CN216928052U - 冷却系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种冷却系统，包括：安全壳以及设置于所述安全壳内部的冷却件；所述冷却件包括箱体，所述箱体环绕设置在所述安全壳内壁，所述箱体内部设置有冷却通道，所述冷却通道内设置有冰块。上述冷却系统，可以通过冰块对安全壳内进行降温，以提高冷却效率。

Description

冷却系统

技术领域

本申请涉及核电厂安全技术领域，尤其涉及一种冷却系统。

背景技术

安全壳用于在反应堆冷却剂系统泄漏或破裂的情况下容纳放射性物质的释放，在反应堆正常运行时，反应堆冷却剂系统将高温高压水或蒸气传递给发电设施。而在反应堆冷却剂系统管道破裂的事故时，安全壳内的压力会迅速上升，为了防止安全壳超压，一般设置有能动和/或非能动的安全壳冷却系统，在达到事故后压力峰值以后，通过安全壳内各种构筑物、设备、水箱内存水的显热来吸热后，安全壳冷却系统再进行导热。

由于安全壳内各种构筑物、设备、水箱内存水的显热吸热能力有限，且这些热阱(安全壳内水箱、安全壳外水箱、安全壳外大气)的温度不会设置的很低，因此，对安全壳的冷却速度和降温降压能力有限，冷却效率低。

实用新型内容

本申请实施例提供一种冷却系统，能够解决现有的冷却系统，冷却效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供一种冷却系统，包括：安全壳以及设置于所述安全壳内部的冷却件；

所述冷却件包括箱体，所述箱体环绕设置在所述安全壳内壁，所述箱体内部设置有冷却通道，所述冷却通道内设置有冰块。

可选的，所述安全壳内设置有隔板，所述隔板将所述安全壳分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于所述第二腔体下方，所述冷却件设置在所述第一腔体内。

可选的，所述隔板上设置有通孔，所述冷却通道的第一端与所述第一腔体相连通，所述冷却通道的第二端通过所述通孔与所述第二腔体相连通。

可选的，所述冷却件还包括两个冷却盘管，所述两个冷却盘管均设置在所述箱体内；

所述两个冷却盘管中的其中一个冷却盘管套设于另一个冷却盘管，且所述两个冷却盘管之间具有间隙，所述间隙为所述冷却通道。

可选的，所述隔板上设置有单向开关，所述单向开关用于在所述第二腔体内的压力大于所述第一腔体内的压力时开启，以使所述第二腔体内的气体流向所述第一腔体。

可选的，所述系统还包括第一管道和第二管道；

所述第一管道贯穿于所述安全壳侧壁，且所述第一管道的第一端与所述冷却件的接入端相连通，所述第一管道的第二端与所述安全壳外部制冷单元的接出端相连通；

所述第二管道贯穿于所述安全壳侧壁，且所述第二管道的第一端与所述冷却件的接出端相连通，所述第二管道的第二端与外部制冷单元的接入端相连通。

可选的，所述第一管道上设置有第一阀门，所述第一阀门用于连通或切断所述第一管道；

所述第二管道上设置有第二阀门，所述第二阀门用于连通或切断所述第二管道。

可选的，所述系统还包括设置在所述安全壳外部的水箱，所述水箱内设置有换热器，所述换热器的第一端通过第三管道与所述第一管道的第三端相连通，所述换热器的第二端通过第四管道与所述第二管道的第三端相连通；

所述第一管道的第三端位于所述第一阀门和所述冷却件的接入端之间；

所述第二管道的第三端位于所述第二阀门和所述冷却件的接出端之间。

可选的，所述系统还包括第三阀门和第四阀门，所述第三阀门设置在所述第三管道上，所述第三阀门用于连通或切断所述第三管道，所述第四阀门设置在所述第四管道上，所述第四阀门用于连通或切断所述第四管道。

可选的，所述系统还包括第五阀门和第六阀门，所述第五阀门设置在所述第一管道，且所述第五阀门位于所述第一管道的第三端与所述冷却件的接入端之间，所述第六阀门设置在所述第二管道上，且所述第六阀门位于所述第二管道的第三端与所述冷却件的接出端之间。

本申请实施例提供的技术方案中，该冷却系统包括安全壳以及设置在安全壳内部的冷却件，冷却件包括环绕设置在安全壳内壁的箱体，箱体的内部设置有冷却通道，冷却通道内设置有冰块。上述冷却系统，可以通过冰块对安全壳内进行降温，以提高冷却效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

