一种核电站海水冷却系统加快排水装置的制作方法
本实用新型涉及核电站海水冷却技术领域，尤其涉及一种核电站海水冷却系统加快排水装置。
背景技术：
海水冷却系统(以下简称sec系统)是核电站保障核岛冷源的关键系统，属于核安全相关系统。sec系统又称最终热阱，无论是在电站正常运行工况还是在事故运行工况下，该系统都将核岛设备冷却水系统(rri)传输的热量带走，以保证核岛内设备处于正常工作温度范围内，防止过热。因此sec系统两列必须保证可用，否则机组状态会在规定时间内进行后撤。
为保证sec系统可以稳定长期运行，每次大修卸料后都要对sec系统进行隔离检修，且隔离检修窗口时间有限，所以sec系统能否快速隔离排空成为了影响检修工作的关键因素。
目前，sec系统的每台泵均设置于地下20米左右，在一个专门深挖且墙壁用混凝土浇筑的房间内，从而保证每台泵入口的海水有一定压力，使得海水通过密闭的系统巷道和管道达到每台泵入口位置，还能防止每台泵运转时叶轮发生气蚀。因此，对sec系统进行隔离检修时，通常会在每台泵出口管道(位于地面)上接入排水管利用重力方式来排水，实现对sec系统的隔离排空。
但是，由于sec系统管道较长，且管道内径较大，使sec系统内水容积庞大，采用现有的重力排水方式会导致排水工作困难，且每次进行系统隔离检修排水工作占据了大量时间。
技术实现要素：
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种核电站海水冷却系统加快排水装置，加快了排水速度，提高了工作效率，使sec系统排水更便捷，从而解决了传统的重力排水方式产生的排水困难及占用大量时间的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种核电站海水冷却系统加快排水装置，用于核电站海水冷却系统中，包括：连通所述核电站海水冷却系统中任一台泵的出口管道的主排水管道以及设置于所述主排水管道上并能启动或关停的排水动力单元；其中，
所述排水动力单元启动时，能改变所述主排水管道内的压力，使所述主排水管道与对应相连的出口管道之间的内部压力差变大，实现海水由所述主排水管道对应相连的出口管道加速通过所述主排水管道排出。
其中，所述主排水管道为耐负压的加强管道，内层采用pp+ptfe材料，外层采用不锈钢丝缠绕包裹加固。
其中，所述排水动力单元为威尔顿气动隔膜泵，型号为p8/pkapp/wfs/wf/pwf。
其中，所述排水动力单元使所述主排水管道与对应相连的出口管道之间的内部压力差大于1.3bar。
其中，还包括：用于拦截颗粒超过预定直径大小的过滤器，所述过滤器设置于所述主排水管道上。
其中，所述预定直径大小为1mm。
其中，还包括：水流控制器和旁路排水管道；其中，
所述水流控制器为三通控制阀，靠近所述主排水管道对应相连的出口管道设置，包括设置于所述主排水管道上的第一端和第二端，以及与所述旁路排水管道相连通的第三端；
其中，所述排水动力单元和所述过滤器均位于所述水流控制器远离对应相连的出口管道的一侧；
所述排水动力单元启动时，所述水流控制器导通所述主排水管道流经所述排水动力单元和所述过滤器的通道并截止所述旁路排水管道，使海水由所述主排水管道对应相连的出口管道通过所述主排水管道排出；
所述排水动力单元关停时，所述水流控制器截止所述主排水管道流经所述排水动力单元和所述过滤器的通道并导通所述旁路排水管道，使海水由所述主排水管道对应相连的出口管道先经所述主排水管道再转至所述旁路排水管道排出。
其中，所述水流控制器为电动三通控制阀，型号为c44f-16r。
其中，还包括：可启动或关停的充压装置；其中，
所述充压装置设置于所述核电站海水冷却系统中与所有泵的出口管道相连通的母管上，启动时用以改变所有泵的出口管道内的压力，使每一条主排水管道或每一条旁路排水管道与对应相连的出口管道之间的内部压力差变大，实现海水由所有泵的出口管道加速通过各自对应的主排水管道或旁路排水管道排出。
其中，所述充压装置能将所有泵的出口管道内的压力提高2bar。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
