须通过空气与高压雾化柴油的充分混合才能实现。当在洪水、海啸、泥石流等情形下时，固定式柴油机的电气系统将有可能因为水淹而失效，供油管道、压缩空气管道将有可能因为外部冲击力而断裂，柴油机本体有可能因为冲击力而结构发生变形，这些都会导致固定式柴油发电机无法启动，进而无法提供应急电源。

因此，在其他电源失去的情况下，作为核电站最终应急电源的固定式应急柴油机，由于其存放装置自身特点决定了其不能抵抗水淹灾害(如洪水、海啸、台风潮等)，当出现超设计基准的极端自然灾害时，固定式应急柴油机很容易失去供电，无法为核电站提供反应堆芯余热排出和乏燃料水池冷却的动力需求，这将导致核电站产生灾难性的后果。

近年来，随着电池技术进步和发展，蓄电池尤其是锂电池和磷酸锂电池由于具有体积小、质量轻、电压高、功率大、自放电少以及使用寿命长等优点，逐渐成为动力电源的主流设备，然而目前市场上成熟的单体电池容量通常在200Ah以下，远远不能满足核电站用蓄电池蓄能系统的使用要求。因此，需要重新研发适用于核电站的高容量蓄电池蓄能系统，在厂外主、厂外辅助电源和厂内应急动力电源等通用电源失去，而第五台应急柴油发电机不能正常起动时，蓄电池蓄能系统能够实现快速、及时地向反应堆安全设施及乏燃料系统提供应急动力电源，维持核电站处于安全状态。

因此，人们希望能有一种防水门结构，它既是核电站蓄能系统存放厂房的通道，以方便设备和人员的出入，又可以抵抗水淹灾害(如洪水、海啸、台风潮等)，在核电站遭受水淹灾害而厂内应急电源失去时，确保蓄电池蓄能系统正常工作，为核电站提供后备应急动力电源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，可保证存放于其内用作应急动力电源的蓄能电池模组能安全、可靠地实现其供电功能，维持核电站核电机组及其他用电设备正常运行的要求。

本实用新型的技术方案是：

一种用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，设置于蓄能系统存放厂房墙体上，包括开设于该墙体侧壁的通道口，该通道口通过一防水门封闭。

本实用新型结构中，于所述防水门上，与通道口相对的面之周边贴设有密封条，所述通道口周边对应设有可与防水门周边密封条紧密接触的贴合面。

所述防水门旁设于厂房外壁，且常设于通道口以外的位置，于所述通道口上、下端，分别具有一可导引所述防水门横向移动、使之将通道口完全封闭的导轨或滑槽。

所述导轨或滑槽两端还设有可使所述防水门移动定位的止挡块。

本实用新型结构中，于所述防水门底端，设有可带动该防水门在导轨或滑槽滑行的滚轮。

所述外门上还设有可与外墙体对应配合的锁定结构。

所述外门两侧分别向外延伸有两凸耳，所述外墙体上对应设有可与外门上两凸耳叠合的连接块，通过螺栓旋合形成所述锁定结构。

或者，所述防水门铰设于通道口处。

所述通道口处设有一铰轴，所述防水门侧面对应设置有可套设于该铰轴上且与其配合转动的套筒。

所述通道口处设有一套筒，所述防水门侧面对应设置有可插设于该套筒内且与其配合转动的铰轴。

所述防水门上还设有一锁定结构。

所述锁定结构设于所述防水门一侧，其由设于所述防水门上的搭扣和设于外墙体上的倒钩配合构成。

或者，所述锁定结构设于所述防水门一侧，其由设于所述防水门上的延伸块和设于外墙体上的连接件通过螺栓旋合或插销构成。

本实用新型将存放有蓄能电池模组的厂房防水门设计为坚固和具备优良防水性能的结构，保证了厂房底层为四周密闭的空腔，从而提高了蓄电池蓄能系统抵御水淹自然灾害的能力。防水门的多种锁扣结构和开关门方式，使得防水门可以方便、有效地实现密封防水和机械固定。

