一种具有较高可靠性的核电站应急照明疏散系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于核电厂辅助安全技术领域，特别涉及一种具有较高可靠性的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统。该系统首先在核电厂外通过光源收集部分将能动或非能动光源进行收集与染色；然后通过光能传递部分将不同种颜色的光源传导到核电厂内；最后在核电厂内对光能进行利用，达到照明、疏散指示和重要设备指示作用。所述结构在核电厂运行期间可以利用太阳光补偿室内亮度，可以节约能源；在发生事故时，由于多样的光能供给、安全的光导纤维敷设方式和可靠的设备使得该结构具有较高的稳定性；同时，颜色的区分，连续的指示和明显易懂的标识使得人员疏散和检修人员进入维修更加的精准、高效、可靠。
【专利说明】
一种具有较高可靠性的核电站应急照明疏散系统
技术领域
[0001]本发明属于核电厂辅助安全技术领域，特别涉及一种具有较高可靠性的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统。
【背景技术】
[0002]核电厂照明系统为厂房内部提供光源，除了保证核电厂内部工作人员的日常工作、电厂的安全运行，还起到了事故情况下的应急照明作用。
[0003]由于核电厂反应堆在运行时会产生一定辐射，因此反应堆均被安置在安全壳内部，三代核电厂安全壳大都是水泥结构，而较新一代的堆型则是使用钢制安全壳来保护反应堆和相关设施。为了更好的为核反应堆提供保护，安全壳上禁止随意开孔，更不可能存在窗户等设施来为内部提供光照。所以在没有电灯等能动性光源的情况下，安全壳内部漆黑一片。因此核电厂内部必须常年存在稳定、有效的照明。
[0004]现在的核电厂均是利用电灯来提供稳定的光源。为了得到较好的亮度，核电厂安全壳内需要安装大量电灯作为光源。同时，为了更加稳定安全，核电厂在光源的供电上采用纵身防御原则，同时使用厂内供电、厂外供电、柴油机供电和锂电池供电，为了在安全运行、非正常运行、以及极端事故情况下均能为核电厂提供稳定、有效的光源。
[0005]上述能动光源存在不足之处:
(1)厂内光源完全采用能动式，全天24小时都要消耗电能，使得核电厂整体效益降低；
(2)厂内光源必须消耗电能。所利用的能源形式单一；
(3)电灯作为光源，如果核电厂遇到被水淹没、地震等灾害，造成短路、灯泡破损，光源的失效概率较大；
(4)核电厂应急指示灯都多只是安装在拐角，对于那些对核电厂路线不熟悉的人，还是较为容易迷路的；
(4)发生灾害后，外部人员进入核电厂进行抢修时，可能由于对于核电厂内路线不熟悉，以及指示灯的不连续性，造成迷路等。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术的不足，提供了一种具有较高可靠性的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统。
[0007]本发明采用的技术方案为:
该应急照明疏散系统分为厂外光源收集部分、光能传递部分以及光能利用部分。在离核电厂一定安全距离处进行收集光能；通过光导纤维将光能传递到核电厂内部；在核电厂内光能进行利用，达到照明、疏散指示和重要设备指示的作用。
[0008]所述的厂外光源收集部分，采用能动和非能动两个选项。在太阳光充足时利用非能动的太阳能；当太阳光不足时，通过转换器将能动光源移动到合适位置并开启，用以补充光源强度；经过光源收集系统进行聚光后，通过滤光片变色，最后传递给光能传导部分。
