CN220773980U - 一种非能动安全壳冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非能动安全壳冷却系统，内外双层安全壳间环形通道与外部进风通道连通；当反应堆发生失水事故或者蒸汽管道破裂等事故时，外部空气从进风通道处流入，在混风环廊处设置流量分配环形孔板，增强空气进入环形通道前的搅混，对环形通道内的空气起到流量分配的作用，增强该系统对流换热系数，换热后的空气进入两壳间的环形空间被进一步加热排出；通过这种自然循环的方式，抑制内层钢壳温度与压力的持续升高同时，钢壳焊接流量分配孔板能够提高钢壳的换热面积，减少热阻，从而达到增强对流换热的效果。本实用新型的冷却系统结构简单，仅采用空气进行循环冷却，冷却效果好且成本低，可广泛应用于小型堆中。
Description
技术领域
本实用新型属于核工业技术领域，具体涉及一种非能动安全壳冷却系统。
背景技术
非能动安全壳冷却系统(PCS)是三代压水堆核电厂非能动安全性的重要体现，用于直接从钢制安全壳容器向环境传递热量，在事故工况下将堆芯衰变热移除安全壳的传输通道，用以防止安全壳压力在设计基准事故以及严重事故后超过安全压力限值，并且在较长时期内持续降低安全壳的压力和温度，直接决定了三代压水堆核电厂事故下安全壳的完整性和冷却效果。相关技术中，采用在安全壳外部喷淋或者冷却水管进行冷却水换热的方式对安全壳进行热循环，保证在事故工况下安全壳内的压力安全性；但是核电厂压水反应堆一般采用混凝土安全壳作为反应堆最后一道屏蔽设施，从而防止事故后放射性物质进入周边环境。然而由于混凝土本身的导热性能很差，且混凝土安全壳厚度较厚，因此喷淋式或者是冷却水管式的冷却方式无法直接依靠混凝土壁的热传导将反应堆事故后的热量有效导出到周围环境。
实用新型内容
针对现有技术所存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种可直接与混凝土安全壳外进行热交换的非能动安全壳空气冷却系统。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种非能动安全壳空气冷却系统，包含混凝土安全壳、内层钢壳、流量分配孔板，所述混凝土安全壳与内层钢壳之间形成环形通道，所述环形通道与进风通道连通；所述环形通道与所述进风通道连通处在所述混凝土安全壳、内层钢壳的底部为混风环廊；所述流量分配孔板位于所述混风环廊的上方，固定于所述安全壳上。
进一步地，所述流量分配孔板为环形，焊接于所述安全壳上。
进一步地，所述流量分配孔板由4个锻件焊接而成，整体为内径15.05m，外径16.05m左右的环形孔板，设有72列开孔，每列包含两个尺寸完全相同且直径为0.3m的开孔。
进一步地，所述进风通道设有4组。
进一步地，所述混凝土安全壳的顶部设有空气出口。
采用本实用新型的技术方案带来的有益效果是，本实用新型的小型堆非能动安全壳空气冷却系统，内外双层安全壳间环形通道与外部进风通道连通；当反应堆发生失水事故或者蒸汽管道破裂等事故时，钢壳的温度和压力升高，热量通过导热、对流换热及辐射换热方式传递给环形通道内的空气，从而使通道内空气温度升高，密度降低，被加热的空气在密度差的驱动下从顶部出口进入环境，而外界空气由于密度差的作用，从空气入口处流入，进入两壳间的环形空间被加热；通过这种自然循环的方式，抑制内层钢壳温度与压力的持续升高；在混风环廊处设置流量分配环形孔板，增强空气进入环形通道前的搅混，对环形通道内的空气起到流量分配的作用，增强该系统对流换热系数，同时，钢壳焊接流量分配孔板能够提高钢壳的换热面积，减少热阻，从而达到增强对流换热的效果。本实用新型的冷却系统结构简单，仅采用空气进行循环冷却，冷却效果好且成本低，可广泛应用于小型堆中。
附图说明
图1是本实用新型实施例的非能动安全壳空气冷却系统示意图；
图2是本实用新型实施例的非能动安全壳空气冷却系统俯视图；
