安全壳换热水箱冷却装置及安全壳换热水箱冷却系统的制作方法

本发明涉及核电站安全壳冷却，尤其涉及一种安全壳换热水箱冷却装置及安全壳换热水箱冷却系统。

背景技术：

1、当核电站发生管道破裂事故后，一回路高温高压的冷却剂将释放到安全壳内，再加上反应堆停堆后堆芯持续释放衰变热，加热堆坑水体，造成安全壳内部升温升压，若不有效降压则可能超过安全壳的设计限值。

2、核电站的非能动安全壳冷却系统(pccs)用于降低事故后安全壳内温度和压力，从而保证安全壳的完整性。通常，将pccs的一部分设备布置在水箱中以导出其热量，提高pccs的换热效率、提升pccs换热的后备裕量。事故发生后，水箱将快速升温，为避免水箱的换热功能降效或失效，需要进一步将水箱的热量导出。

3、相关的现有技术中，将水箱的热量导出包括能动和非能动两种形式。能动形式即采用一套热交换器与水箱连接，但其需要依靠动力泵提供动力，若发生断电则直接失效。非能动形式的相关现有技术通过在水箱内布置螺旋换热管等换热设备，通过空气经过螺旋换热管沿程带出水箱内液体的热量，该种方式存在的缺陷是，因需要在水箱内布置螺旋换热管等换热设备，占用了水箱内部大量空间，严重干扰换热系统的设备的布置，且不利于后续检修维护；由于螺旋换热管的结构特性，空气在螺旋换热管内流动需要克服较大的流动阻力，换热效率较低，并且空气流动时灰尘会在管内沉积从而可能造成换热功能失效。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的安全壳换热水箱冷却装置及安全壳换热水箱冷却系统。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种安全壳换热水箱冷却装置，其包括冷凝回收围板、外围板、内围板；

3、所述冷凝回收围板在非能动安全壳冷却系统的换热水箱的开口端上方围设出蒸汽通道；所述冷凝回收围板包括对应所述换热水箱的外侧板设置的第一围板、对应所述换热水箱的内侧板设置的第二围板；

4、所述外围板围设在所述第一围板远离所述第二围板的一侧，分别与所述换热水箱、所述第一围板间隔设置；所述外围板与所述换热水箱之间、所述外围板与所述第一围板之间一同界定出第一冷却通道；

