本实用新型专利技术提供一种用于核电厂三重安全壳的空气平衡装置，其特征在于，包括：安全壳底板；钢安全壳；预应力混凝土安全壳；压力释放阀；带叶片的转轮；带连杆的转轮；空气平衡容器；导管；所述导管的一端与所述空气平衡容器连通，另一端与所述第二容腔连通；所述导管设有两个单向阀门；两个所述单向阀门分别为进气阀和排气阀；所述活塞头在所述空气平衡容器内移动时，进气阀开启、排气阀关闭，或者进气阀关闭、排气阀开启。本实用新型专利技术提供的用于核电厂三重安全壳的空气平衡装置，可确保不出现长期的持续高额超压，使得严重事故下钢安全壳内的空气不会因预应力混凝土安全壳内高温气体长时间释放而造成压力过高，从而提高钢安全壳的安全性。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种核电领域的安全相关设备的设计，特别涉及一种用于核电厂三重安全壳的空气平衡装置。
技术介绍
安全壳是核电厂最重要的构筑物，其主要功能是在假想的设计基准事故后，承受内压，包容气载放射性释放物，并在正常运行期间为反应堆堆芯和冷却剂系统提供屏障。同时，安全壳也是反应堆冷却剂系统的热力边界，可以将事故后产生的热量排入大气、河海水体等最终热阱，具有防止超压的功能。目前较为普遍的安全壳的类型主要包括带钢衬里的预应力混凝土安全壳、由预应力混凝土安全壳和普通混凝土安全壳组成的双层安全壳、由钢安全壳与钢筋混凝土 /钢板混凝土屏蔽厂房共同组成的双层安全壳。这些安全壳一般都是面对假想的设计基准事故，即只考虑反应堆一回路/ 二回路热传输系统管道破裂喷发的失水事故所引发的瞬发内压及相应的热量。该工况下主安全壳所承担的设计内压通常在0.3-0.4MPa，而反应堆事故一旦不可控而演变成如日本福岛核电厂那样堆芯熔毁导致反应堆压力容器破损的严重熔塌事故，核电厂的延期超压会达到原设计的3倍左右，此时的高额超压主要依赖安全壳的内压承载力裕量来应对，因而放射性物质向环境的泄漏的风险依然很大。中国技术专利“应对严重事故的新型三重安全壳”(申请号:2014100889912.9)根据目前的单层或双层安全壳结构设计技术对严重事故考虑的不足，提出一种新型的非能动冷却的三重安全壳结构。为了确保不出现长期的持续高额超压，在预应力混凝土安全壳的顶部设置了一组压力释放阀，它们可以有效地排出预应力混凝土安全壳内的部分高压蒸汽到钢安全壳中，钢安全壳既可以包容这些放射性高压蒸汽，又能把高压蒸汽的热量迅速传递到钢安全壳表面，经过喷淋和常规气冷可把热量传入大气中。钢安全壳一旦冷却，其内压力便会降低，又能接收从预应力混凝土安全壳中排出的新的高压蒸汽，如此循环，可带出大量热量，有效降低预应力混凝土安全壳中的压力。虽然该专利能有效降低预应力混凝土内的持续高额超压，但在严重事故下，预应力混凝土安全壳内部的高温蒸汽通过压力释放阀不断向外释放，必然会造成外部钢安全壳内部的压力持续升高，给钢安全壳结构安全性带来一定的隐患；另外，单向的排气系统也无法长时间给蒸汽冷却提供持续循环，不利于预应力混凝土安全壳中热量的有效降低，存在一定改进空间。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提出一种用于核电厂三重安全壳的空气平衡装置。用于核电厂三重安全壳的空气平衡装置包括:安全壳底板;所述安全壳底板为钢筋混凝土结构，坐落在地基上。钢安全壳;所述钢安全壳设置在所述安全壳底板上，与所述安全壳底板围成第一容腔；预应力混凝土安全壳;所述预应力混凝土安全壳设置在所述安全壳底板上，并位于所述第一容腔内；所述预应力混凝土安全壳与所述安全壳底板围成第二容腔;所述预应力混凝土安全壳与所述钢安全壳之间设有空隙；压力释放阀；所述压力释放阀设置在所述预应力混凝土安全壳上，将所述第二容腔和所述预应力混凝土安全壳和钢安全壳之间的空隙连通;所述压力释放阀在压力超过限制时自动开启，能在严重事故延期超压期间把预应力混凝土安全壳内的高压蒸汽逐步循环排放至钢安全壳内，以减轻预应力混凝土安全壳的长期压力负担；带叶片的转轮;所述带叶片的转轮设置在所述预应力混凝土安全壳和所述钢安全壳之间的空隙内，并位于所述压力释放阀的上方;所述带叶片的转轮能够将压力释放阀排出的高速气体的动能转换为带叶片的转轮的动能，同时带叶片的转轮还能避免高温气体直接冲击钢安全壳，起到保护作用。