[0009]所述的光能传递部分，利用光导纤维将厂外光源收集部分收集到的光能传递到核电厂内部。光导纤维具有极高的传递效率，因此光能损耗极小。并且为了使光导纤维在导光过程中更加可靠，导光纤维束外部包有PE护套、内部还包括钢塑复合带、阻水层、平行钢丝、松套管、纤膏，用于保护光纤。同时光能传导光纤采用直埋敷设，呈弹簧状螺旋形式铺设，用于防治地震等自然灾害将其破坏。在敷设过程中，设导光光纤直径为d则按照外径为5d节距为22.5d的弹簧螺旋形式进行敷设。
[0010]所述的光能利用部分，利用光导纤维传递到核电厂内部的光源在核电厂内部达到照明、疏散、重要设备指示的作用。其中一大部分的白光用于照明，利用导光纤维将光能传递到需要照明的位置，例如安全壳顶部、四周，反应堆周围，控制厂房内部等，在导光纤维末端增加反射罩用以增强明亮程度；所传导来的绿光用于紧急疏散，采用侧光光纤铺设在疏散路线上，并每隔10 m在敷设线路上添设指向出口的疏散箭头标示，用于方便事故情况下核电厂内人员的撤离；剩下的红、蓝、紫、黄色光用于重要设备指示，通过对传导到厂房内的红、黄、蓝、紫等光进行分配:红色对应反应堆，蓝色对应蒸汽发生器，紫色对应主栗，黄色对应应急手动阀门。利用侧光光纤铺设在通向不同设备的路线上，并每隔10 m添指向所对应的设备的箭头标识以及所对应设备编号，用于方便事故情况下维修人员对设备进行抢修。
[0011]所述的能动与非能动光源中，非能动光源为太阳光源，能动光源则可采用LED灯、荧光灯、白炽光等光源，采用外部电网对能动光源进行供电，柴油发电机以及锂电池为能动光源备用电。
[0012]所述厂外光源收集过程中，在收集光源过程中可以采用凸透镜聚光原理，以及反射聚光原理。其中关于太阳光能的利用，以夏季为例，阳光直射下光照强度可以达到6万到10万lx(此处取6万IX)，取一平方米的光源，减去室外聚光过程中24.5%的损耗，减去传递过程中0.5%的损耗，剩余1.5万X的光照通量，应用于50 m2、3米高的室内，去除30%的流明被墙壁、顶棚、屋内设备等所吸收，刨除20%可能由于室内发光体落灰造成的损耗，最后，该室内的光照强度在18.75 Ix左右。同比情况下需要1000 w的白炽灯，或者110 w的荧光灯，加上输电过程中的损耗，则分别是1050 w和115 W，如果该电能全部是利用太阳能产生的，则再除以太阳能发电的转化效率15%，则实际所需要的能源分别是7000 w和776 w,如果是采用火力发电，则该灯泡点亮一个小时，分别需要标准煤0.86 kg或0.10 kg ο既是实在阴寒的冬天，该种设计每小时也可以节省大概0.009 kg的标准煤。因此该照明系统不只可以在事故情况下提供照明，还可以在正常运行过程中为核电厂提供稳定的日间照明，增加核电厂的经济效益。
[0013]所述的光源收集系统可以利用凸透镜进行光源的收集，将能动或非能动光源放在凸透镜一侧，另一侧近焦点位置放置光导纤维的一端。
[0014]所述的光源收集系统可以利用反射聚焦的原理，将大面积的能动或非能动光源进行反射聚焦后照射在光导纤维位于厂外光源处的末端。
[0015]所述的滤光片采用透光性好的彩色玻璃或塑料片制成。将不同颜色的滤光片与在光能利用部分中所使用到的颜色一一对应，并贴在对应的导光纤维位于光能收集侧的末端。将白色光源转化为彩色光。目的是在光能利用部分中的紧急疏散指示和重要设备指示上可以产生不同颜色的侧光，方便厂内人员识别。其中照明系统可以不用加盖滤光片。
[0016]所述的转换器为一个能动性的滑轨机构，能动光源在滑轨上通过电机，或人为手动，可以将能动光源进行移动。在太阳光强度不足时，将能动光源移动到合适位置并开启，来补充光照强度。当太阳光强度充足时，关闭能动光源并移走。
[0017]紧急疏散系统和重要设备指示系统在核电厂房内进行敷设的时候，需要在地面上设计三角形敷设轨道，并在轨道内测铺上锡纸，用于反射侧光纤维的光，将侧光光纤铺设在三角形轨道中后，加盖钢化玻璃表层用以保护侧光光纤。