附图说明

图1是存放有电池柜或电池架的厂房结构一主视图；

图2是存放有电池柜或电池架的厂房结构一俯视图；

图3A是本实用新型防水门实施例一正面视图；

图3B是本实用新型防水门实施例一侧面视图；

图3C是本实用新型防水门实施例一另一种锁扣结构正面视图；

图3D是本实用新型防水门实施例一另一种锁扣结构俯视图；

图4是存放有电池柜或电池架的厂房结构二主视图；

图5是存放有电池柜或电池架的厂房结构二俯视图；

图6A是本实用新型防水门实施例二开位正面视图；

图6B是本实用新型防水门实施例二关位正面视图；

图6C是本实用新型防水门实施例二侧视图；

图7A是本实用新型防水门实施例二及公锁扣结构正视图；

图7B是本实用新型防水门实施例二母锁扣结构正视图；

图7C是本实用新型防水门实施例二母锁扣结构侧视图；

图7D是本实用新型防水门实施例二母锁扣结构俯视图；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。根据《核电厂设计安全规定》(HAF102)，所有与安全相关的系统都要满足“单一故障准则”。即：“在其任何部位发生单一随机故障时，仍能保持所赋子的功能。源于单一故障的各种继发故障，均视作单一故障不可分割的组成部分”。电源系统也不例外。

《核电厂应急动力系统》(HAD102/13)也要求为“各序列相互间必须借助实体分割和功能隔离(在电或其他方而)进行保护”，即应急电源需要独立设置。这样做的目的是防止一个系列的故障导致另一个系列不可用。因此，应急电源的存放是保证其能在各种灾害条件上能可靠实用的必备条件。

图1、2、4、5提供了用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房，根据设计要求，存放厂房设置于一基准平台上，该基准平台应在核电站安全警戒线以上，可抵御百年一遇海啸和洪水、飓风；可设在坚固山体附近，还可达到有利于自然避雷的作用。所述存放厂房为一可抗震的厂房，由钢筋混凝土浇铸而成，外墙体为全密封结构，结构强度满足其外侧在水淹的情况下，墙体结构仍能保持完整；所述存放厂房设置有两层，第一层可以有一个空腔1，用于置放多个电池柜或电池架101，第二层分两个空腔3、4，其中一个空腔4用于放置与电池柜或电池架101电连接的换流设备401，换流设备401具备以下功能：(1)交直流变换的功能；(2)电能容量增减的功能；(3)蓄能系统自身配电；(4)正常运行时，接受外电网高压电，并将其转换为换流站所需电压等级的交流电；(5)当外电网需电时，变压器(未图示)将换流站输出的交流电变换成高压电输出。第二层另一个空腔3为主控制室，用于放置监视和控制设备301，可以监测蓄能系统的整体状态，可以操作和调配蓄能电量的输入和输出。

蓄能电池模组(未图示)可放置于电池柜或电池架101上，所述电池柜或电池架101与第一层空腔1底面固定连接。

请再参见图1、2、4、5，用于放置电池柜或电池架101的空腔开设有通道口，一方面用于设备的运输，另一方面用于操作人员的出入。该通道口可设置于第一层腔体1侧壁，为避免灾害产生时水、泥石流等进入，可通过防水门104封闭，使之形成一四周可封闭的空腔，有效防止了灾害对电池柜或电池架及其他电气部件造成的损坏而失去其作为应急电源的正常使用。

参见图1、2、4、5，存放厂房应具有相应地震地区的抗震设防，同时要加强底面整体的稳固性，使其在地震时其底面的安装物既不发生相互位移碰撞，也不会整体由基础底面掉下。

进一步地，存放有电池柜或电池架101的第一层空腔1底面上，还设有基座102，该基座102应高于第一层空腔1底面，以防止可能的地面积水及杂质对电池柜或电池架101的损害。所述电池柜或电池架101固定于所述基座102上。

由于第一层空腔1放置电池柜或电池架101，应强迫其通风、散热，保证其使用寿命，通风主要用于排除室内的气体，并兼作调节室温之用，以保持第一层空腔1内的温度经常在10～30℃之间，可保证电池柜或电池架101正常使用，提高其使用寿命。所述第一层空腔1的顶部设有至少一可防水的通风口5，其与一设置于存放厂房外部的通风设备501相连，通风排气管应引至存放厂房外高于其屋顶的位置，进风口应装设空气滤过设备，以保证电池柜或电池架101处于正常的工况下。

请参见图1-2、3A-3D、4-5、6A-6C、7A-7D，本实用新型防水门104可设置为下述两种不同的实施方式：

实施例一：

参见图3A-3D，所述防水门104的第一种方式中，

所述防水门104可铰设于通道口处，通过铰轴与存放厂房转动连接。具体可在通道口处设有一铰轴111，在防水门104侧面对应位置设置可套设于该铰轴111上的套筒115，由套筒115和铰轴111配合，使防水门104绕铰轴111转动，实现其通道口的打开和关闭。

或者，也可在所述通道口处设有一套筒115，在防水门104侧面对应位置设置可插设于套筒115内的铰轴111，通过套筒115和铰轴111的配合，使防水门104绕铰轴111转动，同样可实现其通道口的打开和关闭。