在本实用新型实施例中，核电站海水冷却系统加快排水装置采用连通核电站海水冷却系统中任一台泵的出口管道的主排水管道以及设置于主排水管道上并能启动或关停的排水动力单元，并在排水动力单元启动时，改变主排水管道内的压力，使主排水管道与出口管道之间的内部压力差变大，实现海水由出口管道加速通过主排水管道排出，从而加快了排水速度，提高了工作效率，使sec系统排水更便捷，解决了传统的重力排水方式产生的排水困难及占用大量时间的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本实用新型的范畴。
图1为本实用新型实施例一提供的核电站海水冷却系统加快排水装置在核电站海水冷却系统中使用时的连接示意图；
图2为图1中核电站海水冷却系统加快排水装置增加充压装置后在核电站海水冷却系统中使用时的连接示意图；
图3为本实用新型实施例二提供的核电站海水冷却系统加快排水装置在核电站海水冷却系统中使用时的连接示意图；
图4为图3中核电站海水冷却系统加快排水装置增加充压装置后在核电站海水冷却系统中使用时的连接示意图；
图5为本实用新型实施例三提供的核电站海水冷却系统加快排水装置在核电站海水冷却系统中使用时的连接示意图；
图6为图5中核电站海水冷却系统加快排水装置增加充压装置后在核电站海水冷却系统中使用时的连接示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
在本实用新型实施例一中，提供一种核电站海水冷却系统加快排水装置，用于核电站海水冷却系统中，并安装在核电站海水冷却系统中任一台泵的出口管道的出水口处。
如图1所示，本实用新型实施例一中的两个核电站海水冷却系统加快排水装置安装在两台泵m的出口管道t1的出水口处。以一个核电站海水冷却系统加快排水装置为例进行说明，具体包括：
连通核电站海水冷却系统中任一台泵m的出口管道t1的主排水管道1；以及
设置于主排水管道1上并能启动或关停的排水动力单元2；
其中，排水动力单元2启动时，能改变主排水管道1内的压力，使主排水管道1与对应相连的出口管道t1之间的内部压力差变大，实现海水由主排水管道1对应相连的出口管道t1加速通过主排水管道1排出。
更进一步的，主排水管道1为耐负压的加强管道，内层采用pp+ptfe材料，用以耐海水腐蚀和承受内部压力，外层采用不锈钢丝缠绕包裹加固，用以增强其承受外压能力，同时主排水管道1可提供有效排水孔径，且不会因为海水流动导致管路抽瘪现象，保证了整个回路的畅通。
更进一步的，排水动力单元2为威尔顿气动隔膜泵，型号为p8/pkapp/wfs/wf/pwf，通过改变内腔室压力，使sec系统内海水被外界压力压入到排水动力单元2内，然后排水动力单元2关闭入口再增大内部压强，使海水从主排水管道1的出口位置排出，如此反复运动，达到排水效果。
本实用新型实施例一中提供一种核电站海水冷却系统加快排水装置的工作原理为，排水动力单元2通过对应相连的出口管道t1直接对sec系统管道内海水进行抽吸，以降低出口压强的方式来提高排水位置前后压差，此时排水动力单元2的抽吸将以往最低点排水点位置压差为海水重力压差0.67bar增加到1.3bar甚至更大，即主排水管道1与对应相连的出口管道t1之间的内部压力差为1.3bar或更大，通过压差增加方式直接增加海水流速，从而提高排水效率。
如图2所示，为本实用新型实施例一中提供一种核电站海水冷却系统加快排水装置增加充压装置在核电站海水冷却系统中使用时的连接示意图。该充压装置6可启动或关停，且该充压装置6设置于核电站海水冷却系统中与所有泵m的出口管道t1相连通的母管t0上，启动时用以改变所有泵的出口管道内的压力，使每一条主排水管道1或每一条旁路排水管道5与对应相连的出口管道t1之间的内部压力差变大，实现海水由所有泵m的出口管道t1加速通过各自对应的主排水管道1或旁路排水管道5排出。
应当说明的是，不管核电站海水冷却系统加快排水装置有多少个，则配套增加的充压装置只能是一个。因此，在单个核电站海水冷却系统加快排水装置使用过程中可以包括充压装置。
更进一步的，充压装置6将所有泵的出口管道t1内的压力提高2bar，为sec系统提供压力为2bar的压缩空气。
此时，把排水动力单元2的抽吸作用和sec系统母管t0加压两方面叠加到一起，排水点位置前后压差可增加到3.3bar，在不改变排水点管路口径的情况下，可直接增加海水流速从而增加排水速度。根据伯努利方程可知，海水压强可与速度进行转化，压强越大，转换后的速度越大：