带连杆的转轮;所述带连杆的转轮设置在所述预应力混凝土安全壳和所述钢安全壳之间的空隙内，并与所述带叶片的转轮传动连接;所述带连杆的转轮上的连杆偏心设置；所述带叶片的转轮转动时，带动所述带连杆的转轮转动，从而使所述带连杆的转轮上的连杆移动；空气平衡容器;所述空气平衡容器一端采用活塞密封;所述活塞包括活塞头和活塞杆;所述活塞杆的上端与所述带连杆的转轮上的连杆铰接，下端与所述活塞头连接;所述带连杆的转轮上的连杆移动时，带动所述活塞头在所述空气平衡容器内移动;空气平衡容器为钢制容器，直径100-500mm，厚度10-60mm。导管;所述导管的一端与所述空气平衡容器连通，另一端与所述第二容腔连通;所述导管设有两个单向阀门；两个所述单向阀门分别为进气阀和排气阀；所述活塞头在所述空气平衡容器内移动时，所述进气阀开启，同时所述排气阀关闭，或者所述进气阀关闭，同时所述排气阀开启。导管由直径I Omm-150mm的碳钢管制成。优选地，所述预应力混凝土安全壳包括第一穹顶和第一筒壁;所述压力释放阀位于所述第一穹顶的中心位置。优选地，所述带叶片的转轮单向转动。优选地，所述带叶片的转轮和所述带连杆的转轮通过传动装置传动连接;所述传动装置为传动带，可根据结构尺寸和空间限制调整平衡装置的位置。 优选地，所述活塞头由两层5-15mm厚的钢板包夹10_200mm厚的橡胶制成。优选地，所述活塞杆的截面为十字形。优选地，所述活塞杆由合金钢制成，厚度为10-40mm。优选地，所述导管通过贯穿件与所述第二容腔连通。优选地，所述预应力混凝土安全壳包括第一穹顶和第一筒壁;所述贯穿件贯穿所述预应力混凝土安全壳的第一筒壁。第一筒壁的内壁以及安全壳底板的上表面均设置防泄漏的钢衬里。圆筒型的第一筒壁及半椭球的第一穹顶的下半部设有双层环向预应力钢束，预应力混凝土安全壳承受内压的能力提升为现有设计的2-3倍，足以承担严重熔塌事故工况下的延期超压。钢安全壳，包括圆筒型的第二筒壁和半椭球型的第二穹顶，罩在预应力混凝土安全壳四周，形成密闭的散热器。它接受从预应力混凝土安全壳压力释放阀排出的高压蒸汽，经过钢安全壳外部的水冷和风冷，把热量传输给大气，同时钢安全壳内冷却后的气体继续与预应力混凝土安全壳内的高压蒸汽进行热交换。所述预应力混凝土安全壳，内半径24米，第一筒壁的壁厚2.4m，第一穹顶厚1.5m，高度约70m。筒身上有两个间隔180°的扶壁柱，用于环向预应力钢束的锚固。所述钢安全壳，其第二筒壁与预应力混凝土安全壳的间距约为2m。其第二穹顶与预应力混凝土安全壳的间距约为4m，材料为锅炉钢，厚度约25mm。所述安全壳底板，为钢筋混凝土结构，厚约5m。在发生严重事故时，为了避免预应力混凝土安全壳长期处于持续的高温超压状态，顶部的压力释放阀超过一定压力会自动开启，并向预应力混凝土安全壳和钢安全壳之间的空隙内排放高当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于核电厂三重安全壳的空气平衡装置，其特征在于，包括：安全壳底板；钢安全壳；所述钢安全壳设置在所述安全壳底板上，与所述安全壳底板围成第一容腔；预应力混凝土安全壳；所述预应力混凝土安全壳设置在所述安全壳底板上，并位于所述第一容腔内；所述预应力混凝土安全壳与所述安全壳底板围成第二容腔；所述预应力混凝土安全壳与所述钢安全壳之间设有空隙；压力释放阀；所述压力释放阀设置在所述预应力混凝土安全壳上，将所述第二容腔和所述预应力混凝土安全壳和钢安全壳之间的空隙连通；带叶片的转轮；所述带叶片的转轮设置在所述预应力混凝土安全壳和所述钢安全壳之间的空隙内，并位于所述压力释放阀的上方；带连杆的转轮；所述带连杆的转轮设置在所述预应力混凝土安全壳和所述钢安全壳之间的空隙内，并与所述带叶片的转轮传动连接；所述带叶片的转轮转动时，带动所述带连杆的转轮转动，从而使所述带连杆的转轮上的连杆移动；空气平衡容器；所述空气平衡容器一端采用活塞密封；所述活塞包括活塞头和活塞杆；所述活塞杆的上端与所述带连杆的转轮上的连杆铰接，下端与所述活塞头连接；所述带连杆的转轮上的连杆移动时，带动所述活塞头在所述空气平衡容器内移动；导管；所述导管的一端与所述空气平衡容器连通，另一端与所述第二容腔连通；所述导管设有两个单向阀门；两个所述单向阀门分别为进气阀和排气阀；所述活塞头在所述空气平衡容器内移动时，所述进气阀开启，同时所述排气阀关闭，或者所述进气阀关闭，同时所述排气阀开启。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：程书剑，李帅希，夏祖讽，柳胜华，马云飞，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院，
类型：新型
国别省市：上海;31
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