一种使用转轮冷却的核电站核岛内局部冷却系统的制作方法

本发明涉及一种使用转轮冷却的核电站核岛内局部冷却系统，属于特殊区域环境控制领域。

背景技术：

近年来，核能作为安全、清洁、经济且可以大规模利用的能源形式在全球范围内逐渐得到了认可，随着核电产业的迅速发展，核电运营安全问题越来越不容小觑。核电站的主控制室(mcr，maincontrolroom)位于核岛标高+20.00m位置处，是整座核电站的控制中心，也是核电站操作人员的主要活动区域，负责发出机组运行指令、监控设备运行状态、事故报警及处理等任务。主控室担负着核岛安全控制的重要职责，为其中的操作人员和安全级仪器和控制设备提供适宜热环境条件是保障核电生产安全的重要组成部分。

从人因工程与人机工效学角度出发，采用适宜的空气调节系统，为核电站主控室操作人员和设备营造合理的工作环境，减少运行人员的生理与心理不适，可以提高人员工作效率、降低人为操作失误率、保障设备稳定运行，所以有必要对主控室的人员和设备工作环境进行局部降温。

近年来，针对主控室的降温已有相关方案被提出，如专利zl201510131657.6提出的一种核电厂主控室非能动制冷空调系统，使用压缩空气膨胀制冷的方案获得低温空气送入主控室内，但压缩空气膨胀制冷必然会带来巨大的噪声，尤其是在送风量巨大的情况下，必然会影响主控室人员的正常工作。专利zl201410725532.1提出了一种核电站主控室非能动室内空气冷却和净化系统，使用冰蓄冷的方式完成主控室的降温，该方案需要提前蓄冰，无法开启即可使用，且系统节能性不佳。专利zl201210127020.6提出了一种用于主控室的非能动空调系统，借助乏燃料池余热进行吸附式制冷。乏燃料中虽存在大量余热，但也存在放射性，与人员使用的空调一体化后存在安全隐患。

可靠性和节能是核岛内主控室等关键区域局部降温系统设计的两大原则。本发明将转轮除湿中广泛应用的转轮添加相变材料，应用至空气调节领域；且利用多数核电站建立在海边的优势，使用海水作为冷源，冷却系统和再生系统同时启动，确保系统的持续稳定运行。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种使用转轮冷却的核电站核岛内局部冷却系统，适用于海边建设的核电站内主控室、设备室等关键区域的冷却。

该系统主要由冷却系统和转轮清洁系统组成。

其中冷却系统由室外空气入口(1)、送风风机(2)、干燥过滤器(3)、转轮冷却段(4)、第一温度传感器(5)、第一局部环境送风口(6)、第二温度传感器(7)、第二局部环境送风口(8)、海水入口(9)、第一水泵(10)、第一三通阀(11)、转轮再生段(12)、第二三通阀(13)、海水出口(14)组成。

转轮清洁系统由第一三通阀(11)、转轮再生段(12)、第二三通阀(13)、第二水泵(15)、淡水储存箱(16)组成。

第一三通阀(11)具有两个入口和一个出口，第一入口为海水入口，第一出口为海水淡水共用出口，第二入口为淡水入口，；

第二三通阀(13)具有一个入口和两个出口，第一入口为海水淡水共用入口，第一出口为海水出口，第二出口为淡水出口；

其中室外空气入口(1)的出口与送风风机(2)的一端相连，送风风机(2)的另一端与干燥过滤器(3)的入口相连，干燥过滤器(3)的出口与转轮冷却段(4)的入口相连，转轮冷却段(4)的出口分为两条支路，分别与第一局部环境送风口(6)和第二局部环境送风口(8)相连。

海水入口(9)的出口与第一水泵(10)的入口相连，第一水泵(10)的出口与第一三通阀(11)的第一入口相连，第一三通阀(11)的出口与转轮再生段(12)的入口相连，转轮再生段(12)的出口与第二三通阀(13)的入口相连，第二三通阀(13)的第一出口与海水出口(14)相连。

淡水储存箱(16)的出口与第一三通阀(11)的第二入口相连，第一三通阀(11)的出口与转轮再生段(12)的入口相连，转轮再生段(12)的出口与第二三通阀(13)的入口相连，第二三通阀(13)的第二出口与第二水泵(15)的入口相连，第二水泵(15)的出口与淡水储存箱(16)的入口相连。

第一温度传感器(5)安装在第一局部环境送风口(6)内，第二温度传感器(7)安装在第二局部环境送风口(8)内。

冷却系统运行时，送风风机(2)开启，由室外空气入口(1)引入的空气经送风风机(2)驱动，流入干燥过滤器(3)中除湿后流入转轮冷却段(4)中完成降温过程；冷却后的空气由第一局部环境送风口(6)和第二局部环境送风口(8)送入主控室及设备间。此时转轮冷却段(4)中的相变材料吸热变为液态。

