非能动安全壳热量导出系统的制作方法

本发明属于核安全控制，具体涉及一种非能动安全壳热量导出系统。

背景技术：

1、在事故工况下，核电站一回路系统内大量冷却剂泄漏进入安全壳，并闪蒸形成蒸汽，使安全壳内的温度、压力快速升高，若不能及时采取安全措施，有可能会威胁安全壳的完整性，造成带有大量放射性物质的气体发生外泄，威胁环境安全。

2、在目前的三代核电站中，例如华龙一号，会设置非能动安全壳热量导出系统以在事故工况下，将安全壳内的热量及时导出至安全壳外，达到降低安全壳内温度和压力的目的。

3、在严重事故过程中伴随蒸汽释放的同时，不可凝气体氢气也会同时进入安全壳内。当蒸汽在非能动安全壳热量导出系统的换热管周围发生冷凝时，空气和氢气等不可凝气体会在换热管周围形成一层不可凝气体层，严重影响换热器的热量导出功能，且氢气属于易燃易爆物质，聚集在换热管周围的氢气和空气混合物会很大程度上增大了安全壳内氢气燃爆风险的发生概率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种非能动安全壳热量导出系统，通过抽气装置运转，从而将换热器管周围的不可凝气体抽吸进入不可凝气体储存箱中。

2、解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种非能动安全壳热量导出系统，包括：安全壳外置冷却水箱、上升管线、下降管线、换热器、气体导管、抽气装置、不可凝气体储存箱，安全壳外置冷却水箱设置于安全壳外，安全壳外置冷却水箱用于储存冷却水，换热器、抽气装置设置于安全壳内，上升管线、下降管线分别贯穿安全壳，换热器分别通过上升管线、下降管线与安全壳外置冷却水箱连接，气体导管的入口端位于换热器外围，气体导管用于接收换热器周围的不可凝气体，气体导管与不可凝气体储存箱连接，气体导管的出口端插入不可凝气体储存箱内的水溶液中，抽气装置与气体导管连接，抽气装置用于抽吸换热器外围的不可凝气体，不可凝气体储存箱用于储存抽气装置抽吸的不可凝气体。

3、优选的是，抽气装置包括：能动抽气装置，能动抽气装置与气体导管连接，能动抽气装置为电动抽气机。

4、优选的是，所述的非能动安全壳热量导出系统，还包括：凝液收集盘、液体流出管、水轮机、联动轴，抽气装置包括：非能动抽气装置，非能动抽气装置为机械抽气机，

5、凝液收集盘位于换热器下方，凝液收集盘用于收集换热器外蒸汽冷凝产生的凝液，液体流出管与凝液收集盘连接，水轮机的叶片位于液体流出管出口端的下方，水轮机与联动轴的一端连接，联动轴的另外一端与非能动抽气装置连接，非能动抽气装置与气体导管连接，凝液收集盘内的凝液通过液体流出管流到水轮机的叶片上，水轮机的叶片通过联动轴带动非能动抽气装置抽气。

6、优选的是，抽气装置还包括：能动抽气装置，非能动安全壳热量导出系统还包括：第一阀门、第二阀门，能动抽气装置为电动抽气机，能动抽气装置的第一端与气体导管连接，能动抽气装置的第一端与气体导管之间的连接管道上设置有第一阀门，能动抽气装置的第二端与气体导管连接，能动抽气装置的第二端与气体导管之间的连接管道上设置有第二阀门，能动抽气装置位于非能动抽气装置的上游。

7、当非能动抽气装置不可用时，第一阀门、第二阀门打开，由能动抽气装置取代非能动抽气装置进行抽气。

8、优选的是，所述的非能动安全壳热量导出系统，还包括：氢气复合器，氢气复合器设置于不可凝气体储存箱内，位于不可凝气体储存箱内水溶液上方空间。

9、优选的是，氢气复合器为非能动氢气复合器。

10、优选的是，所述的非能动安全壳热量导出系统，还包括：真空箱、第三阀门，真空箱与不可凝气体储存箱连接，真空箱与不可凝气体储存箱之间的连接管道上设置有第三阀门。

11、当不可凝气体储存箱压力超过预设压力时，将不可凝气体释放至真空箱。

12、优选的是，不可凝气体储存箱设置于安全壳内，气体导管设置于安全壳内。

13、优选的是，不可凝气体储存箱设置于安全壳外，气体导管贯穿安全壳，非能动安全壳热量导出系统还包括：压力平衡管线12、逆止阀17，压力平衡管线设置于安全壳外，不可凝气体储存箱通过压力平衡管线与安全壳连接，压力平衡管线上设置有逆止阀17。

