一种非能动安全壳热量导出系统防护装置的制作方法

本发明涉及反应堆非能动系统技术领域，具体涉及一种非能动安全壳热量导出系统防护装置。

背景技术：

从上世纪八十年代开始，美国、日本、法国、德国、俄罗斯等国家开展了非能动技术的研究，其中以非能动安全先进核电厂ap1000第三代核电机组为代表。

美国ap1000的非能动安全壳冷却系统采用非能动方式把安全壳内的热量散发到最终热阱－大气。正常运行工况下，空气从安全壳屏蔽构筑物顶部入口进入，流过下降通道后又反向通过上升流道，带走安全壳容器壁传递的热量，最后从烟囱排至环境。在安全壳上方设置有重力注水箱。接到安全壳高压力信号后，系统自动启动，只需开启三个常关隔离阀中的任何一个，不需其他动作即可启动系统。系统的启动也可由操纵员在主控室或远程停堆工作站手动启动。亦有以换热器作为非能动安全壳排热装置的系统(例如中国“华龙一号”堆型)。这种非能动换热系统主要利用流体两端受热不同产生的密度差工作。在安全壳发出压力警报后，开启管路阀门，流体即可被密度差推动进行自然循环换热，将安全壳中的热量排入换热水箱，进而排出大气。

对于换热器式非能动安全壳热量导出系统，设置相应的防护装置，可以显著增强换热器管列对于氢气爆炸冲击及飞射物打击的抵御效果，提高非能动安全壳热量导出系统的运行可靠性，可以更进一步地满足我国核安全法规haf102(2016)《核动力厂设计安全规定》中规定的严重事故下保持安全壳完整性和保障安全壳排热的要求，同时满足eur(欧洲用户要求)和urd(美国用户要求文件)中关于要保证超设计基准事故下安全壳的排热要求。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种在发生事故时能够保证安全壳热量导出系统顺利运行和保证其完整性的非能动安全壳热量导出系统防护装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种非能动安全壳热量导出系统防护装置，包括换热器，所述防护装置还包括设置在所述换热器外围四周的防护挡板，所述防护挡板设有向上竖直延伸的上部导流段和向下延伸的下部加速段，所述上部导流段上开设有便于气体流动的导流孔。

进一步，所述防护挡板和上部导流段以及下部加速段之间采用铰链或活页装置进行相连。

进一步，所述防护挡板采用多个单体挡板进行拼接于一体的分体式连接结构，其中相邻单体挡板之间通过铰链进行连接。

进一步，所述导流孔采用呈折流板形的开孔结构。

进一步，所述导流孔采用呈百叶窗形的开孔结构。

进一步，所述导流孔采用呈多孔材质的材料制作而成。

进一步，所述上部导流段和下部加速段分别对应设置有非能动消氢装置组。

进一步，所述下部加速段采用密实挡板设计。

进一步，所述防护挡板通过固定连接装置固定安装在换热器平台上。

进一步，所述防护挡板、上部导流段和下部加速段采用不锈钢材质制作而成。

与现有技术相比，本方案具有的有益技术效果为：(1)通过在换热器外围四周设置有防护挡板，使得防护挡板与安全壳内壁之间形成有烟囱效应，以及通过在上部导流段其上开设有便于气体流动的导流孔，都可以有效增加原有非能动安全壳热量导出系统的冷却效果；(2)上部导流段和下部加速段与防护挡板之间采用分体式连接结构，可以方便整个装置的运输安装及针对内部换热器组的维修养护；(3)通过增加有的防护挡板，增加了换热器管对于氢气爆炸冲击及飞射物打击的抵御效果，显著提高了事故后非能动安全壳热量导出系统的运行可靠性。

