CN206131335U - 一种海上核能设施主控制室可居留系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海上核能设施主控制室可居留系统，包括：设置于所述主控制室内的回风阀、送风阀，两者之间通过循环风管连通；在所述循环风管上依次设置有至少一台循环风机、除碘净化装置、第一蓄冷装置；多个分布式蓄冷装置，间隔设置于所述主控制室内部；分体式制冷装置，通过分配式冷却剂管线与所述第一蓄冷装置和多个分布式蓄冷装置连通；氧气贮罐，其具有第一输氧管线与所述循环风管连接，其具有第二输氧管线直接连接至所述主控制室内部。实施本实用新型，可以为海上核能设计提供安全且低成本的可居留环境。

Description

一种海上核能设施主控制室可居留系统

技术领域

本实用新型涉及一种核反应堆主控制室的可居留系统的技术领域，特别是一种海上核能设施主控制室可居留系统。

背景技术

随着核电技术的不断发展，核电站严重事故受到全球核安全局和国际原子能机构的广泛关注，各国都认识到不能完全排除严重事故发生的可能性，因此，核电安全工作不能仅考虑设计基准事故，还必须考虑缓解和应对严重事故。其中，作为核电站监控中心的主控室，其主要功能是在各种运行状况下对核电站全厂进行正常、异常状态的监视和控制，保障核电站的有效、安全运行，并在遭受事故或超设计基准事故后使核电站回到安全状态。因此，在严重事故后，保持主控室的可居留性及主控室设备安全可靠的运行，一直以来是国内外研究机构关注的重点之一。

当前，第二代及第二代加核电站，其主控室可居留系统一般采用的是能动技术，其冷却系统主要由应急风机、应急制冷机组和表冷器组成，应急电源由蓄电池组和应急柴油机提供。第三代核电机组EPR堆型采用四套独立的空气冷却及加热处理机组，两用两备，并由4个独立的供电系列供电。

而其他一些核电站也可能采用非能动设计技术，例如，美国AP1000核电站的主控室就采用非能动设计理念，当全厂电源丧失或主控室通风放射性超标后，主控室被隔离，由多只（如32只）压缩空气储瓶向主控室供应新风，对主控室的冷却功能由非能动热阱实现。该方案需大量建筑空间用以存放压缩空气储瓶。

同时，在中国公开的申请号为CN201410725532，名称为“核电站主控室非能动室内空气冷却和净化系统”，中其也是采用非能动压缩空气贮罐，为事故工况下主控制室提供新风，并采用非能动冰蓄冷降低主控制室温度。但这种方案需占用较大建筑空间放置蓄冷装置和压缩空气贮罐，不适用于海上环境，同时冰蓄冷存在挥发、相变等缺点。

而在海洋上，以核能为能源的各类用途装置（如核动力破冰船，核潜艇，海上浮动核能发电平台、海水淡化、供热等），由于海上核反应堆远离陆地，与陆上堆相比存在以下缺点：

首先，孤立无援、缺乏外部能源，一旦发生核事故，对蓄电池组和柴油发电机依赖性增大，使得蓄电池容量和柴油发电机需求容量增大。

其次，建筑空间有限，无论是浮动平台还是船舶，其在海上的空间非常紧张，可谓是寸土寸金。

如果在海上核反应堆采用上述提及主控室可居留系统的技术，无疑存在如下的不足之处：

首先，需要单独预留较大空间用来存储空气压缩罐；

其次，采用冰蓄冷，冰容易熔化为水，且采用集中蓄冷模式，蓄能装置需要占用一定的建筑空间。

另外，通过压缩空气难以让使得主控制室内空气循环，达到去除主控制室环境空气中可能的污染物的目的。

所以，海上核反应堆主控制室的可居留系统设计既不可能参照陆上核电站一样通过大量蓄电池容量或柴油发电机数量的能动技术，也不可能参照AP1000采用压缩气瓶的非能动设计理念，因此海上核反应堆主控制室的可居留设计急需突破当前禁锢。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种海上核能设施主控制室可居留系统，其可以为海上核能提供安全且低成本的可居留空间。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例的一方面，提供一种海上核能设施主控制室可居留系统，为主控制室人员提供呼吸用的清洁空气，防止放射性空气进入主控制室，维持主控制室内温度保持在可接受限值范围内，包括：

