[发明专利]船用承压安全壳超压保护装置及其应用

说明书

本发明公开了船用承压安全壳超压保护装置及其应用，超压保护装置包括设置在安全壳内的双向安全阀、爆破阀和可拆卸排放管，其中，可拆卸排放管与安全壳壁面连接，所述双向安全阀和爆破阀均安装在可拆卸排放管上，且双向安全阀位于安全壳壁面与爆破阀之间；爆破阀的开启定值低于安全阀起跳定值。本发明对内可实现在安全壳内面临超压时受控适当排出壳内流体，保证安全壳的完整性；对外当遭遇沉没等极端工况时，可以连通海水和安全壳，同时引海水入壳，保证安全壳的完整性对内可实现在安全壳内面临超压时受控适当排出壳内流体，保证安全壳的完整性。

技术领域

本发明涉及船用承压安全壳超压完整性设计技术领域，具体涉及船用承压安全壳超压保护装置及用于船用核动力系统安全壳超压保护或船用其他具有承压要求安全壳内部或外部超压保护。

背景技术

对于船用压水堆，其安全壳设计有一定的对内承压能力，主要用于承受冷却剂破口事故及主蒸汽管道破裂事故后向安全壳喷放而产生的高压，从而实现事故后放射性包容的安全要求，为了适当降低安全壳对内的承压能力，存在事故后安全壳超压保护的需求，目前核电厂设计一般考虑增设安全壳抑压系统等手段。安全壳对外也有一定的承压能力，能够承受外界的冲击；考虑船舶的极限事故，核动力船舶存在沉没的可能，为了避免在船舶沉没过程中外界水压对安全壳的破坏，同时为了保证反应堆的长期冷却，需要考虑以适当的方式平衡内外部压力，同时依赖海水长期冷却堆芯。

然而对于船用核动力系统，传统的增设抑压系统将增加舱室空间及重量，并非优选方案，同时也解决不了沉船工况对安全壳的危害。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明通过设置一种船用承压安全壳超压保护装置，对内可实现当安全壳内面临超压时适当排出壳内流体，保证安全壳的完整性；对外当遭遇沉没等极端工况时，可以连通海水和安全壳，引海水入壳，保证安全壳的完整性。

本发明通过下述技术方案实现：

船用承压安全壳超压保护装置，包括设置在安全壳内的双向安全阀、爆破阀和可拆卸排放管，其中，可拆卸排放管与安全壳壁面连接，所述双向安全阀和爆破阀均安装在可拆卸排放管上，且双向安全阀位于安全壳壁面与爆破阀之间；爆破阀的开启定值低于安全阀起跳定值。

本发明的保护装置为非能动装置，当安全壳壳内压力高于爆破阀开启定值时，阀门自动开启，其后安全阀承担安全壳超压保护功能；当安全壳壳外压力高于安全阀起跳定值时，安全阀首先开启，之后触发爆破阀开启，连通海水和安全壳，引海水入壳。

优选的，本发明的双向安全阀在正常情况下处于关闭状态；当上游或下游压力高于安全阀起跳定值后，安全阀自动开启，实现安全壳壳内流体的排出或海水的流入；当安全阀阀门内或外压力降低后，阀门自动回座，保持安全壳压力边界的完整性。

优选的，本发明的爆破阀在正常情况下关闭，作为安全壳压力边界的部分；根据上游或下游压力高于开启定值自动爆破开启。

优选的，本发明的可拆卸排放管不仅作为超压保护装置的流体管道，同时还能在检修时可以拆卸，则可通过安全壳壁面的开口(及可拆卸排放管与安全壳壁面的连接孔)进行检修。具体的本发明的可拆卸排放管与安全壳壁面通过法兰连接，在检修时可拆卸，之后安全壳开口作为检修孔。

为了避免海水杂质对阀门的堵塞，优选的，本发明的保护装置还包括海水滤网，所述海水滤网设置在安全壳开口，用于海水流入安全壳的情况下，过滤海水杂质，避免安全阀卡开。

优选的，为了在将本发明的保护装置应用于有放射性物质的系统时，保障相关工作人员及环境的安全。本发明的保护装置还包括放射性气溶胶滤网，所述放射性气溶胶滤网设置在可拆卸排放管壳内端端口处，用于安全壳内超压保护工况下，过滤排出流体的放射性物质。

优选的，为了在将本发明的保护装置应用于放射性系统时，保障相关工作人员及环境的安全。本发明的保护装置还包括屏蔽层，固定在可拆卸排放管的壳内端，在装置运行时对壳外人员及环境提供放射屏蔽。