核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電站專設(shè)安全系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著核電技術(shù)的不斷發(fā)展，核電站嚴(yán)重事故受到全球核安全當(dāng)局和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注，各國(guó)都認(rèn)識(shí)到不能完全排除嚴(yán)重事故發(fā)生的可能性，因此，核電安全工作不能僅考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故，還必須考慮緩解和應(yīng)對(duì)嚴(yán)重事故。其中，作為核電站監(jiān)控中心的主控室，其主要功能是在各種運(yùn)行狀況下對(duì)核電站全廠進(jìn)行正常、異常狀態(tài)的監(jiān)視和控制，保障核電站的有效、安全運(yùn)行，并在遭受事故或超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故后使核電站回到安全狀態(tài)。因此，在嚴(yán)重事故后，保持主控室的可居留性及主控室設(shè)備安全可靠的運(yùn)行，一直以來是國(guó)內(nèi)外研宄機(jī)構(gòu)關(guān)注的重點(diǎn)之一。
[0003]目前，核電站主控室的制冷系統(tǒng)主要有以下幾種:一、二代核電站主控室都是采用常規(guī)的電驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)。二、AP1000核電站則是利用主控室和設(shè)備間的土建結(jié)構(gòu)的本身熱容來進(jìn)行非能動(dòng)冷卻，具體地，非能動(dòng)熱阱主要由構(gòu)成這些房間的墻和樓板的混凝土吸熱體組成，為提高房頂?shù)奈鼰崮芰?，在選擇部位的混凝土內(nèi)安裝了金屬散熱板(翅片作用)，以提高熱量從房間空氣向混凝土的傳遞能力，從而維持主控室在事故后72小時(shí)內(nèi)的可居留性。三、采用具有吸附硅膠的吸附式制冷裝置來實(shí)現(xiàn)主控室的非能動(dòng)冷卻。
[0004]上述三種方式分別具有以下缺陷:對(duì)于第一種方式，對(duì)電源依賴性高，一旦核電廠出現(xiàn)全場(chǎng)斷電(SBO)事故，主控室的溫度調(diào)節(jié)將無法實(shí)現(xiàn)。對(duì)于第二種方式，由于要在混凝土內(nèi)預(yù)埋金屬件，故需要增厚混凝土的厚度，這對(duì)于在役的核電廠根本無法實(shí)施；而且在72小時(shí)后，只能啟動(dòng)風(fēng)機(jī)來引入外部空氣以提供主控室的供風(fēng)和制冷，可能會(huì)引入放射性氣體，無法保證主控室的可居留性。對(duì)于第三種方式，目前吸附式制冷還主要停留在理論研宄階段，實(shí)際工程應(yīng)用非常有限，并且在無動(dòng)力的情況下轉(zhuǎn)換旋風(fēng)閥較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，手動(dòng)操作則很難撐握時(shí)機(jī)；且吸附硅膠的性能不穩(wěn)定，容易老化失效；附屬設(shè)備多且復(fù)雜，價(jià)格昂貴。
[0005]因此，有必要提供一種設(shè)備簡(jiǎn)單、可用于新建或在役核電廠的主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備簡(jiǎn)單、可用于新建或在役核電廠的主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:提供一種核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)，其包括設(shè)于主控室外并依次相連接的壓縮機(jī)、壓縮空氣儲(chǔ)氣罐、減壓閥、空氣膨脹機(jī)及設(shè)于主控室內(nèi)的送風(fēng)組件，其中，所述送風(fēng)組件包括送風(fēng)管線及依次設(shè)于所述送風(fēng)管線上的流量控制閥、隔離閥，所述送風(fēng)管線的兩端分別與所述空氣膨脹機(jī)、主控室應(yīng)急送風(fēng)管相連接，且所述流量控制閥鄰近所述空氣膨脹機(jī)。
[0008]較佳地，所述送風(fēng)組件還包括設(shè)于所述送風(fēng)管線上的換熱器，所述換熱器連接于所述空氣膨脹機(jī)與所述流量控制閥之間。
[0009]較佳地，所述核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)包括至少兩組所述送風(fēng)組件，至少兩組所述送風(fēng)組件并列地連接于所述空氣膨脹機(jī)。
[0010]較佳地，所述核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)還包括第一連接管線，所述第一連接管線連接于所述壓縮機(jī)的出氣口與所述壓縮空氣儲(chǔ)氣罐的進(jìn)氣端之間，且所述第一連接管線上設(shè)有閥門。
[0011]較佳地，所述核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)還包括第二連接管線，所述第二連接管線連接于所述壓縮空氣儲(chǔ)氣罐的出氣端與所述空氣膨脹機(jī)的一端之間，且所述減壓閥連接于所述第二連接管線上。
[0012]較佳地，所述核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)還包括第三連接管線，所述第三連接管線密封地貫穿主控室側(cè)壁并連接于所述空氣膨脹機(jī)的另一端與所述送風(fēng)管線之間。
[0013]較佳地，所述壓縮空氣儲(chǔ)氣罐上還設(shè)有安全閥。
[0014]較佳地，所述安全閥為彈簧式安全閥。
[0015]較佳地，當(dāng)核電廠處于非應(yīng)急工況下，所述壓縮機(jī)向所述壓縮空氣儲(chǔ)氣罐補(bǔ)充壓縮空氣；當(dāng)核電廠處于事故工況下，所述壓縮空氣儲(chǔ)氣罐內(nèi)的空氣經(jīng)所述減壓閥、所述空氣膨脹機(jī)處理后，通過所述送風(fēng)組件送入主控室內(nèi)。
