[发明专利]环境风冷却系统以及具有该系统的非能动安全壳

说明书

技术领域

本发明属于核电站安全设备技术领域，尤其涉及核电站非能动安全壳的环境风冷却系统以及具有该系统的非能动安全壳。

背景技术

核电站发生事故时，尤其是在大破口、主蒸汽管道破裂以及严重事故发生时，将导致大量高温高压水释放至安全壳中，安全壳内的温度和压力急剧升高，威胁核电厂最后一道安全屏障的完整性。

先进的非能动三代核电站如AP和CAP系列核电站，采用非能动安全壳冷却设计，在钢制安全壳的外侧建有混凝土屏蔽构筑物。两者之间有空气流道，在事故工况下，可利用空气自然对流对钢制安全壳进行冷却，图1中示出了现有技术中的非能动安全壳的环境风冷却系统。

空气通过屏蔽构筑物的空气入口106进入屏蔽构筑物1.02与钢制安全壳103之间的空气流道105。空气流道105由桶状隔板104隔开，空气先向下运动至屏蔽构筑物102的底部，再向上流动，经过隔板104与钢制安全壳103之间的流道，冷却钢制安全壳，最后从屏蔽构筑物102的顶部的空气出口107流出。

安全壳屏蔽构筑物102周围的压力场受到环境风的影响，在大风条件下，屏蔽构筑物102的空气入口106处的压力较低，对空气自然对流产生不利影响。

因此，有必要改变附近的空气流场，提高压力，以增大空气流道105内的空气自然对流的流量，从而增加安全裕度。

发明内容

本发明主要用于采用空气自然对流冷却安全壳的核电站。在核电站周围环境风较强的条件下，通过导流装置改变安全壳屏蔽构筑物的空气入口周围的流场，提高空气入口处的压力，从而提高空气自然对流的流量，加强冷却性能，提高核电站的整体安全性。

根据本发明的一个方面，提出了一种非能动安全壳的环境风冷却系统，包括：围绕安全壳布置的安全壳屏蔽构筑物，安全壳屏蔽构筑物与安全壳之间形成空气流道，所述安全壳屏蔽构筑物的上部设置有多个空气入口，进入空气入口的环境空气沿所述空气流道被引导流动后经由安全壳屏蔽构筑物顶部的空气出口流出，其中：所述安全壳屏蔽构筑物的所述多个空气入口中的至少一部分空气入口分别设置有环境风导流装置，所述环境风导流装置增加对应的空气入口处的空气压力。

所述环境风导流装置可包括导流板。

可选地，所述导流板为平板结构、曲面结构或翼型板结构。

可选地，所述导流板为孔板或实心平板。

可选地，所述导流板竖向布置或相对于竖向倾斜布置。进一步可选地，所述导流板的宽度大于对应的空气入口的宽度，且导流板沿其宽度方向上的两端分别延伸过对应的空气入口。

可选地，所述导流板的长度范围在0.5m-5m的范围内。进一步地，所述导流板的长度为1m。

在上述的环境风冷却系统中，可选地，所述多个空气入口沿所述安全壳屏蔽构筑物的周向间隔开布置；所述环境风导流装置包括多个导流板，每一个空气入口对应的设置有至少一个导流板。

可选地，所述多个导流板的径向延伸长度沿安全壳屏蔽构筑物的周向变化。

可选地，所述多个导流板沿所述安全壳屏蔽构筑物的周向根据风向采用局部加密布置。

可选地，所述多个导流板沿所述安全壳屏蔽构筑物的周向均匀间隔开布置。进一步地，32个导流板沿所述安全壳屏蔽构筑物的周向布置，相邻导流板的径向延伸方向之间的夹角为11.25°。进一步地，每一个导流板的径向延伸方向与安全壳屏蔽构筑物的表面的切平面的夹角在45°到135°的范围内。进一步地，每一个导流板的径向延伸方向与安全壳屏蔽构筑物的表面的切平面的夹角为90°。

可选地，所述环境风导流装置包括倾斜上板和倾斜下板，分别沿空气入口的上沿向上倾斜延伸和空气入口的下沿向下倾斜延伸，以在所述空气入口形成朝向空气入口渐缩的引导通道。

进一步可选地，所述环境风导流装置还包括多个挡板，竖向设置在倾斜上板和倾斜下板之间。

本发明还提供了一种非能动安全壳，包括：安全壳；以及上述的非能动安全壳的环境风冷却系统。

附图说明

图1是现有技术中的非能动安全壳的环境风冷却系统的局部结构示意图；

图2是根据本发明的一个示例性实施例的非能动安全壳的环境风冷却系统的局部结构示意图；

图3是采用根据本发明的一个示例性实施例的非能动安全壳的环境风冷却系统的安全壳的示意性俯视图；

图4为屏蔽构筑物上没有设置导流板、设置1米长导流板以及3米长导流板的空气入口压力系数分布比较图；