本發(fā)明涉及核電，尤其涉及一種非能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電力能源的需求越來越高。核電作為一種高效、清潔的能源形式，逐漸成為滿足能源需求的重要選擇。然而，核電廠的安全性一直是公眾和行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。核電廠的安全殼作為防止放射性物質(zhì)泄漏的最后一道屏障，其設(shè)計(jì)和建造質(zhì)量直接關(guān)系到核電廠的安全運(yùn)行。第三代核電技術(shù)在安全殼設(shè)計(jì)上進(jìn)行了多種改進(jìn)，采用了雙層安全殼結(jié)構(gòu)，以提高其抗事故能力和防護(hù)性能。雙層安全殼通常由內(nèi)殼和外殼組成，內(nèi)殼主要功能是承壓，外殼主要功能是防止外部撞擊。通過多層次的防護(hù)設(shè)計(jì)，雙層安全殼顯著提高了核電廠的安全性和可靠性，確保在事故情況下能夠有效地包容放射性物質(zhì)，防止其泄漏到環(huán)境中。此外，核電廠安全殼噴淋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用能動(dòng)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故下有能動(dòng)噴淋的情況下，殼內(nèi)大氣的放射性可以被有效的降低。但是，在核電廠發(fā)生全廠斷電、能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)故障等相關(guān)事故后，能動(dòng)的安全殼噴淋系統(tǒng)將失效，如果不能及時(shí)導(dǎo)出安全殼內(nèi)的熱量，安全殼則有可能因?yàn)槌瑴爻瑝憾?，造成放射性向環(huán)境釋放。

2、專利cn104021822公開了一種非能動(dòng)安全殼噴淋與排熱系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在安全殼外的若干個(gè)蓄壓水箱，蓄壓水箱的出水管連接至集管，集管通過安全殼貫穿件與安全殼內(nèi)的噴淋環(huán)管連接，在安全殼外的集管上設(shè)有電動(dòng)隔離閥，安全殼內(nèi)的集管上設(shè)有止回閥，可以在發(fā)生嚴(yán)重事故的情況下，向安全殼內(nèi)提供噴淋流量，降低安全殼的溫度和壓力。專利cn103985422公開了一種基于177堆芯的能動(dòng)加非能動(dòng)核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)及其核電站，包括：能動(dòng)加非能動(dòng)熱量排出系統(tǒng)，該能動(dòng)加非能動(dòng)熱量排出系統(tǒng)包括能動(dòng)系統(tǒng)和非能動(dòng)系統(tǒng)，能動(dòng)系統(tǒng)包括安全噴淋系統(tǒng)，安全噴淋系統(tǒng)包括第三水源、設(shè)置在安全殼內(nèi)頂部的環(huán)形噴淋管、一端與第三水源連接另一端與該環(huán)形噴淋管連接的噴淋管路，還包括依次串聯(lián)設(shè)置在該噴淋管路上的第三泵和第一換熱器，通過結(jié)合能動(dòng)和非能動(dòng)方式進(jìn)行堆芯余熱排出，提高核電站的安全性和可靠性。但是，上述系統(tǒng)無法在事故后短時(shí)內(nèi)從整體上降低安全殼內(nèi)的放射性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決上述的技術(shù)問題。

2、為此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提出一種非能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)，不依靠動(dòng)力裝置，適用于事故后去除安全殼內(nèi)的放射性，進(jìn)而降低釋放到環(huán)境的放射性，提高核電廠的安全性和可靠性。

3、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面提出了一種非能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)，噴淋系統(tǒng)包括：

4、設(shè)置在安全殼外并通過管線連接的儲(chǔ)氣罐、氣動(dòng)隔離閥、降壓孔板，及殼外隔離閥，

5、控制模塊，控制模塊與氣動(dòng)隔離閥和殼外隔離閥連通；

6、儲(chǔ)水罐和設(shè)置在安全殼內(nèi)的噴淋集管，儲(chǔ)水罐與降壓孔板連通，儲(chǔ)水罐內(nèi)可容納冷卻介質(zhì)，儲(chǔ)水罐經(jīng)殼外隔離閥與噴淋集管連通；

