一种能动结合非能动的安全壳冷却系统的制作方法与工艺

本发明属于核电厂安全壳冷却系统设计，具体涉及一种能动结合非能动的安全壳冷却系统。

背景技术：
AP1000是美国西屋公司研发的第三代核电系统，其非能动安全壳冷却系统(PCS)用于事故情况下安全壳的降压和反应堆余热导出，是核电厂的核心安全系统之一。AP1000-PCS具有非能动特性，它利用冷却水的重力下泄喷淋及安全壳附近流场的热压通风效应实现热量导出，具有较高的可靠性。但与所有的非能动系统类似，PCS的系统容量有限，即：冷却功率较低，这一方面限制了电厂总体参数的提升，另一方面也使PCS系统在应对超设计基准事故时显得力不从心。第三代核电系统多具有非能动安全壳热量导出系统(PCCS),如：AP600&1000-PCS、ABWRII-PCCS、AHWR-PCCS、ESBWR-PCCS、SWR1000-PCCS、WWER640-PCCS及WWER1000-PCCS等。这些系统或者采用非能动方案，或者采用传统的能动方案，尚无能动结合非能动的案例。上述各非能动安全壳热量导出系统所涉及的专利包括：1991年美国西屋公司申请的PASSIVECONTAINMENTCOOLINGSYSTEM(US5049353)；1962年题为SAFETYEQUIPMENTFORNUCLEARPOWER-REACTORPLANTS(US31684454)的美国专利；1994年GE公司申请的PASSIVECONTAINMENTCOOLINGSYSTEM(US5282230)；1994年GE公司申请的PRESSURESUPPRESSIONCONTAINMENTSYSTEM(US5295168)；1996年GE公司申请的WATERINVENTORYMANAGEMENTINCONDENSERPOOLOFBOLINGWATERREACTOR (US5499278)；2000年GE公司申请的MODIFIEDPASSIVECONTAINMENTCOOLINGSYSTEMFORNUCLEARREACTOR(US6069930)等。

