CN104457310A - 一种核电站新型间接式空冷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电站新型间接式空冷装置，所述间接式空冷装置从上向下依次包括风力发电装置、引流塔、引风机、冷却器以及冷却器支架，所述风力发电装置通过风机支架与引流塔相连，引风机设置在引流塔与冷却器之间，所述冷却器包括一循环水管道，在循环水管道周围设有一组百叶窗叶栅。本发明实现了循环冷却水的零补水，大大减少了核电站日常运行时用水量，为核电站在干旱缺水地区建立冷源提供了技术可能性；间接式空冷装置冷却运行工况受风速及风向影响小，有利于核电站长时间安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于能源领域，具体涉及一种核电站新型间接式空冷装置。
背景技术
我国是一个水资源贫乏的国家，而核电站用水量很大，最大的用水是循环冷却水。目前国内已经建成的核电站都位于沿海地区，均采用海水直流冷却方式，尚无限制。随着核电站的不断兴建，在严重缺水地区建设核电站也将成为可能。然而，目前制约严重缺水地区核电站建设的一个最突出的问题，就是采用何种循环水冷却系统以满足该地区恶劣条件下核电站的安全稳定运行要求。
随着我国经济社会的发展，能源电力的需求量急剧增加。核电作为大规模清洁能源的代表，未来在我国能源领域一定会担当重要角色。现阶段我国已建成和正在建设的核电站大都建在沿海地区，今后势必要在内陆建设核电站，以满足我国日益增长的能源需求。现阶段，核电站运行时用于建立冷源的冷却水量十分巨大，沿海地区的核电站都是采用海水直流冷却的方法。在内陆核电站设计中，即使采用二次循环的湿冷方式，也需要巨大水源提供冷却用水，以AP1000机型核电站为例，采用二次循环冷却方式，由于循环水不断蒸发，每台百万千瓦级机组所需的循环水总补水量为1.51m3/s，年补水量为4700万m3。如果在内陆建设核电站，就需要选择水资源丰富的地区。但是我国又是一个水资源贫乏的国家，属于世界上严重缺水的国家之一，人均水资源拥有量仅为世界平均水平的1/4。水资源丰富的地区往往又是人口稠密和经济发达地区，出于核安全考虑，人口稠密地区是不适宜建核电站的。
未来内陆核电站理想的建设场地为我国西北等人烟稀少的地区，而这些地区往往干旱少雨，水资源缺乏。所以对于建立在这些地区的核电站，就需要建立不同于水资源充沛地区的冷源。这里就考虑到循环水空气冷却的方式，充分利用西北地区年均气温低和风力资源丰富的自然环境特点。空冷系统有直接空冷和间接空冷之分。直接式空冷系统受外界环境影响较大，主要受风速及风向的影响，预计存在真空突然恶化导致发电机组甩负荷甚至跳机的隐患。对于安全稳定要求很高的干旱地区核电站，就不适宜采用直接空冷系统。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种核电站新型间接式空冷装置。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种核电站新型间接式空冷装置，所述间接式空冷装置从上向下依次包括风力发电装置、引流塔、引风机、冷却器以及冷却器支架，所述风力发电装置通过风机支架与引流塔相连，引风机设置在引流塔与冷却器之间，所述冷却器包括一循环水管道，在循环水管道周围设有一组百叶窗叶栅。
优选地，所述风力发电装置包括具有叶片的风机和与风机相连的的风机转向机构。
优选地，所述引流塔内部设有引流塔支撑构件。
优选地，为了防止风力过小，风力发电机装置无法提供足够电力，所述引风机处设有一电动机。
本发明中，正是根据间接式空冷原理，设计循环冷却水在管道内循环流动，流经凝汽器吸收汽轮机的排气凝结热量，接着流经本发明专利单元设备，通过与强迫对流空气换热，使得热量散发到外界空气中，从而使循环水得到冷却，之后经过循环水泵升压再次进入凝汽器换热。由于是间接式热交换，在此过程中循环水没有水量的损失，所以本发明专利适合用于为干旱缺水地区的核电站建立冷源系统。本发明间接式空冷系统可通过控制循环水水量来保证凝汽器的真空度，热容量巨大，从而保证干旱地区核电站稳定运行。所以间接式空冷系统更适宜建立干旱地区核电站冷源系统。
