[发明专利]可用于在核环境中提供呼吸气体的系统

说明书

一种可用于核环境中的系统提供了与部署系统流体连通的液化的可呼吸气体的储器。该部署系统使用来自储器的可呼吸气体的流来操作燃气涡轮机，该燃气涡轮机运行与其机械连接的发电机，以产生存储在电池组中的电力。然后，可呼吸气体的流从涡轮机流出，并在换热器和出口之间分流，所述换热器与主控制室的内部区域处于热交换关系，所述出口向控制室提供可呼吸气体。流的流过换热器的那部分冷却主控制室。流的向主控制室提供可呼吸气体的另一部分也循环主控制室内的气氛。

技术领域

所公开和要求保护的构思整体涉及核环境，并且更具体地涉及一种可用于在核环境中在紧急情况或其他情况下向例如主控室的位置的内部区域提供可呼吸气体和冷却的系统。

背景技术

众所周知，核电厂和其他核环境为了某些目的而采用核裂变或核聚变。由于在这种核环境中存在潜在的危险，因此实施了许多控制系统和保护系统。例如，在核电站中，核环境通常包括一个主控室，在所述主控室中控制核反应堆和支持设备以及系统。虽然这种核环境一般对其预定目的有效，但它们并不是不受限制。

例如，核环境的主控室通常由负责操作诸如核环境的控制系统和保护系统的各种系统的人员负责。在发生紧急情况(例如失去冷却剂)或其他紧急情况的事件时，主控室有时会失去电力供应。这是不希望的，原因在于电力馈送提供电力来运行控制系统和保护系统，并且还为用于控制主控室内的环境所需的空调系统供电。尽管已提出使用备用柴油发电机应对超设计基准事故(BDBA)，但这种基于柴油发电机的解决方案通常既需要时间又需要人力。在主柴油发电机可能不可用的罕见情况下，主控室会迅速变热并且其可呼吸空气的质量也会迅速恶化。也使用电池，但通常电池只用于操作与安全相关的设备。空气质量的这种恶化可能包括氧气耗尽、二氧化碳水平增加以及气载放射性粒子进入，所有这些都是不希望的。

尽管已经提出备用电池来应对柴油发电机不可用的情况，但是这样的备用电池系统具有有限的容量，通常为24小时，这可能不足以让人员执行所有的与安全相关的操作。如果在备用电池达到其操作能力(大约二十二小时)结束时尚未完成在紧急情况下需要完成的各种紧急操作程序和其他程序，则自动降压系统(ADS)将进行用洪水充满反应堆安全外壳。这样的洪水是不可取的，因为之后需要进行大量的清理工作。因此希望得到改进。

发明内容

可用于核环境的改进系统提供了与部署系统流体连通的液化可呼吸气体的储器。该部署系统使用来自储器的可呼吸气体来操作燃气涡轮机，该燃气涡轮机运行与之机械连接的发电机，以产生存储在电池组中的电力。然后，可呼吸气体流从涡轮机流出，并在与主控室的内部区域处于换热关系的换热器与向控制室提供可呼吸气体的出口之间分流。流过换热器的流的那部分冷却主控室。向主控室提供可呼吸气体的流的另一部分还使得控制室内的气氛循环。

因此，所公开和要求保护的构思的一个方面提供一种系统，该系统使用液化可呼吸气体的储器，该液化可呼吸气体除了向主控室提供包括氧的可呼吸气体，还用于产生电力和/或冷却主控室。

所公开和要求保护的构思的另一个方面是提供一种改进的系统，其为控制核环境的控制设备提供持续的电力来源。

因此，所公开和要求保护的构思的一个方面是提供一种改进的系统，该系统被构造用于与核环境的内部区域结合使用，该内部区域至少部分地被封闭。该系统通常可以被描述为包括：储器，在储器中储存可呼吸气体，所述可呼吸气体的储存条件为温度低于储器外部的环境温度以及压力大于储器外部的环境压力中的至少一者，所述储器被构造成响应于命令而输出所述可呼吸气体流；控制设备，所述控制设备与所述储器连接并被构造成在预定情况下向所述储器提供所述命令；以及部署系统，所述部署系统被构造成接收流。该部署系统通常可以被描述为包括以下中的至少一者：换热器，该换热器通常可以被描述为包括多条流动通道，该多条流动通道与该储器流体连通并且与该内部区域处于换热关系中，所述多条流动通道被构造为接收通过其中的流的至少一部分并且将内部区域内的热量传递给它；以及发电设备，所述发电设备一般可以被描述为包括机械连接在一起的涡轮机和发电机，涡轮机与储器流体连通并被构造成接收通过其中的流的至少一部分并且可从中操作以使发电机产生电力。