7、儲(chǔ)氣罐內(nèi)可容納可膨脹氣體，可膨脹氣體經(jīng)氣動(dòng)隔離閥和降壓孔板后到達(dá)儲(chǔ)水罐，可膨脹氣體帶動(dòng)冷卻介質(zhì)流經(jīng)噴淋集管。

8、進(jìn)一步地，噴淋集管包括第一噴淋環(huán)管和第二噴淋環(huán)管，第一噴淋環(huán)管和第二噴淋環(huán)管沿垂直于地面方向依次設(shè)置，第一噴淋環(huán)管設(shè)置于第二噴淋環(huán)管的上方，第一噴淋環(huán)管的一側(cè)通過管線與第二噴淋環(huán)管的一側(cè)相連，第一噴淋環(huán)管的另一側(cè)通過管線與第二噴淋環(huán)管的另一側(cè)相連，穿過安全殼貫穿件的管線分別與第一噴淋環(huán)管的兩側(cè)和第二噴淋環(huán)管的兩側(cè)相連。

9、進(jìn)一步地，第一噴淋環(huán)管的半徑為4-6m，第二噴淋環(huán)管的半徑為14-15m。

10、進(jìn)一步地，噴淋集管上設(shè)置的噴頭數(shù)量大于等于168個(gè)，第一噴淋環(huán)管上的第一噴頭的數(shù)量大于等于68個(gè)，第二噴淋環(huán)管上的第二噴頭數(shù)量大于等于100個(gè)。

11、進(jìn)一步地，第一噴頭均勻分布在第一噴淋環(huán)管上，第一噴淋環(huán)管包括第一噴頭組、第二噴頭組和第三噴頭組，第一噴頭組中第一噴頭的數(shù)量、第二噴頭組中第一噴頭的數(shù)量以及第三噴頭組中第一噴頭的數(shù)量滿足2:6:9。

12、進(jìn)一步地，第一噴頭組中沿順時(shí)針方向/逆時(shí)針方向位于首位的第一噴頭的布置角度為0°，第二噴頭組中沿上述同一方向位于首位的第一噴頭的布置角度為7.5°，第三噴頭組中沿上述同一方向位于首位的第一噴頭的布置角度為0°。

13、進(jìn)一步地，第一噴淋環(huán)管中除去第一噴頭組中位于首位的噴頭、第二噴頭組中位于首位的噴頭以及第三噴頭組中位于首位的噴頭，其余第一噴頭的布置角度為預(yù)設(shè)的26種布置角度中的任意3-6種布置角度的組合，且每種布置角度對(duì)應(yīng)的噴頭數(shù)量小于等于m/m，其中，m表示其余第一噴頭的數(shù)量，m表示選取的布置角度的第一種類數(shù)。

14、進(jìn)一步地，第二噴頭均勻分布在第二噴淋環(huán)管上，第二噴淋環(huán)管包括第四噴頭組和第五噴頭組，第四噴頭組中第二噴頭的數(shù)量和第五噴頭組中第二噴頭的數(shù)量滿足9:16。

15、進(jìn)一步地，第四噴頭組中沿順時(shí)針方向/逆時(shí)針方向位于首位的第二噴頭的布置角度為0°，第五噴頭組中沿上述同一方向位于首位的第二噴頭的布置角度為10°。

16、進(jìn)一步地，第二噴淋環(huán)管中除去第四噴頭組中位于首位的噴頭和第五噴頭組中位于首位的噴頭，其余第二噴頭的布置角度為預(yù)設(shè)的26種布置角度中的任意3-6種布置角度的組合，且每種布置角度對(duì)應(yīng)的噴頭數(shù)量小于等于n/n，其中，n表示其余第二噴頭的數(shù)量，n表示選取的布置角度的第二種類數(shù)。

