[发明专利]一种非能动安全壳空气冷却系统

说明书

本发明公开一种非能动安全壳空气冷却系统，包括屏蔽厂房、安全壳、以及隔热件，所述屏蔽厂房包围在所述安全壳外，在两者之间形成空气流道，所述屏蔽厂房上设有空气入口和空气出口，所述空气流道通过所述空气入口、所述空气出口与外部大气环境连通；所述隔热件设于所述空气流道内，并沿屏蔽厂房周向分布，所述隔热件的内壁和外壁分别与所述安全壳、所述屏蔽厂房相对，以削弱安全壳与屏蔽厂房之间的辐射换热，防止屏蔽厂房温升过高，确保屏蔽厂房的结构完整性，并提高所述空气流道中的空气的带热能力，确保安全壳内的温度、压力处于较低值，提高安全壳的安全性。

技术领域

本发明属于核技术领域，具体涉及一种非能动安全壳空气冷却系统。

背景技术

非能动安全壳冷却系统是当发生反应堆冷却剂系统(RCS) 失水事故或主蒸汽管道破裂等事故后通过自然力(如自然循环、自然对流和重力)驱动导出安全壳内的热量的系统，以确保安全壳结构的完整性。

目前，核电厂设计中的非能动安全壳冷却系统的冷却方式包括水冷却、空气冷却、以及水冷却和空气冷却结合的方式。其中，采用水冷却和空气冷却结合方式的非能动安全壳冷却系统通常是利用钢制安全壳作为导热体，并在安全壳外部设置混凝土屏蔽厂房进行防护，比如：西屋AP1000采用钢制安全壳顶部淋水加空气冷却的方案，外部设置混凝土屏蔽厂房，当水箱的水排空后完全依靠空气对流冷却导出后期的衰变热；NuScale反应堆是将钢制安全壳浸没于水池中，当水池水位下降时可利用空气冷却导出余热。

然而，对于仅依靠空气冷却进行导热的方式，由于空气的换热系数远低于水，且钢制安全壳的换热表面的面积有限，其热量导出能力有限，难以及时导出安全壳内的热量。并且，当反应堆堆芯衰变热较大时，事故后的安全壳内部的温度在较长时间内会保持在较高值，钢制安全壳与屏蔽厂房之间的辐射换热作用会使混凝土屏蔽厂房墙体温度升高并持续较长时间，长期高温会影响屏蔽厂房的结构，从而影响核电厂的安全性。

发明内容

针对现有技术存在的以上不足，本发明公开一种非能动安全壳空气冷却系统，可以削弱安全壳与屏蔽厂房之间的辐射换热，防止屏蔽厂房温升过高，确保屏蔽厂房的结构完整性，还可以提高空气带热能力，确保安全壳内的温度、压力处于较低值，以提高安全壳的安全性。

本发明提供一种非能动安全壳空气冷却系统，其技术方案如下：

一种非能动安全壳空气冷却系统，包括屏蔽厂房、安全壳、以及隔热件。

所述屏蔽厂房包围在所述安全壳外，在两者之间形成空气流道，所述屏蔽厂房上设有空气入口和空气出口，所述空气流道通过所述空气入口、所述空气出口与外部大气环境连通；

所述隔热件设于所述空气流道内，并沿屏蔽厂房周向分布，所述隔热件的内壁和外壁分别与所述安全壳、所述屏蔽厂房相对，以削弱安全壳与屏蔽厂房之间的辐射换热，并提高所述空气流道中的空气的带热能力。

优选的是，所述隔热件包括隔热板，所述隔热板为环状，其罩设在所述安全壳外，且所述隔热板的侧面顶部与所述屏蔽厂房的内壁连接。

优选的是，所述隔热板与所述屏蔽厂房的距离小于隔热板与所述安全壳的距离。

优选的是，所述隔热板为多个，多个隔热板由内向外依次设置在所述隔热件与所述屏蔽厂房之间，且各隔热板之间留有空隙。

优选的是，所述隔热板包括多个板单元，多个板单元依次连接，并在所述安全壳外部呈周向分布。

优选的是，所述板单元采用铝合金或钢材料制成，其表面呈平板状或波纹板状或瓦楞板状。

优选的是，所述隔热板上设有翅片，所述翅片的数量为多个，各个翅片的一端与隔热板相连，其另一端向外沿竖向方向延伸凸出于所述隔热板。

优选的是，所述隔热件还包括低发射率层、高发射率层，所述低发射率层设于所述隔热板的外壁上，其发射率低于 0.3；