p：海水压强，pa；v：海水速度，m/s；ρ：海水密度，kg/m3；g：引力加速，m/s2；h：海水深度差，m；c：常数。说明：由于影响较小，忽略海水在管路位置摩擦阻力
由于排水点位置海水深度是相同的，所以高度差带来的影响可以消除，速度与压强的转换公式为：
以上排水速度对比只是针对整个系统最低排水点，此套装置安装后，母管t0辅助排水点的压差从0.1bar升到2.1bar，海水流速将达到装置安装前的4.6倍。并且以上计算只是针对排水初期情况，实施后排水越到后期，由于加压和装置抽吸作用，排水效果将越明显，时间可节省更多。
相应于本实用新型实施例一中提供的一种核电站海水冷却系统加快排水装置，本实用新型实施例二中还提供了另一种核电站海水冷却系统加快排水装置，用于核电站海水冷却系统中，并安装在核电站海水冷却系统中任一台泵出口管道的出水口处。
如图3所示，本实用新型实施例二中的两个核电站海水冷却系统加快排水装置安装在两台泵m的出口管道t1的出水口处。以一个核电站海水冷却系统加快排水装置为例进行说明，具体包括：
连通核电站海水冷却系统中任一台泵m的出口管道t1的主排水管道1；
设置于主排水管道1上并能启动或关停的排水动力单元2；以及
用于拦截颗粒超过预定直径大小并设置于主排水管道1上的过滤器3；
其中，排水动力单元2启动时，能改变主排水管道1内的压力，使主排水管道1与对应相连的出口管道t1之间的内部压力差变大，实现海水由主排水管道1对应相连的出口管道t1加速通过主排水管道1排出；
过滤器3对sec系统中的杂质进行收集。
更进一步的，主排水管道1为耐负压的加强管道，内层采用pp+ptfe材料，用以耐海水腐蚀和承受内部压力，外层采用不锈钢丝缠绕包裹加固，用以增强其承受外压能力，同时主排水管道1可提供有效排水孔径，且不会因为海水流动导致管路抽瘪现象，保证了整个回路的畅通。
更进一步的，排水动力单元2为威尔顿气动隔膜泵，型号为p8/pkapp/wfs/wf/pwf，通过改变内腔室压力，使sec系统内海水被外界压力压入到排水动力单元2内，然后排水动力单元2关闭入口再增大内部压强，使海水从主排水管道1的出口位置排出，如此反复运动，达到排水效果。
更进一步的，过滤器3主要部件为滤网和壳体组件，有效拦截预定直径大小超过1mm的颗粒。由于sec系统管为橡胶内衬或者防腐涂层管道，此过滤器3对杂质的收集功能可辅助检查系统管道中是否有内衬脱落。当然，若过滤器3位于排水动力单元2朝向主排水管道1对应相连的出口管道t1的一侧，还能避免杂质进入排水动力单元2中，从而对排水动力单元2进行有效保护。
本实用新型实施例二中提供另一种核电站海水冷却系统加快排水装置的工作原理为，排水动力单元2通过对应相连的出口管道t1直接对sec系统管道内海水进行抽吸，以降低出口压强的方式来提高排水位置前后压差，此时排水动力单元2的抽吸将以往最低点排水点位置压差为海水重力压差0.67bar增加到1.3bar甚至更大，即主排水管道1与对应相连的出口管道t1之间的内部压力差为1.3bar或更大，通过压差增加方式直接增加海水流速，从而提高排水效率，同时还通过过滤器3实现对sec系统中的杂质的收集。
如图4所示，为本实用新型实施例二中提供的另一种核电站海水冷却系统加快排水装置增加充压装置在核电站海水冷却系统中使用时的连接示意图。由于本实用新型实施例二中提供的另一种核电站海水冷却系统加快排水装置所增加的充压装置与本实用新型实施例一中提供的一种核电站海水冷却系统加快排水装置所增加的充压装置具有相同的结构及连接关系，且使用工作原理也相同，具体请参见本实用新型实施例一中充压装置的相关内容，因此在此不再一一赘述。
相应于本实用新型实施例二中提供的另一种核电站海水冷却系统加快排水装置，本实用新型实施例三中还提供了又一种核电站海水冷却系统加快排水装置，用于核电站海水冷却系统中，并安装在核电站海水冷却系统中任一台泵的出口管道的出水口处。
如图5所示，本实用新型实施例三中的两个核电站海水冷却系统加快排水装置安装在两台泵m的出口管道t1的出水口处。以一个核电站海水冷却系统加快排水装置为例进行说明，具体包括：
连通核电站海水冷却系统中任一台泵m的出口管道t1的主排水管道1；
设置于主排水管道1上并能启动或关停的排水动力单元2；
用于拦截颗粒超过预定直径大小并设置于主排水管道1上的过滤器3；