设置于所述主控制室内的回风阀、送风阀，两者之间通过循环风管连通；

在所述循环风管上依次设置有至少一台循环风机、用以去除放射性气溶胶污染物质的除碘净化装置、第一蓄冷装置；

多个分布式蓄冷装置，间隔设置于所述主控制室内部；

分体式制冷装置，通过分配式冷却剂管线与所述第一蓄冷装置和多个分布式蓄冷装置连通；

氧气贮罐，其具有第一输氧管线通过第一输氧阀与所述循环风管连接，其具有第二输氧管线直接连接至所述主控制室内部，在所述第二输氧管线上设置有第二输氧阀。

其中，所述每一分布式蓄冷装置均设置有可打开的密封盖。

其中，所述除碘净化装置设置于所述循环风机的出口侧。

其中，所述循环风机、除碘净化装置、第一蓄冷装置、分体式制冷装置以及所述氧气贮罐，均设置于所述主控制室外部。

其中，所述循环风机为至少两台，并由应急电源进行供电，所述应急电源为蓄电池或应急柴油发电机。

其中，所述第一蓄冷装置和所述分布式蓄冷装置采用高分子蓄冷剂。

本实用新型，具有如下的有益效果：

本实用新型采用能动加非能动方式，综合考虑海上环境因素，在确保主控制室可居留条件的前提下，提高系统的可靠性，降低设计成本；

本实用新型设置应急循环风机和除碘净化装置，用以在事故起初阶段滤除事故工况下主控制室可能存在的放射性物质，通过非能动氧气贮存罐及非能动冷却来满足主控室事故时的可居留要求，避免主控人员呼吸的内照射和主控室环境外照射的危害，满足主控制室职业辐照安全要求，避免了现有技术中压缩空气难以促使控制室内空气循环缺点；

本实用新型采用非能动氧气贮罐向主控制室工作人员提供氧气，比压缩空气贮存方式可以减少更多的体积，从而可降低对建筑空间要求，为海上环境节省大量资金；

本实用新型的蓄冷设备采用分布式布置方式，利用主控制室闲散空间进行安装，无需大型贮罐即可以实现非能动（采用空气对流）冷却主控制室环境温度，降低冰蓄冷模式中集中蓄冷对建筑空间的需求；同时，采用非能动冷却方式，可以减少可居留系统对应急电源的依赖，提高主控制室可居留系统可靠性；

同时，本实用新型采用高分子蓄冷剂，其具有形状可塑性和不化解成水等特点，可以长期保存，并重复利用，损耗小甚至没有损耗；可以避免现有技术中通过冰蓄冷出现易化水等不足之处。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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得其他的附图。

图1是本实用新型提供的一种海上核能设施主控制室可居留系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，示出了本实用新型提供的一种海上核能设施主控制室可居留系统的一个实施例的结构示意图。在该实施例中，该系统为主控制室人员提供呼吸用的清洁空气，防止放射性空气进入主控制室，维持主控制室内温度保持在可接受限值范围内，其包括：

设置于所述主控制室内的回风阀6、送风阀7，两者之间通过循环风管8连通；

在所述循环风管8上依次设置有至少一台循环风机1、用以去除放射性气溶胶污染物质的除碘净化装置2、第一蓄冷装置4；其中，所述除碘净化装置2设置于所述循环风机1的出口侧；

多个分布式蓄冷装置9，间隔设置于所述主控制室内部，具体地，可以设置于主控制室内部的闲余空间上（如墙角落、机柜侧边等）；

分体式制冷装置3，通过分配式冷却剂管线10与所述第一蓄冷装置4和多个分布式蓄冷装置9连通；

氧气贮罐5，用以向主控制室提供呼吸用的氧气，其具有第一输氧管线11通过第一输氧阀V1与所述循环风管8连接，其具有第二输氧管线12直接连接至所述主控制室内部，在所述第二输氧管线12上设置有第二输氧阀V2；通过第一输氧管线和第二输氧管线的冗余设计，可以确保氧气贮罐5内的氧气安全输送到主控制室；

其中，所述每一分布式蓄冷装置9均设置有可打开的密封盖，打开该密封盖后，该分布式蓄冷装置9中的蓄冷剂可以和主控制室内的空气进行热量交换，以对主控制室进行降温。

其中，所述循环风机1、除碘净化装置2、第一蓄冷装置4、分体式制冷装置3以及所述氧气贮罐5，均设置于所述主控制室外部。

其中，所述第一蓄冷装置4和所述分布式蓄冷装置9仅为了描述的方便进行区别，在实际的应用中，所述第一蓄冷装置4和所述分布式蓄冷装置9可以统称为分布式蓄冷装置。另外，所述第一蓄冷装置4和所述分布式蓄冷装置9采用高分子蓄冷剂，其中，所述高分子蓄冷剂利用聚乙烯醇、聚苯乙烯树脂、乙醇、硼砂、四硼酸钠及水制作而成，其具有如下特性：其在0℃时也可以像海绵一样柔软，而在常温下不会融化，故其可以长期保存，并重复利用，损耗小甚至没有损耗; 在本实用新型中，利用高分子蓄冷剂形状可塑性和不化解成水的特点，在主控制室内闲余空间（如墙角落、机柜侧边等）处安装高分子蓄冷剂，利用主控制室内空气自然热交换，降低非能动冷却主控制室环境温度。

