[实用新型]一种非能动安全壳喷淋装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种以非能动方式对安全壳外表面喷淋冷却装置，具体涉及一种核反应堆安全壳喷淋冷却装置。

背景技术

安全壳作为核动力厂的专设安全设施，可保护反应堆免于外部事件的危害，事故后作为核反应堆放射性包容的最后一道屏障，可保护环境及公众免于过量辐射。当反应堆发生失水事故或主蒸汽管破裂事故后，大量的质能释放至安全壳内，引起安全壳温度及压力迅速升高。为防止安全壳超温超压，必须及时将安全壳热量导出。

目前，世界各国常见的核动力厂大都采用能动泵驱动喷淋装置用水对安全壳内部喷淋进行降温降压，必须配置安全级应急电源，无法实现反应堆失水事故或主蒸汽管道破裂事故叠加全厂断电事故等多重极端事故叠加时安全壳短期及长期冷却。

美国西屋公司开发的AP1000机组非能动安全壳冷却系统通过设于屏蔽厂房上的高位水箱依靠重力喷淋冷却钢安全壳，但其存在以下缺点：①3000吨高位水箱因液固耦合效应给屏蔽厂房抗震带来极为不利的影响，工程代价高；②钢安全壳冷却系统设置了庞大复杂的水流分配系统和空气导流结构，工程造价及维护成本高；③尽管采用了水流分配结构，仍无法消除水流沟槽效应，无法实现安全壳表面水膜均匀覆盖，相当部分安全壳表面处于干涸状态，无法导热。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种系统简单，造价及维护成本低，可靠性高，可在反应堆失水事故或主蒸汽输水管道破裂事故并叠加全厂断电等严重事故后以非能动方式对安全壳外表面喷淋冷却，确保安全壳的完整性的非能动安全壳喷淋装置。

本实用新型是这样实现的，一种非能动安全壳喷淋装置，它包括安喷箱，安喷箱通过输水管道连接环形喷淋集管，环形喷淋集管设置在安全壳穹顶的上方，在输水管道与环形喷淋集管之间安装有常闭阀组。

所述的环形喷淋集管包括2圈环形喷淋管，每圈环形喷淋管均与输水管道连接，在环形喷淋管上开有溢水孔。

所述的常闭阀组包括并联的电动球阀和手动阀各一个。

本实用新型的优点是，非能动安全壳喷淋装置不同于传统核电站能动的安全壳内部喷淋系统，而是采用外部喷淋，不需要安全级应急电源及能动部件，可以实现反应堆失水事故或主蒸汽管道破裂事故叠加全厂断电事故等多重极端事故叠加时安全壳短期及长期冷却。也不同于AP1000高位水箱依靠重力喷淋冷却钢安全壳及复杂的水流分配专利结构，而是采用压缩空气驱动，通过多圈环形喷淋集管实现安全壳穹顶外表面均匀喷淋，基本消除水流沟槽效应，可实现安全壳外表面最大面积被水覆盖。本发明系统简单，造价及维护成本低，可靠性高，进一步提高核能的安全性及经济性。

附图说明

图1是本实用新型所提供的一种非能动安全壳喷淋装置结构示意图；

图2是环形喷淋集管结构示意图。

图中，1安喷箱，2输水管道，3环形喷淋集管，4常闭阀组，5安全壳穹顶，6蒸汽排放口，7蒸汽冷凝，8压缩空气，9溢水孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，一种非能动安全壳喷淋装置它包括钢质球形安喷箱1，安喷箱1内灌装有水和压缩空气8，安喷箱1通过输水管道2连接环形喷淋集管3，环形喷淋集管3设置在安全壳穹顶5的上方，在输水管道2与环形喷淋集管3之间安装有常闭阀组4，其中，常闭阀组4包括并联的电动球阀和手动阀各一个。

如图2所示，环形喷淋集管3包括2圈环形喷淋管，每圈环形喷淋管均与输水管道2连接，在环形喷淋管上开有多个溢水孔9。

本实施例反应堆热功率约为500MW，钢安全壳内径为28m，钢质安喷箱结构为混合式五带球形储罐，采用碳素钢或低合金钢材料内外涂防锈漆，其内径为15m，内部水装量为1500m³，内部压缩空气初始压力约为9bar，采用钢筋混凝土裙座支承固定在地面标高。常闭阀组设有电动球阀和手动阀各一个。如图2所示，输水管道直径为158mm，环形喷淋集管设同高同心内外2圈（可根据安全壳直径设多圈）环形喷淋集管，环形喷淋集管上设有无数个溢水孔，喷出水滴平均直径为2mm。

当反应堆发生失水事故或主蒸汽管破裂事故后，大量的质能释放至安全壳内，引起安全壳温度及压力迅速升高。为防止安全壳超温超压，必须及时将安全壳热量导出。非能动安全壳喷淋装置在接到安全壳高压信号（压力为0.24MPa）后，常闭阀组中的电动阀自动开启，由压缩空气驱动钢质安喷箱中的水通过设于安全壳穹顶上方的环形喷淋集管对安全壳穹顶外表面实现均匀喷淋。本发明可维持钢安全壳喷淋长达72小时。钢质安喷箱还可为消防提供备用水源。