除非另作定义，本申请中使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“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。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“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。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的冷却系统的结构示意图。该冷却系统包括：安全壳10以及设置于所述安全壳10内部的冷却件20；

所述冷却件20包括箱体21，所述箱体21环绕设置在所述安全壳10内壁，所述箱体21内部设置有冷却通道，所述冷却通道内设置有冰块。

其中，该箱体21可为环状结构，且环绕设置于安全壳10内壁，具体的，可通过在安全壳10内壁上设置固定结构，以为箱体21提供安装位置，还可通过在箱体21的下方设置支撑件，以对箱体21提高向上的支撑力，减少由于重力作用，箱体21在安全壳10内壁上的高度方向的移位。

本申请实施例提供的技术方案中，该冷却系统包括安全壳10以及设置在安全壳10内部的冷却件20，冷却件20包括环绕设置在安全壳10内壁的箱体21，箱体21的内部设置有冷却通道，冷却通道内设置有冰块。上述冷却系统，可以通过冰块对安全壳10内进行降温，以提高冷却效率。

具体实施时，由于冰块吸热发生相变，从而对从冷却通道经过的高温高压气体快速冷却，从而可有效降低事故早期的安全壳10内压力峰值，进而大大降低安全壳10的设计压力，降低安全壳10的建造成本。

可选的，所述安全壳10内设置有隔板11，所述隔板11将所述安全壳10分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于所述第二腔体下方，所述冷却件20设置在所述第一腔体内。

其中，在第一腔体内通常还会布置核蒸汽供应系统的高能管道(如反应堆冷却剂系统管道)、反应堆冷却剂系统的主要设备(反应堆压力容器和蒸汽发生器)等。

本实施例中，通过在第一腔体内设置冷却件20，以对第一腔体进行冷却处理。

可选的，所述隔板11上设置有通孔，所述冷却通道的第一端与所述第一腔体相连通，所述冷却通道的第二端通过所述通孔与所述第二腔体相连通。

本实施例中，由于第一腔体和第二腔体通过箱体21内部的冷却通道相连通，从而冷却件20还可对第二腔体进行冷却处理。

可选的，所述冷却件20还包括两个冷却盘管22，所述两个冷却盘管22均设置在所述箱体21内；

所述两个冷却盘管22中的其中一个冷却盘管22套设于另一个冷却盘管22，且所述两个冷却盘管22之间具有间隙，所述间隙为所述冷却通道。

其中，冷却盘管22呈螺旋状结构，以使冷却盘管22在箱体21内的长度尽量的长，从而冷却件20可提供的冷量也越多。两个冷却盘管22具有不同的轴径，大轴径的冷却盘管22套设于小轴径的冷却盘管22上，具体轴径的大小与环状结构内腔的大小有关。

本实施例中，通过设置两个冷却盘管22，两个冷却盘管22围绕冰块进行缠绕设置，可增加冰块与冷却盘管22的换热面积，以对冰块进行冷却，相对于一个冷却盘管22可对穿过该冷却通道的高温高压气体进行快速冷却，提高冷却效率。

在具体实施时，冷却盘管22内设置有冷却液，例如：乙二醇、液氮、氯化钠溶液等等。以冷却液为乙二醇为例，其冰点为-11.5摄氏度。通过在冷却盘管22内设置乙二醇，在安全壳10内的反应堆冷却剂系统发生管道破裂事故、且外部电源稳定的情况下，安全壳10内产生大量的高温高压气体，通过在冷却件20内设置冷却盘管22，冷却盘管22对冰块供冷，以使冰块对安全壳10内的高温高压气体进行降温降压处理，从而对安全壳10进行冷却。

可选的，所述箱体21包括相对设置的两块安装板，且所述两块安装板中的其中一块安装板位于所述冷却通道的第一端，另一块安装板位于所述冷却通道的第二端；

所述两块安装板均为镂空结构。

在具体实施时，通过设置两块安装板于冷却通道的两端，以对冷却通道内的冰块提供布置位置。另外，设置两块安装板为镂空结构，以使第一腔体和第二腔体处于连通的状态，在发生安全壳10事故时，第一腔体内的高温高压气体，可经冷却通道进行冷却处理后，进入第二腔体。