为保证防水门104可靠的封闭，在防水门104内平面，与通道口相对之周边，可贴设有密封条103，即沿防水门104内平面四周贴设密封条103，相应地，于所述通道口周边，加工有可与防水门周边密封条103紧密接触的贴合面，以保证防水门104能完全将通道口密闭。

进一步地，防水门104上还设有可将通道口封闭后与存放厂房固定的锁定结构，以保证防水门104可靠的将通道口封闭。

所述锁定结构设于所述防水门104一侧，其由设于所述防水门104上的搭扣和设于外墙体上的倒钩配合构成。(未图示)

或者，所述锁定结构设于所述防水门104一侧，其由设于所述防水门104上的延伸块112和设于外墙体上的连接件114通过螺栓旋合或插销构成(参见图3C、3D)。

实施例二：

参见图6A，第二种方式中，所述通道口处设有一供平时出入用常开启的内门160，防水门104旁设于存放厂房的外壁，且常设于通道口以外的位置。

具体地，内门160的结构设计可采用下述两种方式：

在所述通道口处设有一套管，在内门160侧面对应位置设置可插设于套管内的转轴，由套管和转轴配合，使内门160绕铰轴转动，实现其通道口的打开和关闭，方便操作人员的出入。(未图示)

或者，在所述通道口处设有一转轴，在内门160侧面对应位置设置可套设于该转轴上的套管，由套管和转轴配合，使内门160绕转轴转动，同样可实现其通道口的打开和关闭。(未图示)

参见图6A、6B、6C，本实用新型于所述通道口上、下端，还分别具有一导轨119和120，防水门104上、下端分别设置有滚轮110，置于上述导轨119和凹槽120内，用于导引防水门104的横向移动，凹槽120两端均设有可使防水门104移动定位的止挡块121。防水门104一般置于通道口以外的位置，平时由内门160实现第一层空腔1的启闭。当发生灾害时，可将防水门104横向移动，当移动到预设的位置时，可将其锁死固定，从而将通道口完全封闭，保证海水、洪水或泥石流不会进入第一层空腔1内。

同样地，在防水门104与通道口相对的内平面之周边，可贴设有密封条103，即沿防水门104内平面四周贴设密封条103，相应地，于所述通道口周边，加工有可与防水门104周边密封条103紧密接触的贴合面，以保证防水门104能完全将通道口密闭。

为进一步保证电池柜或电池架101的安全，所述防水门104上还设有可与存放厂房外壁对应配合的锁定结构。

参见图6A，具体结构中，所述防水门104两侧可分别向外延伸有两凸耳117，所述外壁上对应设有可与防水门104上两凸耳叠合的连接块118，通过螺栓旋合形成所述锁定结构。

需要说明的是，防水门104对通道口的封闭，及与容置腔外壁的连接方式，并非上述描述的几种，还可采用多种不同的结构，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，设置于蓄能系统存放厂房墙体上，包括开设于该墙体侧壁的通道口，该通道口通过一防水门封闭。

2.如权利要求1所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，于所述防水门上，与通道口相对的面之周边贴设有密封条，所述通道口周边对应设有可与防水门周边密封条紧密接触的贴合面。

3.如权利要求2所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述防水门旁设于厂房外壁，且常设于通道口以外的位置，于所述通道口上、下端，分别具有一可导引所述防水门横向移动、使之将通道口完全封闭的导轨或滑槽。

4.如权利要求3所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述导轨或滑槽两端还设有可使所述防水门移动定位的止挡块。

5.如权利要求3或4所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，于所述防水门底端，设有可带动该防水门在导轨或滑槽滑行的滚轮。

6.如权利要求5所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述外门上还设有可与外墙体对应配合的锁定结构。

7.如权利要求6所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述外门两侧分别向外延伸有两凸耳，所述外墙体上对应设有可与外门上两凸耳叠合的连接块，通过螺栓旋合形成所述锁定结构。

8.如权利要求2所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述防水门铰设于通道口处。

9.如权利要求8所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述通道口处设有一铰轴，所述防水门侧面对应设置有可套设于该铰轴上且与其配合转动的套筒。

10.如权利要求8所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述通道口处设有一套筒，所述防水门侧面对应设置有可插设于该套筒内且与其配合转动的铰轴。

11.如权利要求8所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述防水门上还设有一锁定结构。

12.如权利要求11所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述锁定结构设于所述防水门一侧，其由设于所述防水门上的搭扣和设于外墙体上的倒钩配合构成。

13.如权利要求11所述的用于核电站应急动力电源之蓄能系统存放厂房的防水门结构，其特征在于，所述锁定结构设于所述防水门一侧，其由设于所述防水门上的延伸块和设于外墙体上的连接件通过螺栓旋合或插销构成。

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