本发明下部是一个圆柱形金属管束冷却器，冷却器上方安装有一个引风机，用于驱动空气流动对循环水的强制吸热，连接引风机上端的为一个引流塔，对流动的热空气有抽吸和导流作用。在引流塔顶部安装有一个风力发电机，可以把风能转化为电能，向冷却器内引风机提供电能，保证引风机工作。当风力不够大、不足以使引风机以最低转速工作时，可由厂用电带动引风机工作，保证冷却器足够的换热量。同时，在冷却器下部周围安装有垂直的百叶窗，对进入冷却器的空气整流。在冷却器底部安装有支架，方便空气从下部流入。对于一个干旱缺水地区的核电站，本发明专利只是一个冷却装置单元，可根据需要排列多组的设备。
有益效果：本发明相对于现有技术而言，具有以下优势：
（1） 实现了循环冷却水的零补水，大大减少了核电站日常运行时用水量，为核电站在干旱缺水地区建立冷源提供了技术可能性；
（2） 间接式空冷装置冷却运行工况受风速及风向影响小，有利于核电站长时间安全稳定运行；
（3） 风力发电机与冷却器结合，用风力发电机发的电为强制冷却引风机提供电能，实现风能的立体利用，提高了能源利用率；
（4） 加装的引流塔，具有一定的抽吸作用，同时把换热后的热空气引流到一定高度，避免了冷却器周围热空气聚集而导致的换热恶化；
（5） 改进冷却器结构，加装了引风机，变自然对流换热为强制对流换热，同时，换热器周边安装有百叶窗，对进入冷却器的空气整流，提高了换热效率；
（6） 多组设备同时工作，任何一个出现问题或者需要检修，可以由冗余设备代替，提高了核电站冷源系统的安全性和可靠性。
附图说明
图1是本发明中的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，间接式空冷装置从上向下依次包括风力发电装置1、引流塔5、引风机14、冷却器13以及冷却器支架11，所述风力发电装置1通过风机支架3与引流塔5相连，引风机14设置在引流塔5与冷却器13之间，所述冷却器13包括一循环水管道8，在循环水管道8周围设有一组百叶窗叶栅12，风力发电装置1包括具有叶片的风机16和与风机16相连的的风机转向机构2，所述引流塔5内部设有引流塔支撑构件6，所述引风机14处设有一电动机15。
本发明专利采用间接式空冷方式，循环水从入口9流入，当风流过本单元设备时，带动风力发电装置1旋转，风能转化为电能，产生的电能传递给引风机14，引风机14转动引见机叶片7驱动空气流动，强制跟循环水管道8中的循环水换热，使得循环水得到冷却，然后从循环水出口10流出，之后空气沿着引流塔5向上流动，最后从引流塔出口4流出。风力发电机1可以根据风向通过风机转向机构2进行转动，始终保持最佳迎风角度。当风量过小，风力发电装置1发电量不足以维持引风机14要求的最低转速时，由厂用电向电动机15提供电能带动引风机14工作。引流塔5上下端口有压差，会对空气产生一定的抽吸作用，同时与循环水换热后的热空气被引流塔5引导到一定的高度，避免了热空气在冷却器周围聚集造成的换热恶化。冷却器周围布置有百叶窗12，通过改变百叶窗的叶栅开度可以调整冷却器13进风量，同时也对空气进行了整流，叶栅还可保护冷却器中循环水管道8。本发明专利在核电站中，是多组同时工作，可以根据风量大小和核电站换热量的需求，相应的增加或者减少设备的工作数目，从而达到核电站稳定运行的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种核电站新型间接式空冷装置，其特征在于：所述间接式空冷装置从上向下依次包括风力发电装置、引流塔、引风机、冷却器以及冷却器支架，所述风力发电装置通过风机支架与引流塔相连，引风机设置在引流塔与冷却器之间，所述冷却器中设有循环水管道，在循环水管道周围设有一组百叶窗叶栅。
2.根据权利要求1所述的核电站新型间接式空冷装置，其特征在于：所述风力发电装置包括具有叶片的风机和与风机相连的的风机转向机构。
3.根据权利要求1或2所述的核电站新型间接式空冷装置，其特征在于：所述引流塔内部设有引流塔支撑构件。
4.根据权利要求1或2所述的核电站新型间接式空冷装置，其特征在于：所述引风机处设有一电动机。
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