可选的，还可在冷却通道的两端分别设置可双向门，即开门的方向为压力高的空间开向压力稍低的空间。具体的，在安全壳10处于正常运行的情况下，两端的双向门均处于关闭状态，此时，冷却通道处于关闭状态，在安全壳10发生事故后，安全壳10内的压力增大，两端的双向门开启，此时，冷却通道处于开启状态。

在一可选的实施方式中，在发生反应堆冷却剂系统管道破裂时，第一腔体内的压力增高，设置在冷却通道第一端的双向门向冷却通道的另一端方向开启。冷却通道因存在被冰块冷却后的蒸汽以及不可凝结气体导致压力升高，此时，设置在冷却通道第二端的双向门向第二腔体方向开启。

可选的，所述隔板11上设置有单向开关111，所述单向开关111用于在所述第二腔体内的压力大于所述第一腔体内的压力时开启，以使所述第二腔体内的气体流向所述第一腔体。

其中，第一腔体内的高温高压气体，经过冷却通道后，形成温度较低的蒸汽和不可凝结的气体，并进入第二腔体内，后通过单向开关111，重新回到第一腔体内，以进入下一个冷却循环，从而对安全壳10内部进行冷却。

在具体实施时，隔板11上的单向开关111在电厂正常运行以及事故早期时，由于重力和第一腔体内的较高压力控制处于关闭状态，在事故后期，由于通过冷却通道冷却后的低温蒸汽和不可凝结气体不停的积聚，第二腔体内的压力升高，当第二腔体内的压力高于第一腔体内的压力和单向开关111的自重之和，此时，单向开关111开启，第二腔体内的气体流向第一腔体。

可选的，所述系统还包括第一管道30和第二管道40；

所述第一管道30贯穿于所述安全壳10侧壁，且所述第一管道30的第一端与所述冷却件20的接入端相连通，所述第一管道30的第二端与所述安全壳10外部制冷单元的接出端相连通；

所述第二管道40贯穿于所述安全壳10侧壁，且所述第二管道40的第一端与所述冷却件20的接出端相连通，所述第二管道40的第二端与外部制冷单元的接入端相连通。

本实施例中，通过设置外部制冷单元对冷却件20进行供冷，以保证冷却盘管22始终处于较低的温度，从而提高冷却效率。

可选的，所述第一管道30上设置有第一阀门31，所述第一阀门31用于连通或切断所述第一管道30；

所述第二管道40上设置有第二阀门41，所述第二阀门41用于连通或切断所述第二管道40。

在具体实施时，可通过关闭第一管道30上的第一阀门31和第二管道40上的第二阀门41，以使外部制冷单元停止向冷却件20进行供冷，尤其是制冷单元在发生事故后导致制冷功能失效或故障时。

另外，可根据冗余度，可设置多个阀门，以及多个阀门的串联和/或并联。在一可选的实施方式中，第一阀门31设置在冷却件20与外部制冷单元的出口管线上，可考虑设置两个并联的第一阀门31，以保证需要第一阀门31开启时，有一个阀门故障打不开，另一个并联的阀门能够开启就可以保证管线连通。同理的，第二阀门41也可同样设置。

可选的，所述系统还包括设置在所述安全壳10外部的水箱50，所述水箱50内设置有换热器51，所述换热器51的第一端通过第三管道60与所述第一管道30的第三端相连通，所述换热器51的第二端通过第四管道70与所述第二管道40的第三端相连通；

所述第一管道30的第三端位于所述第一阀门31和所述冷却件20的接入端之间；

所述第二管道40的第三端位于所述第二阀门41和所述冷却件20的接出端之间。

其中，该水箱50设置于安全壳10外壁，且位于安全壳10的上部空间，以使水箱50内的水可通过非能动的方式进入安全壳10内。

在具体实施时，在外部制冷单元发生故障，无法使用的情况下，此时，换热器51与冷却件20之间形成一循环冷却系统，第一腔体内的高温高压气体可由冷却件20与设置在安全壳10外水箱50内的换热器51组成的闭环系统进行冷却，从而将安全壳10内的热量导出至安全壳10外的水箱50。由于安全壳10外冷却水箱50内的冷却水可以保证换热器51有效导热几天，因此在较长的时间内，均可以以非能动的方式长期导出安全壳10内的热量，不依赖于能动设备，可靠性高。