水流控制器4；以及
旁路排水管道5；
其中，过滤器3对sec系统中的杂质进行收集；
其中，水流控制器4为三通控制阀，靠近主排水管道1对应相连的出口管道t1设置，包括设置于主排水管道1上的第一端和第二端，以及与旁路排水管道5相连通的第三端；
其中，排水动力单元2和过滤器3均位于水流控制器4远离对应相连的出口管道t1的一侧；
排水动力单元2启动时，水流控制器4导通主排水管道1流经排水动力单元2和过滤器3的通道并截止旁路排水管道5，使主排水管道1与对应相连的出口管道t1之间的内部压力差变大，实现海水由主排水管道1对应相连的出口管道t1通过主排水管道1排出；
排水动力单元2关停时，水流控制器4截止主排水管道1流经排水动力单元2和过滤器3的通道并导通旁路排水管道5，使海水由主排水管道1对应相连的出口管道t1先经主排水管道1再转至旁路排水管道5排出。
更进一步的，主排水管道1为耐负压的加强管道，内层采用pp+ptfe材料，用以耐海水腐蚀和承受内部压力，外层采用不锈钢丝缠绕包裹加固，用以增强其承受外压能力，同时主排水管道1可提供有效排水孔径，且不会因为海水流动导致管路抽瘪现象，保证了整个回路的畅通。
更进一步的，排水动力单元2为威尔顿气动隔膜泵，型号为p8/pkapp/wfs/wf/pwf，通过改变内腔室压力，使sec系统内海水被外界压力压入到排水动力单元2内，然后排水动力单元2关闭入口再增大内部压强，使海水从主排水管道1的出口位置排出，如此反复运动，达到排水效果。
更进一步的，过滤器3主要部件为滤网和壳体组件，有效拦截预定直径大小超过1mm的颗粒。由于sec系统管为橡胶内衬或者防腐涂层管道，此过滤器3对杂质的收集功能可辅助检查系统管道中是否有内衬脱落。当然，若过滤器3位于排水动力单元2朝向主排水管道1对应相连的出口管道t1的一侧，还能避免杂质进入排水动力单元2中，从而对排水动力单元2进行有效保护。
更进一步的，水流控制器4为电动三通控制阀，型号为c44f-16r。
本实用新型实施例三中提供又一种核电站海水冷却系统加快排水装置的工作原理为，排水动力单元2启动时，水流控制器4导通主排水管道1流经排水动力单元2和过滤器3的通道并截止旁路排水管道5。排水动力单元2通过对应相连的出口管道t1直接对sec系统管道内海水进行抽吸，以降低出口压强的方式来提高排水位置前后压差，此时排水动力单元2的抽吸将以往最低点排水点位置压差为海水重力压差0.67bar增加到1.3bar甚至更大，即主排水管道1与对应相连的出口管道之间的内部压力差为1.3bar或更大，通过压差增加方式直接增加海水流速，从而提高排水效率，同时还通过过滤器3实现对sec系统中的杂质的收集。
然而，排水动力单元2关停时，水流控制器4截止主排水管道1流经排水动力单元2和过滤器3的通道并导通旁路排水管道5，利用传统的重力排水方式，使海水由主排水管道1对应相连的出口管道t1先经主排水管道1再转至旁路排水管道5排出。
如图6所示，为本实用新型实施例三中提供的又一种核电站海水冷却系统加快排水装置增加充压装置在核电站海水冷却系统中使用时的连接示意图。由于本实用新型实施例三中提供的又一种核电站海水冷却系统加快排水装置所增加的充压装置与本实用新型实施例一中提供的一种核电站海水冷却系统加快排水装置所增加的充压装置具有相同的结构及连接关系，且使用工作原理也相同，具体请参见本实用新型实施例一中充压装置的相关内容，因此在此不再一一赘述。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
在本实用新型实施例中，核电站海水冷却系统加快排水装置采用连通核电站海水冷却系统中任一台泵的出口管道的主排水管道以及设置于主排水管道上并能启动或关停的排水动力单元，并在排水动力单元启动时，改变主排水管道内的压力，使主排水管道与出口管道之间的内部压力差变大，实现海水由出口管道加速通过主排水管道排出，从而加快了排水速度，提高了工作效率，使sec系统排水更便捷，解决了传统的重力排水方式产生的排水困难及占用大量时间的问题。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
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