冷却系统运行时，转轮匀速转动，再生系统同时运行。再生系统运行时，关闭第一三通阀(11)的第二入口和第二三通阀(13)的第二出口，第一水泵(10)开启，由海水入口(9)引入海水，经第一三通阀(11)后流入转轮再生段(12)，与转轮再生段(12)内的相变材料换热后，经第二三通阀(13)流入海水出口(14)。此时转轮再生段(12)中的相变材料放热重新变为固态。

冷却系统和再生系统关闭时，关闭第一三通阀(11)的第一入口和第二三通阀(13)的第一出口，第二水泵(15)开启，淡水储存箱(16)内的淡水经第一三通阀(11)的第二入口流入转轮再生段(12)，清洁相变材料储存管(17)之间因流通海水产生的杂质；清洁完成后，淡水经第二三通阀(13)的第二出口流入第二水泵(15)，经第二水泵(15)驱动流入淡水储存箱(16)完成循环。

所述的转轮冷却段(4)和转轮再生段(12)是一个整体，在系统运行过程中匀速转动，不断交替位置。

所述的转轮冷却段(4)和转轮再生段(12)中包含多个密封的相变材料储存管(17)，相变材料储存管(17)水平排列在转轮冷却段(4)和转轮再生段(12)，各个相变材料储存管(17)之间留有间隙供空气流通。

所述的相变材料储存管(17)中密封的相变材料可为石蜡或其他常温下潜热大的相变材料。

附图说明

附图1为本发明的原理图。

附图1中的标号名称：1.室外空气入口、2.送风风机、3.干燥过滤器、4.转轮冷却段、5.第一温度传感器、6.第一局部环境送风口、7.第二温度传感器、8.第二局部环境送风口、9.海水入口、10.第一水泵、11.第一三通阀、12.转轮再生段、13.第二三通阀、14.海水出口、15.第二水泵、16.淡水储存箱。

附图2为转轮结构图。

附图2中的标号名称：4.转轮冷却段、12.转轮再生段、17、相变材料储存管。

具体实施方式

如图1所示，一种使用转轮冷却的核电站核岛内局部冷却系统主要包括室外空气入口1、送风风机2、干燥过滤器3、转轮冷却段4、第一温度传感器5、第一局部环境送风口6、第二温度传感器7、第二局部环境送风口8、海水入口9、第一水泵10、第一三通阀11、转轮再生段12、第二三通阀13、海水出口14、第二水泵15、淡水储存箱16。

相变材料储存管17中密封有相变材料，转轮冷却段4和转轮再生段12中包含大量相变材料储存管17，储存管17水平安装在转轮冷却段4和转轮再生段12中，各个储存管之间留有空隙便于水和空气流过。

系统实际运行时，转轮冷却段4和转轮再生段12匀速旋转，使得相变材料有充足的冷却和再生时间。送风风机2将室外空气由室外空气入口1抽入系统，由于海边空气较为潮湿，因此进入系统的空气进入干燥过滤器3过滤后再进入转轮冷却段4降低温度。降温后的空气根据不同的送风量需求送入不同的局部环境送风口。此时转轮冷却段4内相变材料储存管17中的相变材料吸热变为液态，随着转轮的旋转，带液态相变材料的相变材料储存管17旋转至转轮再生段12的区域中。

与此同时，第一水泵10开启，海水通过海水入口9进入系统，经第一三通阀11后进入转轮再生段12。海水与转轮再生段12中的相变材料储存管17换热，相变材料储存管17内的相变材料放热转化为固态，随着转轮的旋转，带固态相变材料的相变材料储存管17旋转至转轮冷却段4的区域中。换热完成后的海水经第二三通阀13流入海水出口14，流入大海。

由于海水的腐蚀作用，系统运行一段时间后必须开启清洁系统对转轮进行冲洗。关闭第一三通阀11的第一入口和第二三通阀13的第一出口，第二水泵15开启，淡水储存箱16内的淡水经第一三通阀11的第二入口流入转轮再生段12，清洁相变材料储存管17之间因流通海水产生的盐类科技和杂质；清洁完成后，淡水经第二三通阀13的第二出口流入第二水泵15，经第二水泵15驱动流入淡水储存箱16完成循环。淡水储存箱16内储存的淡水需定期更换。

本发明使用包含相变材料的转轮作为冷却设备，可同时兼顾相变材料的冷却与再生过程，持续运转能力强；使用海水作为冷源较为节能；添加了淡水清洁系统后本发明所述的使用转轮冷却的核电站核岛内局部冷却系统更易维护，可靠性更强。