[0018]在紧急疏散系统和重要设备指示系统中涉及到的箭头标示，以及重要设备指示系统中涉及到的设备编号标识，采用三个长方形不透光片收尾铰接而成，其中一个面上镂空箭头图样或者设备标示，所铰接而成的三棱柱扣在侧光光纤上，敷设在三角形的轨道内，即可达到箭头或标示的作用。对于设备编号可采用英文字母缩写与阿拉伯数字共同组成，例如I号蒸汽发生器，可以标识为“SG01”。
[0019]本发明的有益效果为:
(1)本发明在白天可以利用太阳光，减少核电厂内部能动性照明，增加核电厂经济效益；
(2)本发明提供能动光源与非能动光源，具有多重性原则，可以抵御多种自然灾害，更加可靠；
(3)本发明光能传导部分采用螺线形铺设，拥有更强的抵御灾害的能力；
(4)本发明在采用侧光光纤连续指引出路和重要设备路径，避免了分段指引可能造成的失误；
(5)本发明采用不同颜色的光对应不同设备，并对设备进行了编号，方便不熟悉路径的检修人员进入核电厂内部；
(6)本发明所涉及到的设备可靠性强，不易损坏。
【附图说明】
[0020]图1为核电站应急照明疏散系统整体结构的示意图；
图2为厂外凸透镜光源收集系统示意图；
图3为厂外能动光源转换器的示意图；
图4为光能传导部分敷设的示意图；
图5为照明部分的示意图；
图6为紧急疏散部分、重要设备指示部分界面的示意图；
图7、图8、图9分别为箭头标识或重要设备编号标识的立体不意图，展开不意图和装配示意图；
符号说明 O为太阳光 OA为能动光源 T为聚光透镜 I为转换器 M为电动机 G为导轨 2为滤光片 D为导光光导纤维 C为侧光光导纤维 B为钢化玻璃盖
N1、N2分别为箭头标识和重要设备标号标识 I为核电厂重要设备 E为核电厂安全出口 S为核电厂安全壳。
【具体实施方式】
[0021]本发明提供一种具有较高可靠性的核电站应急照明疏散系统，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0022]如图1所示，本发明将核电厂外收集到的光能通过光导纤维传导到核电厂内部，用于照明、紧急疏散指示和重要设备指示。
[0023]其中光能收集装置为一个凸透镜，起到汇聚光源的作用，并将导光纤维束的一端加盖滤光片后放置在凸透镜背光源侧的焦点上(如图2所示)。在自然光源充足的时候，整个系统将利用非能动光源，而当自然光源不足时，如图3所示的装换器会通过轨道将能动光源移动到凸透镜上方，用于补足光源。
[0024]在光能进行收集之后，通过导光纤维束将光能传递到核电厂内部，同时为了使得传导部分更加稳定可靠不易损坏，需采用如图4所示的弹簧形状的线路敷设方法。
[0025]将光源输入到核电厂内部后，先将光源按照颜色进行分类，大部分无色光用于核电厂内部的照明，通过导光光纤将光源传导到需要的位置，并在导光纤维末端增加灯罩用于提高光照效率，如图5所示。而其他彩色光源则是被连接到侧光光纤上，并将侧光光纤敷设在核电厂房内与其对应线路的三角形轨道中，轨道下两个面上需要铺设锡纸，上端加盖钢化玻璃用于保护侧光光纤，如图6所示。并每隔10米左右增加与其对应的如图7、图8、图9所示的标识。其中绿色的侧光光纤用于应急疏散，敷设线路的终点为紧急出口，在线路上增设如图7所示的箭头标示，指向紧急出口方向；红色的侧光光纤用于标识反应堆，敷设线路的终点为核电厂反应堆，在线路上增设如图7所示的箭头标示和如图8所示需要标有“NC”指示标识的指示标识，指向核电厂反应堆；蓝色的侧光光纤用于标识蒸汽发生器，敷设线路的终点为核电厂蒸汽发生器，在线路上增设如图7所示的箭头标示和如图8所示标有“SG 01”指示标识，指向核电厂一号蒸汽发生器；紫色的侧光光纤用于标识主栗，敷设线路的终点为核电厂主栗，在线路上增设如图7所示的箭头标示和如图8所示标有“MP 01”指示标识，指向核电厂一号主栗；黄色的侧光光纤用于标识手动法门，敷设线路的终点为核电厂手动法门，在线路上增设如图7所示的箭头标示和如图8所示标有“MV 01”指示标识，指向核电厂一号手动法门。