17、進(jìn)一步地，以噴頭所在第一噴淋環(huán)管或第二噴淋環(huán)管的直徑方向?yàn)樗椒较颍赶虻谝粐娏墉h(huán)管圓心或第二噴淋環(huán)管圓心的水平方向?yàn)榈谝凰椒较?，指向第一噴淋環(huán)管圓心或第二噴淋環(huán)管圓心的反方向的水平方向?yàn)榈诙椒较颍源怪庇诘孛娣较驗(yàn)樨Q直方向，預(yù)設(shè)的26種布置角度包括第一水平方向與豎直方向的夾角類型，以及第二水平方向與豎直方向的夾角類型，夾角類型包括0°，7.5°，15°，30°，40°，45°50°，60°，70°，75°，80°，90°，120°。

18、進(jìn)一步地，噴頭為開式噴頭，噴頭的噴射流量小于等于2kg/h，且噴頭的噴射角小于等于65°。

19、進(jìn)一步地，降壓孔板為單級(jí)孔板，降壓孔板的內(nèi)孔徑大小為60-80mm。

20、進(jìn)一步地，噴淋系統(tǒng)還包括設(shè)置在安全殼中的換熱水箱，換熱水箱中存儲(chǔ)有堿性水。

21、進(jìn)一步地，儲(chǔ)氣罐為圓柱形，儲(chǔ)氣罐的頂部為半橢球形，且儲(chǔ)氣罐的頂部設(shè)置有出口管線。

22、進(jìn)一步地，可膨脹氣體為氮?dú)?，?chǔ)氣罐內(nèi)氮?dú)獾捏w積為5-15m3，儲(chǔ)氣罐內(nèi)氮?dú)獾膲毫Σ坏陀?-15mpa。

23、進(jìn)一步地，噴淋系統(tǒng)還包括設(shè)置在安全殼內(nèi)的逆止閥，殼外隔離閥5至少為兩個(gè)且至少兩個(gè)殼外隔離閥并聯(lián)設(shè)置，逆止閥和至少兩個(gè)殼外隔離閥組成安全殼隔離閥組。

24、進(jìn)一步地，噴淋系統(tǒng)還包括能動(dòng)噴淋接口，能動(dòng)噴淋接口設(shè)置于安全殼內(nèi)，能動(dòng)噴淋接口與逆止閥與安全殼貫穿件之間的管線相連。

25、進(jìn)一步地，冷卻介質(zhì)為去離子水，儲(chǔ)水罐的體積為100-200m3，儲(chǔ)水罐內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力低于8mpa。

26、應(yīng)用本發(fā)明的上述技術(shù)方案，至少實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

27、1.該非能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)不依靠動(dòng)力裝置，依靠蓄壓方式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，適用于事故后去除安全殼內(nèi)的放射性，進(jìn)而降低了釋放到環(huán)境的放射性，提高了核電廠的安全性和可靠性。

28、2.該非能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)通過分體式設(shè)計(jì)將儲(chǔ)氣罐和儲(chǔ)水罐進(jìn)行分離，能夠顯著降低儲(chǔ)水罐的容積和壓力，并設(shè)置有降壓孔板，能夠起到平衡非能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)的流量的作用，延長噴淋時(shí)間以滿足預(yù)設(shè)的噴淋時(shí)間要求。

29、3.該非能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)設(shè)置有換熱水箱，能夠?qū)姵龅桨踩珰?nèi)的液體中的放射性物質(zhì)滯留在換熱水箱中，從而減少安全殼內(nèi)大氣的放射性物質(zhì)，進(jìn)而降低了釋放到環(huán)境中的劑量，提高了核電廠的安全性。

30、4.該非能動(dòng)安全殼噴淋系統(tǒng)設(shè)置有噴淋集管，噴淋集管包括第一噴淋環(huán)管和第二噴淋環(huán)管，通過設(shè)置第一噴淋環(huán)管上的第一噴頭和第二噴淋環(huán)管上的第二噴頭，保證了噴淋集管噴出的冷卻介質(zhì)能夠全面覆蓋安全殼，有效降低了事故后安全殼內(nèi)大氣的放射性。

31、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。