可选的，所述系统还包括第三阀门61和第四阀门71，所述第三阀门61设置在所述第三管道60上，所述第三阀门61用于连通或切断所述第三管道60，所述第四阀门71设置在所述第四管道70上，所述第四阀门71用于连通或切断所述第四管道70。

在具体实施时，当换热器51发生故障时，可通过关闭第三管道60上的第三阀门61和第四管道70上的第四阀门71，以使水箱50内的换热器51停止向冷却件20进行换热循环。具体的，关闭第三阀门61和第四阀门71可通过手动或者自动方式，对此本实施例不做限定。

另外，可根据冗余度，设置多个阀门，以及多个阀门的串联和/或并联。在一可选的实施方式中，第三阀门61设置在冷却件20与换热器51的出口管线上，可考虑设置两个并联的第三阀门61，以保证需要第三阀门61开启时，有一个阀门故障打不开，另一个并联的阀门能够开启就可以保证管线连通。同理的，第四阀门71也可同样设置。

可选的，所述系统还包括第五阀门80和第六阀门90，所述第五阀门80设置在所述第一管道30，且所述第五阀门80位于所述第一管道30的第三端与所述冷却件20的接入端之间，所述第六阀门90设置在所述第二管道40上，且所述第六阀门90位于所述第二管道40的第三端与所述冷却件20的接出端之间。

需要说明的是，上述的阀门均由正常的厂外电供电，同时可由备用柴油机或蓄电池供电，以保证在厂外电丧失的情况下，上述阀门仍可进行相关操作(开启和/或关闭)。

上面结合附图对本申请实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种冷却系统，其特征在于，包括：安全壳以及设置于所述安全壳内部的冷却件；

所述冷却件包括箱体，所述箱体环绕设置在所述安全壳内壁，所述箱体内部设置有冷却通道，所述冷却通道内设置有冰块。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述安全壳内设置有隔板，所述隔板将所述安全壳分隔成第一腔体和第二腔体，所述第一腔体位于所述第二腔体下方，所述冷却件设置在所述第一腔体内。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，所述隔板上设置有通孔，所述冷却通道的第一端与所述第一腔体相连通，所述冷却通道的第二端通过所述通孔与所述第二腔体相连通。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却件还包括两个冷却盘管，所述两个冷却盘管均设置在所述箱体内；

所述两个冷却盘管中的其中一个冷却盘管套设于另一个冷却盘管，且所述两个冷却盘管之间具有间隙，所述间隙为所述冷却通道。

5.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，所述隔板上设置有单向开关，所述单向开关用于在所述第二腔体内的压力大于所述第一腔体内的压力时开启，以使所述第二腔体内的气体流向所述第一腔体。

6.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述系统还包括第一管道和第二管道；

所述第一管道贯穿于所述安全壳侧壁，且所述第一管道的第一端与所述冷却件的接入端相连通，所述第一管道的第二端与所述安全壳外部制冷单元的接出端相连通；

所述第二管道贯穿于所述安全壳侧壁，且所述第二管道的第一端与所述冷却件的接出端相连通，所述第二管道的第二端与外部制冷单元的接入端相连通。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，所述第一管道上设置有第一阀门，所述第一阀门用于连通或切断所述第一管道；

所述第二管道上设置有第二阀门，所述第二阀门用于连通或切断所述第二管道。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其特征在于，所述系统还包括设置在所述安全壳外部的水箱，所述水箱内设置有换热器，所述换热器的第一端通过第三管道与所述第一管道的第三端相连通，所述换热器的第二端通过第四管道与所述第二管道的第三端相连通；

所述第一管道的第三端位于所述第一阀门和所述冷却件的接入端之间；

所述第二管道的第三端位于所述第二阀门和所述冷却件的接出端之间。

9.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述系统还包括第三阀门和第四阀门，所述第三阀门设置在所述第三管道上，所述第三阀门用于连通或切断所述第三管道，所述第四阀门设置在所述第四管道上，所述第四阀门用于连通或切断所述第四管道。

10.根据权利要求8所述的冷却系统，其特征在于，所述系统还包括第五阀门和第六阀门，所述第五阀门设置在所述第一管道，且所述第五阀门位于所述第一管道的第三端与所述冷却件的接入端之间，所述第六阀门设置在所述第二管道上，且所述第六阀门位于所述第二管道的第三端与所述冷却件的接出端之间。

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