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一種電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)及應(yīng)用的制作方法

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一種電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)及應(yīng)用的制作方法與工藝

本發(fā)明屬于余熱排出系統(tǒng),具體涉及一種用于應(yīng)對(duì)全廠失電事故中的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)。



背景技術(shù):

核工業(yè)工程中,電氣柜是相當(dāng)重要的設(shè)備。對(duì)于現(xiàn)有的第二代核電機(jī)組來(lái)說(shuō),電氣柜房間的通風(fēng)設(shè)計(jì)主要考慮兩個(gè)方面:1.確保電廠正常工況下電氣柜安全正常運(yùn)行及人員進(jìn)入所需的室內(nèi)溫濕度和換氣;2.加載應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)時(shí),確保在失去正常電源后維持電氣柜安全正常運(yùn)行及人員進(jìn)入所需的室內(nèi)溫濕度和換氣。

隨著科技發(fā)展,技術(shù)人員研發(fā)了第三代核電機(jī)組,第三代核電機(jī)組部分增加了加載SBO柴油發(fā)電機(jī),維持SBO工況下電氣柜安全正常運(yùn)行及人員進(jìn)入所需的室內(nèi)溫濕度和換氣。

但是,上述核電機(jī)組的通風(fēng)機(jī)構(gòu)都沒(méi)有考慮失去SBO工況下,即全廠失電事故工況下,為執(zhí)行安全功能閥門(mén)設(shè)備供電的電氣柜房間如何保證合適溫度。二代核電機(jī)組本身僅考慮全廠失電后,由蓄電池通過(guò)電氣柜對(duì)安全功能設(shè)備設(shè)施維持2小時(shí)的供電;而三代機(jī)組相對(duì)于二代對(duì)全廠失電后的工況進(jìn)行了深入分析并設(shè)置了相關(guān)應(yīng)對(duì)措施,但是對(duì)于相應(yīng)的輔助系統(tǒng)(包括通風(fēng)系統(tǒng)),尚沒(méi)有完整分析以及采取相應(yīng)措施??梢?jiàn),現(xiàn)有電氣柜間通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮了電廠正常運(yùn)行工況、失去廠用電工況、失去全部交流電源工況,但是發(fā)生全廠斷電、長(zhǎng)時(shí)間全廠斷電等嚴(yán)重事故時(shí),電氣柜間不具有通風(fēng)能力。該事故工況下,電氣柜的持續(xù)運(yùn)行將造成房間內(nèi)溫度的不斷升高。溫度的升高不僅影響電氣元件的性能和壽命,而且有發(fā)生火災(zāi)的可能性,繼而喪失對(duì)執(zhí)行安全功能的閥門(mén)設(shè)備的供電,造成不可控的嚴(yán)重事故。

電氣柜間通風(fēng)系統(tǒng)問(wèn)題的存在,是因?yàn)椋阂环矫?,三代核電機(jī)組相對(duì)于二代的重大改進(jìn),在輔助系統(tǒng)的相應(yīng)設(shè)計(jì)問(wèn)題上尚未得到徹底解決;另一方面,在發(fā)生全廠失電事故后,全廠僅有72小時(shí)蓄電池通過(guò)部分電氣柜為執(zhí)行安全功能的設(shè)備閥門(mén)供電,而72小時(shí)蓄電池容量有限,無(wú)法加載通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行所需的電量(為通風(fēng)設(shè)備用電設(shè)置蓄電池引起通風(fēng)設(shè)備用電量的增加,將導(dǎo)致更大量蓄電池的需求),連鎖反應(yīng)帶來(lái)的蓄電池增加、建筑面積的增加、通風(fēng)設(shè)備的增加以及相應(yīng)電氣柜的增加都是不能計(jì)量的。但是,鑒于全廠失電事故后,為執(zhí)行安全功能閥門(mén)設(shè)備供電的電氣柜發(fā)生故障的后果的嚴(yán)重性,必須對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行評(píng)估、針對(duì)性分析,并提出有效的解決方案。本發(fā)明以此為出發(fā)點(diǎn),為電氣柜間通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)全廠失電事故提出了切實(shí)可行的方案。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),解決在電力不足的情況下余熱不能及時(shí)排出從而對(duì)電氣柜造成損壞的弊端。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下:

一種電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),其特征在于:包括通風(fēng)室、進(jìn)風(fēng)孔和排風(fēng)孔;所述進(jìn)風(fēng)孔和排風(fēng)孔均貫穿電氣柜所在內(nèi)室的外墻;所述進(jìn)風(fēng)孔與通風(fēng)室連通;所述通風(fēng)室設(shè)置有與電氣柜底部導(dǎo)通的通風(fēng)孔;所述電氣柜上部設(shè)置有散熱孔。

進(jìn)一步,如上所述的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),所述進(jìn)風(fēng)孔設(shè)置在所述的內(nèi)室下部,所述排風(fēng)孔設(shè)置在所述內(nèi)室上部。

進(jìn)一步,如上所述的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),所述電氣柜下部設(shè)置有格柵,所述格柵處設(shè)置有活動(dòng)的隔離擋板,所述隔離擋板活動(dòng)能夠?qū)⒏駯艙踝』驅(qū)⒏駯怕冻觥?/p>

進(jìn)一步,如上所述的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),溫度熔斷開(kāi)關(guān)控制所述隔離擋板的活動(dòng)。

進(jìn)一步,如上所述的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),所述進(jìn)風(fēng)孔傾斜設(shè)置,靠近內(nèi)室的一端標(biāo)高高于靠近室外的一端;

和/或,所述排風(fēng)孔傾斜設(shè)置,靠近內(nèi)室的一端標(biāo)高低于靠近室外的一端。

進(jìn)一步,如上所述的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),所述排風(fēng)孔遠(yuǎn)離內(nèi)室的一側(cè)通過(guò)排風(fēng)管與風(fēng)力通風(fēng)機(jī)導(dǎo)通。

進(jìn)一步,如上所述的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),所述進(jìn)風(fēng)孔處設(shè)置有進(jìn)風(fēng)閥門(mén)和/或所述排風(fēng)孔處設(shè)置有排風(fēng)閥門(mén)。

進(jìn)一步,如上所述的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),所述進(jìn)風(fēng)閥門(mén)和/或排風(fēng)閥門(mén)的開(kāi)閉至少有一個(gè)由溫度熔斷開(kāi)關(guān)控制。

進(jìn)一步,如上所述的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),所述通風(fēng)室與至少兩個(gè)進(jìn)風(fēng)孔導(dǎo)通。

進(jìn)一步,如上所述的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)全廠失電事故中的通風(fēng)應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果如下:

1、為電氣柜間提供了全廠失電事故通風(fēng)模式,可防止電氣柜間過(guò)熱,保護(hù)電氣柜間的設(shè)備設(shè)施;

2、防止電氣柜間過(guò)熱,同時(shí)為進(jìn)入操作的人員提供較適宜的室內(nèi)環(huán)境條件;

3、室外風(fēng)直接消除電氣柜內(nèi)的熱量,有效維持電氣元件的良好性能,延長(zhǎng)電氣元件的壽命;

4、本系統(tǒng)的隔離、觸發(fā)及主要功能均不依賴(lài)于外界的動(dòng)力輸入,因此具有非能動(dòng)特性和高可靠性;

5、進(jìn)風(fēng)孔和排風(fēng)孔分別設(shè)置在下部和上部,符合熱煙囪效應(yīng),能夠有效排出熱氣補(bǔ)充冷氣。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種電氣柜非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一種電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)外墻內(nèi)側(cè)布置示意圖。

上述附圖中,1、進(jìn)風(fēng)閥門(mén);2、進(jìn)風(fēng)孔;3、通風(fēng)室;4、隔離擋板;5、溫度熔斷開(kāi)關(guān);6、電氣柜;7、排風(fēng)閥門(mén);8、排風(fēng)孔;9、排風(fēng)管;10、風(fēng)力通風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