[0016]較佳地，所述減壓閥用于對(duì)所述壓縮空氣儲(chǔ)氣罐輸出的壓縮空氣進(jìn)行減壓處理，所述空氣膨脹機(jī)用于對(duì)減壓后的壓縮空氣進(jìn)行膨脹降溫降壓處理。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明的核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)，通過在主控室外設(shè)置依次連接的壓縮機(jī)、壓縮空氣儲(chǔ)氣罐、減壓閥、空氣膨脹機(jī)，在主控室內(nèi)設(shè)置與空氣膨脹機(jī)連接的送風(fēng)組件；并且，送風(fēng)組件包括送風(fēng)管線及依次設(shè)于送風(fēng)管線上的流量控制閥、隔離閥。事故工況下，壓縮空氣儲(chǔ)氣罐內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)減壓閥減壓處理、空氣膨脹機(jī)膨脹降溫降壓處理后得到低溫空氣，低溫空氣通過送風(fēng)管線送入主控室，一方面維持主控室的正壓，限制氣載放射性物質(zhì)向主控室的泄漏，另一方面為主控室提供未遭放射性污染的呼吸用空氣，為主控室提供一個(gè)受保護(hù)的可居留環(huán)境，從而保證主控室人員可在事故后72小時(shí)內(nèi)監(jiān)視事故進(jìn)程和采取必要的事故緩解措施或電廠恢復(fù)措施；同時(shí)，還限制選定設(shè)備區(qū)域內(nèi)的溫度上升，使這些區(qū)域維持在可接受的溫度范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明不需要依賴任何外部電源，即可解決全場(chǎng)斷電事故或放射性源項(xiàng)超設(shè)計(jì)值條件下的主控室溫度調(diào)節(jié)問題，且設(shè)備簡(jiǎn)化、安裝方便，原理簡(jiǎn)單而可靠性高，可用于新建核電廠及在役電廠改造，制造成本大大降低。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是圖1的使用狀態(tài)示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明空氣膨脹機(jī)的制冷參數(shù)表。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明所提供的核電廠主控室非能動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)100，包括設(shè)于主控室200外并依次相連接的壓縮機(jī)110、壓縮空氣儲(chǔ)氣罐120、減壓閥130及空氣膨脹機(jī)140，其還包括設(shè)于主控室200內(nèi)并與空氣膨脹機(jī)140相連接的送風(fēng)組件150，該送風(fēng)組件150還與主控室應(yīng)急送風(fēng)管(圖未示)相連接。其中，壓縮機(jī)110用于產(chǎn)生壓縮空氣，該壓縮空氣儲(chǔ)存于壓縮空氣儲(chǔ)氣罐120內(nèi)，事故時(shí)，壓縮空氣儲(chǔ)氣罐120內(nèi)的壓縮空氣依次經(jīng)減壓閥130、空氣膨脹機(jī)140處理后，通過送風(fēng)組件150送入主控室200內(nèi)。
[0023]具體地，空氣通過壓縮機(jī)110的進(jìn)氣口被采集，再經(jīng)過壓縮機(jī)110的機(jī)頭壓縮后，由壓縮機(jī)110的出氣口噴射進(jìn)入壓縮空氣儲(chǔ)氣罐120內(nèi)儲(chǔ)存。經(jīng)壓縮機(jī)110壓縮后的空氣具有一定的壓力和溫度，故而具有一定的能量，即，由壓力而體現(xiàn)的勢(shì)能與由溫度所體現(xiàn)的動(dòng)能，這兩種能量總稱為內(nèi)能。
[0024]當(dāng)壓縮空氣從壓縮空氣儲(chǔ)氣罐120進(jìn)入減壓閥130時(shí)，減壓閥130對(duì)該壓縮空氣進(jìn)行減壓至設(shè)計(jì)壓力值，該設(shè)計(jì)壓力值根據(jù)主控室200所需的制冷量決定，所需的制冷量越大，則該設(shè)定壓力值就越高。
[0025]所述空氣膨脹機(jī)140則用于對(duì)減壓后的壓縮空氣進(jìn)行膨脹降溫降壓處理，空氣膨脹機(jī)140利用壓縮氣體膨脹降壓時(shí)向外輸出機(jī)械功、使氣體內(nèi)能下降、溫度降低的原理，既獲得機(jī)械能量又可使作功后的氣體溫度大幅降低，從而使氣體自身強(qiáng)烈地冷卻而達(dá)到制冷目的。本發(fā)明利用壓縮空氣膨脹制冷的原理來控制主控室200內(nèi)的溫度，不需要依賴任何外部電源和動(dòng)力。
[0026]優(yōu)選地，所述壓縮機(jī)110為可呼吸式壓縮機(jī)，但并不以此為限。
[0027]繼續(xù)參看圖1所示，本發(fā)明中設(shè)置至少兩組送風(fēng)組件150，至少兩組送風(fēng)組件150并列地連接于空氣膨脹機(jī)140。這樣，當(dāng)其中一組送風(fēng)組件150出現(xiàn)故障時(shí)，仍可通過另一組送風(fēng)組件150來實(shí)現(xiàn)主控室200內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)。當(dāng)然，送風(fēng)組件150的數(shù)量并不以此為限，僅設(shè)置一組亦同樣能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)。
[0028]具體地，每一組送風(fēng)組件150均包括送風(fēng)管線151及依次設(shè)于送風(fēng)管線151上的換熱器152、流量控制閥153、隔離閥154，該送風(fēng)管線151的兩端分別與空氣膨脹機(jī)140、主控室應(yīng)急送風(fēng)管相連接，且換熱器152鄰近于空氣膨脹機(jī)140，隔離閥154鄰近于主控室應(yīng)急送風(fēng)管。其中，換熱器152的設(shè)