[发明专利]一种应用于安全壳换热水箱的非能动空气冷却系统

说明书

本发明属于核技术领域，具体涉及一种应用于安全壳换热水箱的非能动空气冷却系统。包括换热水箱，所述的换热水箱固定在安全壳外侧的防护结构内，所述的换热水箱内设有换热器，防护结构的顶部开有出气口，防护结构的侧面开有进气口。本发明的有益效果在于：(1)通过非能动空气冷却实现对安全壳换热水箱的冷却，增强换热水箱与大气间的换热能力，提升换热水箱对安全壳热量导出的性能；(2)换热水箱为钢结构，并布置换热翅片，有效增强非能动空气冷却换热水箱的换热性能；(3)换热水箱的防护结构不仅能作为水箱的承载结构，还能抵抗外部飞射物撞击，确保安全壳非能动换热系统的安全性。

技术领域

本发明属于核技术领域，具体涉及一种应用于安全壳换热水箱的非能动空气冷却系统。

背景技术

非能动安全壳冷却系统(Passive Containment Cooling System，PCS)是AP1000和华龙一号堆型的安全相关系统，该系统设计的重要目标是加强事故预防和缓解的能力，提高核电厂的安全性。AP1000 PCS系统利用钢制安全壳壳体作为一个传热表面，蒸汽在安全壳内表面冷凝并加热内表面，然后通过导热将热量传递至钢安全壳。受热的钢壳外表面通过介质(水和空气)的对流换热、辐射换热和相变换热(水蒸发)等热传递机制，热量以显热和蒸发潜热的形式通过自然循环的空气通过高位排气口带出，最终实现安全壳的冷却。华龙一号堆型的PCS系统是通过换热器将安全壳内的热量带到安全壳外设置的换热水箱，随着换热水箱内水温的不断升高，换热水箱温度达到对应压力下的饱和温度，排除部分蒸汽最终进入大气。AP1000和华龙一号堆型的PCS系统可以保证核电站在事故工况72小时内将安全壳内部压力和温度控制在设计范围内，确保堆芯的冷却和安全壳的完整性。

华龙一号堆型的PCS系统与PRS系统共用换热水箱，安全壳热量和二次侧余热最终都通过与换热水箱中的低温水热交换将热量排出，随着换热水箱中水温的不断升高，最终热量通过水箱中的水汽化排入大气带着。相比于AP1000的PCS系统，华龙一号堆型的PCS和PRS系统在导出安全壳热量和二次侧余热的过程中，但由于水箱的热量排出能力相对较弱，换热水箱中的水因快速吸热温度不断升高，将逐渐降低换热水箱对安全壳的冷却功能，当换热水箱中水温与安全壳内温差较小或无温差时，PCS系统将失去安全壳的冷却功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于安全壳换热水箱的非能动空气冷却系统，它能够有效的提升非能动安全壳冷却系统的冷却性能和机组的安全性。

本发明的技术方案如下：一种应用于安全壳换热水箱的非能动空气冷却系统，包括换热水箱，所述的换热水箱固定在安全壳外侧的防护结构内，所述的换热水箱内设有换热器，防护结构的顶部开有出气口，防护结构的侧面开有进气口。

所述的防护结构的内部除换热水箱外形成空气冷却通道。

所述的进气口的开口斜向向下。

所述的换热水箱的外侧固定连接有换热翅片。

所述的换热水箱为钢结构形式。

所述的防护结构为钢筋混凝土结构。

本发明的有益效果在于：

(1)通过非能动空气冷却实现对安全壳换热水箱的冷却，增强换热水箱与大气间的换热能力，提升换热水箱对安全壳热量导出的性能；

(2)换热水箱为钢结构，并布置换热翅片，有效增强非能动空气冷却换热水箱的换热性能；

(3)换热水箱的防护结构不仅能作为水箱的承载结构，还能抵抗外部飞射物撞击，确保安全壳非能动换热系统的安全性；

(4)结构底部设置进气口、顶部设置出气口的形式，有效利用“烟囱效应”提升循环空气对换热水箱的冷却性能。

附图说明

图1为本发明所提供的一种应用于安全壳换热水箱的非能动空气冷却系统结构示意图。