本發(fā)明提供了一種電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng),用于核電站電氣柜間通風(fēng),同時(shí)也可用于非核電站項(xiàng)目具有類(lèi)似功能要求的電氣柜房間通風(fēng),如圖1和圖2所示,本發(fā)明的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)包括通風(fēng)室3、進(jìn)風(fēng)孔2和排風(fēng)孔8;所述進(jìn)風(fēng)孔2和排風(fēng)孔8均貫穿電氣柜6所在內(nèi)室的外墻;所述進(jìn)風(fēng)孔2與通風(fēng)室3連通;所述通風(fēng)室3設(shè)置有與電氣柜6底部導(dǎo)通的通風(fēng)孔;所述電氣柜6上部設(shè)置有散熱孔。本發(fā)明通過(guò)室內(nèi)外熱壓作用以及電氣柜熱煙囪效應(yīng)實(shí)現(xiàn)全廠失電后電氣柜間自然通風(fēng),排出電氣柜6散熱,從而防止電氣柜間溫度過(guò)高導(dǎo)致的電氣元件功能失效,隔離、觸發(fā)及主要功能均不依賴(lài)于外界的動(dòng)力輸入,因此具有非能動(dòng)特性和高可靠性。所述進(jìn)風(fēng)孔2設(shè)置在所述的內(nèi)室下部,所述排風(fēng)孔8設(shè)置在所述內(nèi)室上部,符合熱煙囪效應(yīng),能夠有效排出熱氣補(bǔ)充冷氣。所述進(jìn)風(fēng)孔2傾斜設(shè)置,靠近內(nèi)室的一端標(biāo)高高于靠近室外的一端,防止室外雨水倒灌入室內(nèi);和/或,所述排風(fēng)孔8傾斜設(shè)置,靠近內(nèi)室的一端標(biāo)高低于靠近室外的一端,有利于熱空氣上升排出。所述排風(fēng)孔8遠(yuǎn)離內(nèi)室的一側(cè)通過(guò)排風(fēng)管9與風(fēng)力通風(fēng)機(jī)10導(dǎo)通,風(fēng)力通風(fēng)機(jī)10可防止室外雨水倒灌入室內(nèi)。

所述進(jìn)風(fēng)孔2處設(shè)置有進(jìn)風(fēng)閥門(mén)1和/或所述排風(fēng)孔8處設(shè)置有排風(fēng)閥門(mén)7。本實(shí)施例中為進(jìn)風(fēng)孔2設(shè)置進(jìn)風(fēng)閥門(mén)1且排風(fēng)孔8設(shè)置排風(fēng)閥門(mén)7。所述進(jìn)風(fēng)閥門(mén)1和/或排風(fēng)閥門(mén)7的開(kāi)閉至少有一個(gè)由溫度熔斷開(kāi)關(guān)控制(圖中未示出)。本實(shí)施例中進(jìn)風(fēng)閥門(mén)1和排風(fēng)閥門(mén)7的開(kāi)閉均由溫度熔斷開(kāi)關(guān)控制如此實(shí)現(xiàn)利用溫度自動(dòng)控制本余熱排出系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止。具體實(shí)現(xiàn)方式為:進(jìn)風(fēng)閥門(mén)和排風(fēng)閥門(mén)均由溫度熔斷開(kāi)關(guān)(圖中未示出)控制,溫度熔斷開(kāi)關(guān)熔斷時(shí),閥門(mén)(相應(yīng)的進(jìn)風(fēng)閥門(mén)或排風(fēng)閥門(mén))的閥板在重力作用下打開(kāi),相應(yīng)的進(jìn)風(fēng)孔或排風(fēng)孔導(dǎo)通室內(nèi)外兩側(cè),而該閥門(mén)的再次關(guān)閉需要在事故后人員手動(dòng)復(fù)位。

所述電氣柜6下部設(shè)置有格柵,所述格柵處設(shè)置有活動(dòng)的隔離擋板4,所述隔離擋板4活動(dòng)能夠?qū)⒏駯艙踝』驅(qū)⒏駯怕冻?。正常運(yùn)行工況下,正常的通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行消除室內(nèi)余熱,維持電氣柜間正常溫度范圍;本余熱排出系統(tǒng)不工作,進(jìn)風(fēng)閥門(mén)1和排風(fēng)閥門(mén)7處于關(guān)閉狀態(tài),電氣柜6下側(cè)的隔離擋板4收起,格柵露出(圖中a所示位置),內(nèi)室風(fēng)經(jīng)電氣柜6下側(cè)的格柵與電氣柜6內(nèi)部相通,保證電氣柜6正常散熱通路暢通。