【主权项】
1.极端事故情况下核电站应急照明疏散系统，将厂外的光源传导到核电厂内部，其特征在于，厂外光源可有能动与非能动两个选项对应不同情况；采用稳定高效的光导纤维将厂外光源传导到厂内；厂内对于光源的利用分设照明，疏散，重要设备指示三个系统。2.根据权利要求1所述的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统，其特征在于，厂外光源中的非能动选项是一个太阳能集光系统，将太阳能收集起来用于厂内照明、疏散、重要设备指示；厂外光源中的能动选项采用LED灯光源，采用外部电网对LED灯进行供电，柴油发电机以及锂电池为LED灯备用供电。3.根据权利要求1所述的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统，其特征在于，厂外光源出采用不同颜色的滤光片使得厂内疏散系统，重要设备指示系统呈现不同颜色，方便区分路线；其中疏散系统采用绿色；重要设备指示系统中，反应堆对应红色，蒸汽发生器对应蓝色，主栗对应紫色，应急手动阀门对应黄色。4.根据权利要求1所述的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统，其特征在于，光能传导采用导光纤维束，外部包有PE护套、钢塑复合带、阻水层、平行钢丝、松套管、纤膏，用于保护光纤。5.根据权利要求1所述的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统，其特征在于，光能传导采用导光纤维束采用管道敷设时，呈弹簧状螺旋形式铺设，导光光纤直径为d则其螺线形铺设的外径为5d节距为22.5d，用于防治地震等自然灾害将其破坏。6.根据权利要求1所述的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统，其特征在于，照明系统对通过传导到厂房内的白光或者自然光进行分配，利用导光光纤铺设在需要照明的位置，例如核电厂安全壳顶端、重要设备手动应急阀门处、反应堆顶部底部等位置。7.根据权利要求1所述的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统，其特征在于，疏散系统对通过传导到厂房内的绿光进行分配，利用侧光光纤铺设在疏散路线上，并每隔10m添设疏散箭头标示指向出口，用于方便事故情况下核电厂内人员的撤离。8.根据权利要求1所述的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统，其特征在于，重要设备指示系统对通过传导到厂房内的红、黄、蓝、紫等光进行分配，利用侧光光纤铺设在通向不同设备的路线上，并每隔10 m添设箭头标识指向所对应的设备以及所对应设备的编号，用于方便事故情况下维修人员对设备进行抢修。9.根据权利要求7所述的极端事故情况下核电站应急照明疏散系统，其特征在于，对于指示箭头以及所对应设备的编号，采用两端中空且三面镂空箭头图样或者设备标示的三棱柱扣在侧光光纤上，即可达到箭头或标示的作用，对于设备编号可采用英文字母缩写与阿拉伯数字共同组成，例如I号蒸汽发生器，可以标识为“SG01”。
【文档编号】F21W111/00GK106051613SQ201510599462
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年9月21日
【发明人】汤建楠, 黄美, 赵媛媛, 欧阳晓平, 邢朝阳
【申请人】华北电力大学