5、所述内围板设置在所述第二围板远离所述第一围板的一侧，与所述第二围板间隔设置；所述内围板与所述第二围板之间界定出第二冷却通道；

6、所述内围板至少部分与安全壳间隔设置；所述内围板与安全壳之间界定出集流通道；

7、所述第二冷却通道和所述集流通道相连通。

8、优选地，所述第二围板包括平直段与弧形段；

9、所述第二围板的弧形段的一端与所述换热水箱的内侧板连接，另一端与所述第二围板的平直段连接；

10、所述第二围板的平直段远离所述弧形段的一端沿所述换热水箱内产生的蒸汽的流动方向延伸；

11、所述第二围板的弧形段与所述换热水箱的液面之间的距离沿所述第二围板的弧形段远离所述第二围板的平直段的方向逐渐减小。

12、优选地，所述安全壳换热水箱冷却装置还包括多个肋板；

13、相邻的所述肋板为间隔设置；每个所述肋板设置在所述外围板与所述换热水箱之间；和/或，每个所述肋板设置在所述外围板与所述第一围板之间。

14、优选地，每个所述肋板厚度方向上相对的两个侧面之中至少一个侧面设有粗糙层、凸起和/或翅片结构。

15、优选地，所述内围板包括相对的上端和下端；

16、所述内围板的下端与所述第二围板间隔相对，所述内围板的下端至少部分与安全壳间隔设置；

17、所述内围板的上端高于所述冷凝回收围板远离所述换热水箱的开口端设置。

18、优选地，所述内围板的上端设置有集水部件，所述集水部件对应设置在所述换热水箱的开口端上方，将冷凝水导流至换热水箱。

19、优选地，所述集流通道的径向尺寸自所述内围板的下端至所述内围板的上端逐渐增大。

20、优选地，水箱远离安全壳一侧的侧板、所述第一围板、和所述外围板均沿竖直方向延伸。

21、本发明还提供一种安全壳换热水箱冷却系统，其包括以上任一项所述的安全壳换热水箱冷却装置、与所述安全壳换热水箱冷却装置连接的换热水箱。

22、优选地，所述换热水箱的外侧板朝向所述外围板的一表面设有粗糙层、凸起、和/或翅片结构。

23、本发明至少具有以下有益效果：无需外界电源；冷凝回收围板、外围板、内围板围设在换热水箱的周围，无需占用换热水箱的内部空间，便于安装及检修维护换热系统的冷凝器；依靠空气在第一冷却通道、第二冷却通道、集流通道之间的自然对流循环为换热水箱降温，空气流动阻力较小，结构更加合理，换热效率较高；第一冷却通道靠下的部分持续给换热水箱降温，第一冷却通道靠上的部分和第二冷却通道分别位于蒸汽通道的相对两侧，使蒸汽通道内的蒸汽遇冷后大部分冷凝回流至换热水箱，由此同时起到降温换热水箱、回收蒸汽的作用，将换热水箱降温的同时还可以保证换热水箱维持足够的水位高度，确保换热水箱可以长期持续运行。

技术特征：

1.一种安全壳换热水箱冷却装置，其特征在于，包括冷凝回收围板、外围板(3)、内围板(4)；

2.根据权利要求1所述的安全壳换热水箱冷却装置，其特征在于，所述第二围板(22)包括平直段与弧形段；

3.根据权利要求1所述的安全壳换热水箱冷却装置，其特征在于，所述安全壳换热水箱冷却装置还包括多个肋板(6)；

4.根据权利要求3所述的安全壳换热水箱冷却装置，其特征在于，每个所述肋板(6)厚度方向上相对的两个侧面之中至少一个侧面设有粗糙层、凸起和/或翅片结构。

5.根据权利要求1所述的安全壳换热水箱冷却装置，其特征在于，所述内围板(4)包括相对的上端和下端；

6.根据权利要求5所述的安全壳换热水箱冷却装置，其特征在于，所述内围板(4)的上端设置有集水部件(40)，所述集水部件(40)对应设置在所述换热水箱(1)的开口端上方，将冷凝水导流至换热水箱(1)。

7.根据权利要求5所述的安全壳换热水箱冷却装置，其特征在于，所述集流通道(53)的径向尺寸自所述内围板(4)的下端至所述内围板(4)的上端逐渐增大。

8.根据权利要求1至7任一项所述的安全壳换热水箱冷却装置，其特征在于，水箱远离安全壳(9)一侧的侧板、所述第一围板(21)、和所述外围板(3)均沿竖直方向延伸。

9.一种安全壳换热水箱冷却系统，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的安全壳换热水箱冷却装置、与所述安全壳换热水箱冷却装置连接的换热水箱(1)。

10.根据权利要求9所述的安全壳换热水箱冷却系统，其特征在于，所述换热水箱(1)的外侧板朝向所述外围板(3)的一表面设有粗糙层、凸起、和/或翅片结构。

技术总结
本发明涉及一种安全壳换热水箱冷却装置及安全壳换热水箱冷却系统，安全壳换热水箱冷却装置包括冷凝回收围板、外围板、内围板；冷凝回收围板围设在换热水箱的开口端上方，界定出蒸汽通道；冷凝回收围板包括对应换热水箱的外侧板设置的第一围板、对应换热水箱的内侧板设置的第二围板；外围板与换热水箱、第一围板界定出第一冷却通道；内围板设置在第二围板远离第一围板的一侧，与第二围板界定出第二冷却通道；内围板与安全壳界定出集流通道。空气在第一冷却通道、第二冷却通道、集流通道之间自然对流循环，空气流动阻力较小，结构合理，换热效率较高，将换热水箱降温的同时还能保证换热水箱维持足够的水位高度，确保换热水箱可以长期持续运行。

技术研发人员：尹威凯,崔旭阳,纪文英,刘仲昊,林支康,欧阳勇,欧阳太龙,刘金林,孙浩
受保护的技术使用者：中广核研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15