發(fā)生全廠失電事故后,正常通風(fēng)系統(tǒng)失電停運(yùn),應(yīng)急的電氣柜6需要持續(xù)運(yùn)行至核電站安全停堆,在此過(guò)程中電氣柜6持續(xù)發(fā)熱,當(dāng)室內(nèi)溫度到達(dá)設(shè)定值時(shí),進(jìn)風(fēng)閥門(mén)1和排風(fēng)閥門(mén)7的溫度熔斷開(kāi)關(guān)(圖中未示出)熔斷,自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)風(fēng)閥門(mén)1和排風(fēng)閥門(mén)7,由于室內(nèi)外存在熱壓差,溫度高的空氣經(jīng)排風(fēng)孔8排出室外,溫度低的空氣由內(nèi)室下部的進(jìn)風(fēng)孔2向室內(nèi)補(bǔ)充;由于電氣柜6內(nèi)部發(fā)熱的熱煙囪效應(yīng),熱空氣向上排出電氣柜6,使電氣柜6下部產(chǎn)生負(fù)壓,抽吸通風(fēng)室3內(nèi)空氣,從而加大了室外空氣向內(nèi)補(bǔ)充的速度;所述隔離擋板4的活動(dòng)由溫度熔斷開(kāi)關(guān)5控制,當(dāng)電氣柜6下部溫度升高到設(shè)定值,電氣柜體下側(cè)的隔離擋板4由擋板溫度熔斷開(kāi)關(guān)5控制自動(dòng)釋放,隔離擋板4將格柵擋住(溫度熔斷開(kāi)關(guān)5熔斷時(shí),隔離擋板4在重力作用下由圖a所示位置移動(dòng)至b所示位置,事故后需要人員手動(dòng)復(fù)位至a位置),避免室內(nèi)的較熱氣流向電氣柜6內(nèi)流動(dòng),電氣柜6下部?jī)H接入來(lái)自進(jìn)風(fēng)孔2的溫度較低的室外風(fēng),再次增大抽吸室外風(fēng)的作用力,增強(qiáng)自然通風(fēng)排出室內(nèi)余熱的效果。

電氣柜6加熱后的熱空氣向上,經(jīng)已經(jīng)打開(kāi)的排風(fēng)閥門(mén)7、排風(fēng)孔8、排風(fēng)管9以及風(fēng)力通風(fēng)機(jī)10排至室外,風(fēng)力通風(fēng)機(jī)10的運(yùn)行與室外風(fēng)速以及室內(nèi)外空氣溫度差有關(guān),室外風(fēng)速越大,風(fēng)力通風(fēng)機(jī)10的效果越好,室內(nèi)外空氣溫度差越大,風(fēng)力通風(fēng)機(jī)10的效果也越好,那么室外風(fēng)速的加大不僅不會(huì)造成室外風(fēng)經(jīng)排風(fēng)管9路倒灌,而且可以增加排風(fēng)量,室內(nèi)排風(fēng)溫度高,同樣加大了排風(fēng)量,有利于消除室內(nèi)發(fā)熱量。

所述通風(fēng)室3與至少兩個(gè)進(jìn)風(fēng)孔2導(dǎo)通,多個(gè)進(jìn)風(fēng)孔2同時(shí)為通風(fēng)室3提供較冷空氣,取得更好的效果。同時(shí),為加強(qiáng)排風(fēng)效果,也可同時(shí)設(shè)置多個(gè)排風(fēng)孔8。

一旦核電廠發(fā)生全廠斷電事故,為執(zhí)行安全功能的閥門(mén)設(shè)備供電的應(yīng)急電氣柜必須持續(xù)運(yùn)行,而正常通風(fēng)系統(tǒng)因?yàn)槭щ姸鴨适?,同時(shí)應(yīng)急電氣柜房間屬于密閉房間,電氣柜的持續(xù)運(yùn)行將造成房間內(nèi)溫度的不斷升高。溫度的升高不僅影響電氣元件的性能和壽命,而且有發(fā)生火災(zāi)的可能性。

本實(shí)施例提供的電氣柜間非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)在此種情況被自動(dòng)觸發(fā),應(yīng)急電氣柜間進(jìn)入自然通風(fēng)模式。此模式下,電氣柜散熱經(jīng)自然循環(huán)風(fēng)帶走,維持適宜的運(yùn)行條件,保證電氣元件的良好性能和使用壽命,為電廠事故后執(zhí)行安全停堆等功能提供有效的時(shí)間保證。本系統(tǒng)的隔離,觸發(fā)及主要功能均不依賴(lài)于外界的動(dòng)力輸入,因此具有非能動(dòng)特性和高可靠性。

顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。

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