其中，在一个实施例中，所述循环风机1为至少两台，并由应急电源进行供电，所述应急电源为蓄电池或应急柴油发电机。

实用新型本实用新型海上核能设施主控制室可居留系统的工作过程如下：

在事故起初阶段，关闭所有主控制室新风阀，确保室外污染物质不再继续进入主控制室环境，启动循环风机，使主控制室内空气循环滤除主控制室内可能进入的污染物质；同时开启安装于所述循环风管上的第一蓄冷装置，并开启氧气贮罐第一输氧管线的第一输氧阀V1；为确保事故工况下循环风机的可靠运行，循环风机采取冗余设计，并由应急电源供电；

在事故后续阶段，当循环风管上的第一蓄冷装置中的冷源用尽，打开位于主控制室内部的分布式蓄冷装置的密封盖，使其通过自然散热方式对主控制室进行降温；同时关闭循环风机和第一输氧阀，打开开启氧气贮罐第二输氧管线的第二输氧阀V2，直接向主控制室内供氧。这样，可减少对后备电源的需求，降低蓄电池或应急柴油发电机容量。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型设置应急循环风机和除碘净化装置，用以在事故起初阶段滤除事故工况下主控制室可能存在的放射性物质，通过非能动氧气存罐及非能动冷却来满足主控室事故时的可居留要求，避免主控人员呼吸的内照射和主控室环境外照射的危害，满足主控制室职业辐照安全要求，避免了现有技术中压缩空气难以促使控制室内空气循环缺点；

本实用新型采用非能动氧气贮罐向主控制室工作人员提供呼吸用氧气，相比压缩空气贮存方式可以减少约4/5体积，从而可降低对建筑空间要求，可节省一定成本；

本实用新型的蓄冷设备采用分布式布置方式，利用主控制室闲散空间进行安装，无需大型贮罐即可以实现非能动（采用空气对流）冷却主控制室环境温度，降低冰蓄冷模式中集中蓄冷对建筑空间的需求；同时，采用非能动冷却方式，可以减少可居留系统对应急电源的依赖，提高主控制室可居留系统可靠性；

同时，本实用新型采用高分子蓄冷剂，其具有形状可塑性和不化解成水等特点，可以长期保存，并重复利用，损耗小甚至没有损耗；可以避免现有技术中通过冰蓄冷出现易化水等不足之处。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种海上核能设施主控制室可居留系统，其特征在于，包括：

设置于所述主控制室内的回风阀、送风阀，两者之间通过循环风管连通；

在所述循环风管上依次设置有至少一台循环风机、用以去除放射性气溶胶污染物质的除碘净化装置、第一蓄冷装置；

多个分布式蓄冷装置，间隔设置于所述主控制室内部；

分体式制冷装置，通过分配式冷却剂管线与所述第一蓄冷装置和多个分布式蓄冷装置连通；

氧气贮罐，其具有第一输氧管线通过第一输氧阀与所述循环风管连接，其具有第二输氧管线直接连接至所述主控制室内部，在所述第二输氧管线上设置有第二输氧阀。

2.如权利要求1所述的一种海上核能设施主控制室可居留系统，其特征在于，所述每一分布式蓄冷装置均设置有可打开的密封盖。

3.如权利要求2所述的一种海上核能设施主控制室可居留系统，其特征在于，所述循环风机为至少两台，并由应急电源进行供电，所述应急电源为蓄电池或应急柴油发电机。

4.如权利要求1至3任一项所述的一种海上核能设施主控制室可居留系统，其特征在于，所述第一蓄冷装置和所述分布式蓄冷装置采用高分子蓄冷剂。

5.如权利要求4所述的一种海上核能设施主控制室可居留系统，其特征在于，所述循环风机、除碘净化装置、第一蓄冷装置、分体式制冷装置以及所述氧气贮罐，均设置于所述主控制室外部。