[发明专利]非能动安全壳冷却系统蒸汽排放装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种蒸汽排放装置，具体地说是核反应堆的蒸汽排放装置。

背景技术

随着社会的发展，核电作为一种可靠、清洁安全、经济的替代能源越来越受到人们的青睐。然而，核电事故造成的严重危害时刻令人担忧。核电站安全壳是严重事故下防止放射性物质释放到环境中的最后一道屏障，在发生堆芯熔毁或冷却剂管道大破口等严重事故时，高温高压的冷却剂以及裂变产物大量释放到安全壳内，引起安全壳内温度和压力骤增，最终可能会因超压而破坏安全壳的完整性，造成放射性物质的外泄。热量导出系统可将反应堆安全壳内的热量导出，降低安全壳内的温度和压力，使安全壳内压力不超过其承载限值，确保安全壳的完整性，从而防止了放射性物质释放到环境。但是，现有的热量导出系统由于需要电源的支持，在失去全部电源（厂外电源和应急柴油发电机电源）的状态下，这些热量导出系统就会失效，降低了核电站的安全性。为了提高反应堆的“固有安全性”，当反应堆出现异常工况时，达到不依靠人员操作或外部设备的强制性干预的目的，设计了非能动安全壳冷却系统（PCS系统）。当反应堆正常运行时，PCS系统处于备用状态，系统与外界环境间能够实现有效的隔离，防止环境中的污染物影响冷却水水质，并且能够吸收一定的压力波动；当反应堆事故工况时，PCS系统投入运行，该系统能够自动、可靠开启而不依赖于外部能源，保证系统内产生的蒸汽能顺畅、稳定、可靠地排放。因此，非能动安全壳冷却系统（PCS系统）需要配套一个能满足蒸汽非能动排放和实现系统与外界长期隔离的隔离装置。现有的隔离装置主要包括阀门和爆破膜，阀门可以有效地隔离系统与外界环境并且能够排放蒸汽，但是依然需要人为操作，不满足非能动排放的要求；爆破膜可以非能动的进行蒸汽排放，但是当爆破膜一旦打开，便不能实现系统与外界的长期隔离。另外，如果爆破膜的额定压力设置过低，系统压力受环境影响（太阳照射或者冷却水蒸发）产生的微小变化便会使爆破膜打开；如果爆破膜的额定压力设置过高，当系统压力达到一定值时才会爆破，这样蒸汽不能得到顺利稳定的排放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能满足蒸汽非能动排放和实现系统与外界长期隔离、吸收压力波动的非能动安全壳冷却系统蒸汽排放装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明非能动安全壳冷却系统蒸汽排放装置，其特征是：包括冷却水箱、水封槽、排气管，排气管包括依次连接的入口段弯管、排气直管段、出口段弯管，冷却水箱和水封槽侧壁均开有排气管孔，排气直管段位于冷却水箱的排气管孔和水封槽的排气管孔之间，入口段弯管伸入冷却水箱的排气管孔且开口向上，出口段弯管伸入水封槽的排气管孔且开口向下，出口段弯管的端部开有出口孔，冷却水箱和水封槽内均存有水，入口段弯管的上端面位于冷却水箱内的液面以上，未有蒸汽进入排气管时，出口段弯管最上层的出口孔位于水封槽的液面以下，水封槽的上端侧壁上开有排气孔。

本发明还可以包括：

1、入口段弯管的直径为D_入，入口段弯管的上端面与冷却水箱液面的距离为3-5D_入；出口段弯管的直径为D_出，所述的出口孔的数量至少有两层，其高度为0.2-2D_出，未有蒸汽进入排气管时，最上层出口孔与水封槽液面的距离为0.3-0.5D_出，出口段弯管的横截面面积为S，出口孔的面积之和为1.5-3S。

2、所述的排气孔至少有一排，水封槽的直径为D，最下层的排气孔与水封槽液面的距离为3-5D。

3、还包括补水机构，补水机构包括补水管、沉降室、连通管，补水管和连通管均连通沉降室，连通管包括竖直部分和水平部分，连通管的竖直部分伸入到沉降室里且开口向上，冷却水箱和水封槽的侧壁均开有补水孔，冷却水箱和水封槽的补水孔均位于各自的排气管孔下方，补水管通过水封槽的补水孔伸入至水封槽的液面下方，连通管的水平部分通过冷却水箱的补水孔伸入至冷却水箱的液面下方，连通管竖直部分上端面的高度高于补水管与沉降室连通部位的高度，补水管与沉降室连通部位的高度高于沉降室下壁的高度，沉降室下部设置排污阀。

4、水封槽的上方设置防风帽，防风帽包括端盖和与之相连的中空的圆柱体外壳，外壳的下端部所在平面的高度低于最下层排气孔的高度。

本发明的优势在于：

1、当PCS系统处于备用状态时，水封槽中的水会淹没排放管出口一段距离，形成水封，实现系统与外界环境间隔离，有利于保持冷却水箱的水质。