[发明专利]一种地下核电站冷却竖井

说明书

技术领域

本发明涉及核电技术，具体地指一种地下核电站冷却竖井。

背景技术

核能发电是将核能转换为水蒸汽的内能，再通过蒸汽推动汽轮机发电。为提高发电效率，蒸汽推动汽轮机发电的过程中，会有近三分之二的能量以乏汽冷却的方式耗散到环境中去。为减小热污染对环境的影响，地下核电站的布置形式如图1所示，将核岛102布置在山体101内部，汽轮机厂房103布置在离核岛102不远的地面平台上。核岛102将岩体作为实体屏障，其安全性更高。自然通风冷却塔104设置在地面平台上，冷却从汽轮机厂房103出来的乏汽。

为达到足够的冷却效果，现有核电站在地面建设巨大的自然通风冷却塔。一个典型的核电站冷却塔尺寸为直径100米，高150米。从抗风性能和用料节省方面考虑，通常自然通风冷却塔设计成双曲面，这种设计增加了施工困难和工程费用。同时，自然通风冷却塔占地范围很大，特别是多反应堆堆布置时，极大的浪费了核电站厂址区域的土地资源，如原双堆布置的核电站厂址若不考虑冷却塔占地，其厂址上可布置三个反应堆，带来的经济利益巨大。此外，现有的冷却塔采用淋水填料技术，热水流经淋水填料，形成液膜以增大与空气的热交换，此种技术需要将循环水提升至淋水填料的布置高度以上，由于核电站冷却水循环量巨大，每年仅循环水提升成本花费就达几千万元。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，提出一种地下核电站冷却竖井，利用竖井结构取代现有技术中的冷却塔结构，减少施工困难，节约工程费用，并利用喷雾降温原理使进入冷却竖井的热水形成雾化微粒，极大的增强了热水的蒸发吸热过程，并通过送风系统在冷却竖井内形成螺旋旋风，加强热交换。同时摈弃了淋水填料的设置，冷却竖井在结构上可以减小很多，并且能有效地降低了建设和运行成本。

本发明的目的是通过如下措施来达到的：一种地下核电站冷却竖井，其特殊之处在于，包括位于山体内的上方开口的圆台形竖井本体，所述竖井本体底部设置有集水池，所述集水池设置有冷却水出水管和排污管，所述竖井本体内腔下方设置有输送冷空气的送风系统，所述送风系统的上方设置有与汽轮发电机冷凝器连接的热水配水系统，所述热水配水系统将输入的热水雾化喷洒，所述竖井本体内腔中部设置有与地表外部连通的冷却通风廊道，所述竖井本体内腔上部设置有除雾器。

在上述技术方案中，所述送风系统包括进风干管、进风分配管和若干个进风支管，所述进风干管的一端与冷风源连通，另一端与进风分配管的一端连通，所述进风分配管的另一端与若干个进风支管连通，所述进风支管上设置进风分配口。送风系统向竖井本体内腔输送大量冷空气，促使从热水配水系统中喷洒出的热水快速散热。

在上述技术方案中，所述热水配水系统包括热水配管主管、热水配水支管，所述热水配管主管的一端通过过滤器与汽轮发电机冷凝器连接，另一端与热水配管支管连接，所述热水配管支管上布置有雾化喷头。热水配水系统将热水形成微小水雾微粒喷出，使得液体表面积迅速增加，达到快速散热的效果。

在上述技术方案中，所述除雾器底部与竖井本体内壁连接处设置有排水槽。所述除雾器为圆锥面形金属丝网除雾器，圆锥面倾斜度为小于30°，方便冷凝水向排水槽流出。

在上述技术方案中，所述进风分配管倾斜布置，低端连接所述进风支管，高端连接所述进风干管，倾斜度为小于30°，使得冷却风快速进入竖井本体内腔。

在上述技术方案中，所述热水配水支管上设置有高频超声换能器。冷却竖井检修期间，通过外置电源给高频超声换能器通电，对雾化喷头和热水配管支管清洗，有效地防止堵塞。

在上述技术方案中，所述进风分配口与垂直方向呈倾斜布置，倾斜度为小于45°。进风分配口的倾角具有导流作用，从外界通过进风干管吸入的冷空气在竖井内形成右螺旋旋风，延长冷空气与热水雾粒的接触时间，并促使冷空气与热水雾粒充分混合。

在上述技术方案中，所述圆台形竖井本体上方出口处和冷却通风廊道出口处设置有地表护栏。

在上述技术方案中，所述冷却通风廊道出口处也设置有除雾器。

本发明提供的地下核电站冷却竖井利用竖井结构取代现有技术中的冷却塔结构，减少施工困难，节约工程费用，并利用喷雾降温原理使进入冷却竖井内的热水形成雾化微粒，极大的增强了热水的蒸发吸热过程，同时通过送风系统在冷却竖井内形成右螺旋旋风，加强竖井内的热交换过程。同时，由于增强了冷却竖井的热交换能力，摈弃了淋水填料的设置，冷却竖井在结构上可以减小很多，并且能有效地降低了建设和运行成本，仅循环水提升成本一项节约成本几千万。

附图说明