附图说明

图1为本发明的非能动安全壳热量导出系统的防护装置结构示意图。

图2为本发明防护挡板采用分体式结构时其上的铰链开合装置示意图。

图3为本发明中的导流孔采用呈折流板形开孔结构时的导流孔板主视结构示意图。

图4为本发明中的导流孔采用呈折流板形开孔结构时的导流孔板左视结构示意图。

图5为本发明中的导流孔采用呈百叶窗形开孔结构时的导流孔板主视结构示意图。

图6为本发明中的导流孔采用呈多孔材质的材料制作而成开孔结构时的导流孔板主视结构示意图。

图7为本发明中的导流孔采用呈多孔材质的材料制作而成开孔结构时的导流孔板左视结构示意图。

图8为本发明中的非能动安全壳热量导出系统的防护装置俯视结构示意图。

图中的附图标记说明：

1-防护挡板，2-上部导流段，3-下部加速段，4-导流孔，5-铰链，6-非能动消氢装置组。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

参照图1和8所示，本实施例提供一种非能动安全壳热量导出系统防护装置，该系统防护装置包括有换热器和设置在该换热器外围四周处的防护挡板1。其中防护挡板1其向上竖直延伸有上部导流段2和向下延伸的下部加速段3，上部导流段2上开设有便于气体流动的导流孔4。防护挡板1固定连接装置固定安装在换热器平台上。在工作过程中，设置在换热器外围四周的防护挡板1与安全壳内壁形成有烟囱效应，加快气体的对流流动，进而增强冷凝换热，可以及时快速将安全壳内的热量以非能动的方式快速导出，。同时由于上部导流段2上开设有导流孔4，同样可以进一步地增强原有非能动安全壳热量导出系统的冷却效果。设置的上部导流段2和下部加速段3其目的在于阻挡安全壳下侧流体热运动对冷却流动的扰动，使得冷却流体尽快离开换热管附近，避免不可凝气体在换热器表面附近的集聚，促进壳内冷热流体的自然循环。此外，在上部导流段2和下部加速段3上分别对应设置有非能动消氢装置组6，其目的在于是防止氢气聚集于相对封闭空间而产生氢爆。另外，为了解决安全壳内不宜维护、保养的缺陷，上部导流段2和下部加速段3与防护挡板1之间采用铰链或活页装置进行相连，目的是在换热器管列段形成可以开启和闭合的活动门，这样在换热器需要进行例行维护保养时，不必将防护装置拆下而直接进行维护，可以有效减少安全壳内部布置所需的空间。防护挡板1、上部导流段2和下部加速段3可采用不锈钢材质制作而成。考虑到能够减少外侧气体对冷却流体的扰流，加速冷却流体的下降，促进烟囱效应的形成，下部加速段3可采用密实挡板设计。

结合参照附图2所示，为使防护装置便于安装、维护且利于工程布置以及可以灵活匹配换热器的宽度，且减轻单个防护板的重量，便于装置的运输安装，防护挡板1采用多个单体挡板进行拼接于一体的分体式连接结构，其中相邻单体挡板之间采用铰链5进行连接。

参见附图3至7所示，为导流孔4的三种不同结构形式，三种开孔形式虽然各自具体结构不同，但其都需要满足在保证流通的同时最大限度地防护正面冲击。具体的，参见附图3和4所示，为采用呈折流板形的开孔结构的导流板结构。附图5所示，为采用呈百叶窗形的开孔结构的导流板结构。附图6和7所示，为采用呈多孔材质的材料制作而成的导流板结构，例如该多孔材质可以采用开孔的不锈钢钢板构成。

综上所述，本方案通过在换热器外围四周设置有防护挡板1，使得防护挡板1与安全壳内壁之间形成有烟囱效应，以及通过在上部导流段2其上开设有便于气体流动的导流孔4，都可以有效增加原有非能动安全壳热量导出系统的冷却效果；上部导流段2和下部加速段3与防护挡板1之间采用分体式连接结构，可以方便整个装置的运输安装及针对内部换热器组的维修养护；通过增加有的防护挡板1，增加了换热器管对于氢气爆炸冲击及飞射物打击的抵御效果，显著提高了事故后非能动安全壳热量导出系统的运行可靠性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。