技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能动结合非能动的安全壳冷却系统，以期使系统在具有非能动高可靠性优势的同时，具备能动系统接入灵活、操作性强及热导出功率较大的特性。本发明的技术方案如下：一种能动结合非能动的安全壳冷却系统，包括设置在屏蔽厂房内的钢制安全壳，屏蔽厂房的进气口内侧设有空气折流板，在屏蔽厂房上部设有置顶水箱，设置于钢制安全壳上方的安全壳喷淋管与置顶水箱连接，其中，所述的屏蔽厂房上部结构围成烟囱空间，该烟囱空间呈上大下小的漏斗状，烟囱空间上部为竖直内壁，下部为倾斜内壁；烟囱空间倾斜内壁的下沿处设有用于向烟囱空间进行强制通风的环形送风窄缝，所述环形送风窄缝从送风口向内流道逐渐变宽，直至与送风缓冲空间相连，送风缓冲空间与若干根分布于其周向的送风支管连接。进一步，如上所述的能动结合非能动的安全壳冷却系统，其中，所述的若干根送风支管的一根或多根与屏蔽厂房外的送风总管相连，送风总管连接风机。进一步，如上所述的能动结合非能动的安全壳冷却系统，其中，所述的烟囱空间竖直内壁的竖直高度占烟囱空间总竖直高度的比例小于三分之一。进一步，如上所述的能动结合非能动的安全壳冷却系统，其中，所述的 烟囱空间倾斜内壁与竖直方向的夹角α为5°-20°。进一步，如上所述的能动结合非能动的安全壳冷却系统，其中，所述的环形送风窄缝的宽度为1-20毫米，环形送风窄缝的迎风方向与竖直方向的夹角β为5°-45°。进一步，如上所述的能动结合非能动的安全壳冷却系统，其中，所述的送风缓冲空间整体呈环状，与所述环形送风窄缝同轴设置，位于所述烟囱空间的外围。进一步，如上所述的能动结合非能动的安全壳冷却系统，其中，所述的送风支管包括水平送风支管和竖直送风支管。进一步，如上所述的能动结合非能动的安全壳冷却系统，其中，所述的环形送风窄缝、送风缓冲空间、送风支管及送风总管构成的送风通道的内壁面具有耐压且防水的敷面或涂层，可充当应急给水通道。本发明的有益效果如下：(1)本发明涉及的系统可以以能动、非能动或混合方式运行，接入灵活、操作性强，在事故后，可保证更好的可用性；(2)本发明方案采用了空气喷射倍增技术，不会引入风扇等其它设备，对于自然通风通道将不形成任何附加的阻碍，可保证原自然通风通道的畅通，从而可以在最大程度上保持系统非能动运行模式的效率，使系统非能动性能最大化；(3)系统送风通道同时可作为喷淋给水通道，使系统增加了能动喷淋的运行模式，具有更好的可用性。附图说明图1为能动结合非能动的安全壳冷却系统结构示意图(剖面)；图2环形送风窄缝局部结构示意图；图3送风总管示意图；图4送风支管示意图。图中，1.屏蔽厂房，2.钢制安全壳，3.空气折流板，4.置顶水箱，5.安全壳喷淋管，6.屏蔽厂房进气口，7.烟囱空间，8.上升通道，9.下降通道，10.烟囱空间倾斜内壁，11.水平送风支管，12.竖直送风支管，14.水箱内水体，15.送风缓冲空间，16.送风连接管，17.送风总管，18.环形送风窄缝，19.烟囱空间竖直内壁。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。如图1所示，本发明提供的一种能动结合非能动的安全壳冷却系统，具有屏蔽厂房1、钢制安全壳2、空气折流板3、置顶水箱4、安全壳喷淋管5、屏蔽厂房进气口6。钢制安全壳2设置在屏蔽厂房1内，屏蔽厂房进气口6内侧设置空气折流板3，空气折流板沿竖直方向设置，将气流的流动空间分为上升通道8和下降通道9。在屏蔽厂房1上部设有置顶水箱4，置顶水箱呈环状布置，内装水体14，设置于钢制安全壳2上方的安全壳喷淋管5与置顶水箱4连接。以上结构为现有核电站安全壳冷却系统的公知结构。在上述结构的基础上，本发明所提供的安全壳冷却系统的屏蔽厂房1上部结构围成烟囱空间7，该烟囱空间7呈上大下小的漏斗状，烟囱空间上部为竖直内壁19，下部为倾斜内壁10，烟囱空间倾斜内壁10向外倾斜，与竖直方向的夹角α为5°-20°，本实施例中，α选取15°。烟囱空间倾斜内壁10的竖直高度占烟囱空间总竖直高度的比例大于三分之二，烟囱空间竖直内壁19的竖直 高度占烟囱空间7总竖直高度的比例小于三分之一。如图2所示，烟囱空间倾斜内壁10的下沿处设有用于向烟囱空间7进行强制通风的环形送风窄缝18，环形送风窄缝18的宽度可以为1-20毫米，本实施例中选取为3毫米宽度，环形送风窄缝迎风方向与竖直方向夹角β为5°-45°，本实施例中，β选取30°。如图2所示，环形送风窄缝18从送风口向内流道逐渐变宽，直至与送风缓冲空间15相连,送风缓冲空间15整体呈环状，与环形送风窄缝18同轴设置，位于烟囱空间的外围。如图3、图4所示，送风缓冲空间15与多根分布于其周向上的送风支管相连，送风支管中的一根或多根与屏蔽厂房1以外的送风总管17相连，以获得风机送风。送风支管包括水平送风支管11和竖直送风支管12，竖直送风支管12上部连接水平送风支管11，下部与送风缓冲空间15连接。环形送风窄缝18、送风缓冲空间15、送风支管11、12及送风总管17构成送风通道，送风通道内壁面具有耐压且防水的金属或非金属敷面或涂层，可充当应急给水通道。本发明涉及的能动结合非能动的安全壳冷却系统主要有三种工作方式：备用状态、送风工况及补水工况。备用状态要求系统送风通道通畅，一旦移动式应急通风系统接入，系统可立即装入送风工况；送风工况时，系统与移动式应急通风系统连接，可为非能动安全壳冷却系统提供额外的强制通风；补水工况下，系统与移动式应急水源连接，可为安全壳提供喷淋冷却。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，倘若对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。