图3是本实用新型实施例的非能动安全壳空气冷却系统流量分配孔板示意图；
图4是本实用新型实施例的非能动安全壳空气冷却系统流量分配孔板部分结构示意图。
其中：混凝土安全壳1、空气出口11、内层钢壳2、流量分配孔板3、开孔31、环形通道4、进风通道5、混风环廊6。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
参照附图1，一种非能动安全壳空气冷却系统，包含混凝土安全壳1、内层钢壳2、流量分配孔板3，所述混凝土安全壳1与内层钢壳2之间形成环形通道4，所述环形通道4与进风通道5连通；所述环形通道4与所述进风通道5连通处在所述混凝土安全壳1、内层钢壳2的底部为混风环廊6；所述流量分配孔板3位于所述混风环廊6的上方，固定于所述内层钢壳2上。外部空气从进风通道5中进入，在混风环廊6处与环形通道4内的热空气混合，对环形通道4的热空气降温，由于冷热空气密度差，热空气经混凝土安全壳1的上方排出，有效降低对内层钢壳2降温。
优选地，所述流量分配孔板3为环形，焊接于所述内层钢壳2上。流量分配孔板3可增强空气进入环形通道前的搅混，对环形通道内的空气起到流量分配的作用，增强该系统对流换热系数，同时，内层钢壳2焊接流量分配孔板3能够提高钢壳的换热面积，减少热阻，从而达到增强对流换热的效果。所述流量分配孔板3的材料选用与内层钢壳2材料焊接相容的材料；为了加强流道内空气的搅混，流量分配孔板3应焊接在空气汇合起始段。
优选地，所述流量分配孔板3由4个锻件焊接而成，整体为内径15.05m，外径较内径大1～1.2m，厚度为0.1m；所述流量分配孔板3上设有72列开孔31，每列包含两个尺寸完全相同且直径为0.3m的开孔31。所述锻件的内环与右侧分别预留45度的焊接坡口，便于流量分配孔板3与内层钢壳2外侧的焊接以及其本体的焊接。
优选地，两列所述开孔31与流量分配孔板3所构成的中心角为5o，开孔31中心距流量分配孔板3的尺寸为0.25m，同一列两开孔31中心距离为0.5m。
优选地，所述进风通道5设有4组。4条通道均可用时，系统带热效率能够提高20％，在双通道堵塞的情况下，系统的带热能力能够提高25％。
优选地，所述混凝土安全壳1的顶部设有空气出口11。热空气经所述空气出口11排出。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种非能动安全壳冷却系统，其特征是：包含混凝土安全壳（1）、内层钢壳（2）、流量分配孔板（3），所述混凝土安全壳（1）与内层钢壳（2）之间形成环形通道（4），所述环形通道（4）与进风通道（5）连通；所述环形通道（4）与所述进风通道（5）连通处在所述混凝土安全壳（1）、内层钢壳（2）的底部为混风环廊（6）；所述流量分配孔板（3）位于所述混风环廊（6）的上方，固定于所述内层钢壳（2）上。
2.根据权利要求1所述的一种非能动安全壳冷却系统，其特征是：所述流量分配孔板（3）为环形，焊接于所述内层钢壳（2）上。
3.根据权利要求1所述的一种非能动安全壳冷却系统，其特征是：所述流量分配孔板（3）由4个锻件焊接而成，整体为内径15.05m，外径较内径大1~1.2m，厚度为0.1m。
4.根据权利要求1所述的一种非能动安全壳冷却系统，其特征是：所述流量分配孔板（3）上设有72列开孔（31），每列包含两个尺寸完全相同且直径为0.3m的开孔（31）。
5.根据权利要求4所述的一种非能动安全壳冷却系统，其特征是：两列所述开孔（31）与流量分配孔板（3）所构成的中心角为5o，开孔（31）中心距流量分配孔板（3）边缘的尺寸为0.25m，同一列两开孔（31）中心距离为0.5m。
6.根据权利要求1所述的一种非能动安全壳冷却系统，其特征是：所述进风通道（5）设有4组。
7.根据权利要求1所述的一种非能动安全壳冷却系统，其特征是：所述混凝土安全壳（1）的顶部设有空气出口（11）。
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