一種保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于核電廠安全殼冷卻系統設計，具體涉及一種保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統。
【背景技術】
[0002]AP1000是美國西屋公司研發的第三代核電系統，其非能動安全殼冷卻系統(PCS)用于事故情況下安全殼的降壓和反應堆余熱導出，是核電廠的核心安全系統之一。AP1000-PCS具有非能動特性，它利用冷卻水的重力下泄噴淋及安全殼附近流場的熱壓通風效應實現熱量導出，具有較高的可靠性。但這個噴淋過程的啟動并不是非能動的，受多種條件制約，電動/氣動截止閥需要外部電源/動力源供電/供氣，其控制指令由PMS下達。這意味著，一個高可靠性的非能動冷卻過程，可能因為啟動失效無法開始。
[0003]第三代核電系統多具有非能動安全殼熱量導出系統(PCCS)，如:AP600&1000-PCS、ABffRI 1-PCCS, AHWR-PCCS、ESBffR-PCCS, SWR1000-PCCS、WWER640-PCCS 及WffERlOOO-PCCS等。這些系統或者采用專門的靜態水源，或者采用應急接入水源，本發明技術方案采用了在系統備用期間對安全殼維持噴淋的運行方式，這在同類系統設計中尚無先例。上述各非能動安全殼熱量導出系統所涉及的專利包括:1991年美國西屋公司申請的PASSIVE CONTAINMENT COOLING SYSTEM (US5049353) ; 1962 年題為 SAFETY EQUIPMENT FORNUCLEAR POffER-REACTOR PLANTS (US31684454)的美國專利；1994年GE 公司申請的 PASSIVECONTAINMENT COOLING SYSTEM(US5282230) ; 1994 年 GE 公司申請的 PRESSURE SUPPRESS1NCONTAINMENT SYSTEM(US5295168) ;1996年GE 公司申請的 WATER INVENTORY MANAGEMENT INCONDENSER POOL OF BOLING WATER REACTOR(US5499278) ;2000 年GE 公司申請的MODIFIEDPASSIVE CONTAINMENT COOLING SYSTEM FOR NUCLEAR REACTOR(US6069930)等。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統，以期使系統的換熱能力更強，使其啟動及運行具有更高的可靠性。
[0005]本發明的技術方案如下:一種保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統，包括設置在屏蔽廠房內的鋼制安全殼，在屏蔽廠房上部設有置頂水箱，設置于鋼制安全殼上方的安全殼噴淋管線與置頂水箱連接，其中，所述的安全殼噴淋管線與廣義非能動流體控制單元和噴頭相連構成噴淋路徑，所述廣義非能動流體控制單元保持常開，使置頂水箱內水源經由所述噴淋路徑的噴淋過程持續進行，噴淋水在鋼制安全殼外表面形成液膜，匯集后經由回水管線輸送回置頂水箱。
[0006]進一步，如上所述的保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統，其中，噴淋水經鋼制安全殼外表面流過并最終流至屏蔽廠房底部，經由排水管線排至中間水池，一臺或多臺循環泵并聯形成的泵組將中間水池中的水經由回水管線輸送回置頂水箱。
[0007]更進一步，所述回水管線還與置頂水箱補水管線相連接；所述中間水池還設有中間水池補水管線。
[0008]進一步，如上所述的保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統，其中，中間水池中的水體總量為置頂水箱中水體總量的0.5-3.0倍。
[0009]進一步，如上所述的保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統，其中，所述鋼制安全殼的穹頂頂部具有安全殼穹頂水分配池；所述安全殼穹頂水分配池底面水平，安全殼穹頂水分配池的深度與水池底面直徑之比小于0.005 ;鋼制安全殼穹頂外表面具有階梯結構。
[0010]進一步，如上所述的保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統，其中，所述鋼制安全殼的立面外表面具有周期性的臺階狀凹凸結構，相鄰兩級臺階狀凹凸結構的豎直高差為lO-lOOmm，臺階寬度為10-100mm。
[0011]進一步，如上所述的保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統，其中，鋼制安全殼立面外表面凹凸結構的外包絡面為錐面，該錐面母線向安全殼軸線內傾，內傾角α小于等于5°。
[0012]進一步，如上所述的保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統，其中，在所述屏蔽廠房的進氣口內側設有空氣折流板。
[0013]本發明的有益效果如下:(I)持續噴淋的工作模式可使系統長期處于備用狀態，這使得系統功能的生效無需任何能動的操作或轉換，使其可靠性大為提高；(2)持續噴淋的工作模式可以使液膜始終完全覆蓋安全殼外表面，避免安全殼過熱后干斑的形成，使系統性能更為穩定；(3)安全殼穹頂及立面的階梯及凸凹結構使換熱面的面積增大，提升了系統的換熱能力；(4)安全殼穹頂及立面的階梯及凸凹結構使液膜流動呈震蕩狀態，這使液膜湍流強度增加，對換熱過程有強化作用。
【附圖說明】
[0014]圖1一種保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統結構示意圖；
[0015]圖2安全殼穹頂外表面結構不意圖(剖面)；
[0016]圖3安全殼穹頂外表面局部結構不意圖；
[0017]圖4安全殼穹頂外表面俯視圖；
[0018]圖5安全殼立面外表面結構不意圖(剖面)；
[0019]圖6安全殼立面外表面局部結構不意圖；
[0020]圖中，1.鋼制安全殼，2.屏蔽廠房，3.置頂水箱，4.安全殼噴淋管線，5.廣義非能動流體控制單元，6.噴頭，7.排水管線，8.中間水池，9.循環泵，10.回水管線，11.中間水池補水管線，12.置頂水箱補水管線，13.安全殼穹頂外表面階梯結構，14.安全殼穹頂水分配池，15.安全殼立面外表面臺階狀凹凸結構，16.空氣折流板，17.屏蔽廠房進氣口。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
[0022]如圖1所示，一種保持冷卻水動態循環的非能動安全殼冷卻系統，包括設置在屏蔽廠房2內的鋼制安全殼1，屏蔽廠房的進氣口 17內側設有空氣折流板16，在屏蔽廠房2上部設有置頂水箱3，設置于鋼制安全殼I上方的安全殼噴淋管線4與置頂水箱3連接，所述的安全殼噴淋管