14、优选的是，气体导管的出口端设置有通气孔。

15、优选的是，气体导管包括至少两个气体导管支管、与气体导管支管连接的气体导管母管，气体导管支管的入口端位于换热器外围。

16、优选的是，下降管线连接换热器下部，上升管线连接换热器上部，安全壳外置冷却水箱底部高度高于换热器顶部高度。

17、当然，非能动安全壳热量导出系统可为一组或多组。

18、本发明中的非能动安全壳热量导出系统的有益技术效果在于：

19、本发明支持在抽电装置驱动下运行，有效将非能动安全壳热量导出系统内蒸汽冷凝后剩余的不可凝气体层抽吸至不可凝气体储存箱，从而增强非能动安全壳热量导出系统的换热能力。

技术特征：

1.一种非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，包括：安全壳外置冷却水箱、上升管线、下降管线、换热器、气体导管、抽气装置、不可凝气体储存箱，安全壳外置冷却水箱设置于安全壳外，安全壳外置冷却水箱用于储存冷却水，换热器、抽气装置设置于安全壳内，上升管线、下降管线分别贯穿安全壳，换热器分别通过上升管线、下降管线与安全壳外置冷却水箱连接，气体导管的入口端位于换热器外围，气体导管与不可凝气体储存箱连接，气体导管的出口端插入不可凝气体储存箱内的水溶液中，抽气装置与气体导管连接，抽气装置用于抽吸换热器外围的不可凝气体，不可凝气体储存箱用于储存抽气装置抽吸的不可凝气体。

2.根据权利要求1所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，抽气装置包括：能动抽气装置，能动抽气装置与气体导管连接。

3.根据权利要求1所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，还包括：凝液收集盘、液体流出管、水轮机、联动轴，抽气装置包括：非能动抽气装置，凝液收集盘位于换热器下方，凝液收集盘用于收集换热器外蒸汽冷凝产生的凝液，液体流出管与凝液收集盘连接，水轮机的叶片位于液体流出管出口端的下方，水轮机与联动轴的一端连接，联动轴的另外一端与非能动抽气装置连接，非能动抽气装置与气体导管连接，凝液收集盘内的凝液通过液体流出管流到水轮机的叶片上，水轮机的叶片通过联动轴带动非能动抽气装置抽气。

4.根据权利要求3所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，抽气装置还包括：能动抽气装置，非能动安全壳热量导出系统还包括：第一阀门、第二阀门，能动抽气装置的第一端与气体导管连接，能动抽气装置的第一端与气体导管之间的连接管道上设置有第一阀门，能动抽气装置的第二端与气体导管连接，能动抽气装置的第二端与气体导管之间的连接管道上设置有第二阀门，能动抽气装置位于非能动抽气装置的上游。

5.根据权利要求1所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，还包括：氢气复合器，氢气复合器设置于不可凝气体储存箱内，位于不可凝气体储存箱内水溶液上方空间。

6.根据权利要求5所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，氢气复合器为非能动氢气复合器。

7.根据权利要求1所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，还包括：真空箱、第三阀门，真空箱与不可凝气体储存箱连接，真空箱与不可凝气体储存箱之间的连接管道上设置有第三阀门。

8.根据权利要求1所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，不可凝气体储存箱设置于安全壳内，气体导管设置于安全壳内。

9.根据权利要求1所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，不可凝气体储存箱设置于安全壳外，气体导管贯穿安全壳，非能动安全壳热量导出系统还包括：压力平衡管线、逆止阀，压力平衡管线设置于安全壳外，不可凝气体储存箱通过压力平衡管线与安全壳连接，压力平衡管线上设置有逆止阀。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，气体导管的出口端设置有通气孔。

11.根据权利要求1～9任意一项所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，气体导管包括至少两个气体导管支管、与气体导管支管连接的气体导管母管，气体导管支管的入口端位于换热器外围。

12.根据权利要求1～9任意一项所述的非能动安全壳热量导出系统，其特征在于，下降管线连接换热器下部，上升管线连接换热器上部，安全壳外置冷却水箱底部高度高于换热器顶部高度。

技术总结
本发明公开了一种非能动安全壳热量导出系统，包括：安全壳外置冷却水箱、上升管线、下降管线、换热器、气体导管、抽气装置、不可凝气体储存箱，上升管线、下降管线分别贯穿安全壳，换热器分别通过上升管线、下降管线与安全壳外置冷却水箱连接，气体导管的入口端位于换热器外围，气体导管与不可凝气体储存箱连接，气体导管的出口端插入不可凝气体储存箱内的水溶液中，抽气装置与气体导管连接，抽气装置用于抽吸换热器外围的不可凝气体，不可凝气体储存箱用于储存抽气装置抽吸的不可凝气体。本发明中的有效将非能动安全壳热量导出系统内蒸汽冷凝后剩余的不可凝气体层抽吸至不可凝气体储存箱，从而增强非能动安全壳热量导出系统的换热能力。

技术研发人员：李精精,常愿,王贺南,孙婧,林盛盛,孙晓晖
受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22