本發(fā)明屬于冷卻系統(tǒng)控制領域，具體涉及一種用于啟動安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動自動控制系統(tǒng)。

背景技術：

核電廠安全殼冷卻系統(tǒng)用于事故后防止安全殼失效、移出安全殼內熱量、保護堆芯安全的重要系統(tǒng)。

安全殼冷卻系統(tǒng)包括能動(如安全殼噴淋冷卻系統(tǒng))和非能動(如AP1000/AP600非能動安全殼冷卻系統(tǒng))。對于采用非能動設計的安全殼冷卻系統(tǒng)，因其運行不需要外部動力電源支持，在事故情況下具有更高的可靠性。然而，現(xiàn)有核電廠設計中，無論是能動還是非能動安全殼冷卻系統(tǒng)，其運行通常需要通過反應堆保護系統(tǒng)自動啟動安全殼冷卻系統(tǒng)或者由操縱員手動啟動。由于各種原因導致保護系統(tǒng)失效或者操縱員沒有及時干預，都會增加安全殼冷卻系統(tǒng)失效的概率。通過設計一種不依靠外部電源支持，也不需要人為干預的控制系統(tǒng)，用于在事故工況下自動啟動安全殼冷卻系統(tǒng)，能有助于提高安全殼冷卻系統(tǒng)運行的可靠性，提升核電廠應對極端事故的安全性，保護公眾和環(huán)境的安全。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于啟動安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動自動控制系統(tǒng)，既不依靠外部電源支持，也不需要人為干預，在事故工況下自動啟動安全殼冷卻系統(tǒng)，移出安全殼內熱量、保護堆芯安全。

為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術方案是：提供一種用于啟動安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動自動控制系統(tǒng)，包括控制驅動部分，該控制驅動部分包括控制氣囊，該控制氣囊通過引氣管與安全殼內的大氣相連通，控制氣囊上設有驅動部件，該執(zhí)行部件與安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關相連接。

進一步，所述驅動部件包括相連接的控制活塞和驅動桿，控制活塞與控制氣囊相連接，驅動桿與安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關相連接。

進一步，所述控制氣囊、控制活塞及驅動桿均設置在氣匣內；控制活塞與氣閘內頂部之間設有復位彈簧。

進一步，非能動自動控制系統(tǒng)還包括系統(tǒng)實驗部分，該系統(tǒng)實驗部分包括蓄壓罐，蓄壓罐通過試驗旁路管線與引氣管相連通。

進一步，所述引氣管上依次設有第一隔離閥和連鎖閥；試驗旁路管線上依次設有第二隔離閥、排放閥和實驗閥。

進一步，位于安全殼內的引氣管的端口向下設置，在端口外設置防止異物進入管內的雙層防異物網(wǎng)。

本發(fā)明的有益技術效果在于：

本發(fā)明非能動自動控制系統(tǒng)，通過設置控制氣囊和驅動部件，當安全殼內大氣壓力升高，控制氣囊就會膨脹，帶動驅動部件中的控制活塞和驅動桿移動，從而開啟安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關，移出安全殼內熱量，降低安全殼的溫度、保護堆芯安全；本發(fā)明不需要外部電力或能源支持，也不需要操縱員干預，具有高度可靠性；可作為保護儀控系統(tǒng)的補充備用，彌補儀控系統(tǒng)失效時引起的啟動，由于氣囊充壓膨脹需要一定時間，其響應過程長于保護儀控系統(tǒng)，因此符合作為補充備用系統(tǒng)動作晚于正常保護儀控系統(tǒng)的要求；既可用于非能動安全殼冷卻系統(tǒng)的控制，也可用于能動系統(tǒng)的控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明用于啟動安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動自動控制系統(tǒng)的結構示意圖。

圖中：

1-引氣管 2-氣匣 3-控制氣囊 4-控制活塞 5-驅動桿 6-復位彈簧 7-第一隔離閥 8-連鎖閥 9-安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關 10-第二隔離閥 11-實驗閥 12-蓄壓罐 13-排放閥 14-安全殼 15-試驗旁路管線

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的描述。

如圖1所示，是本發(fā)明用于啟動安全殼冷卻系統(tǒng)的非能動自動控制系統(tǒng)，其包括控制驅動部分和系統(tǒng)試驗部分。

控制驅動部分包括引氣管1、氣匣2、控制氣囊3、控制活塞4、驅動桿5及復位彈簧6。控制氣囊3通過引氣管1與安全殼14內的大氣相連通，控制活塞4設置在控制氣囊3上，驅動桿5一端與控制活塞4連接，另一端與安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關9連接。控制氣囊3、控制活塞4及驅動桿5設置在氣匣2內，驅動桿5頂端穿出氣匣2與安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關9或控制機構連接。在控制活塞4與氣匣2內頂端之間設置復位彈簧6。

引氣管1上依次設置第一隔離閥7和控制連鎖閥8；第一隔離閥7為一組兩個，安全殼內外各一個。通過關閉連鎖閥8，可以切斷安全殼內大氣與控制氣囊3的連接通道，進而閉鎖本自動控制系統(tǒng)。連鎖閥8通過閉鎖信號控制，在正常運行時處于開啟狀態(tài)，并采用失效(失電)常開模式設計，以確保本系統(tǒng)的可靠性。

位于安全殼內的引氣管1的端口向下設置，避免正常或事故期間液體流入引氣管；在端口外設有防止異物進入的雙層防異物網(wǎng)，免異物進入堵塞引氣管。

引氣管1的流通直徑大小需綜合考慮引氣管破裂導致的安全殼泄漏的風險，引氣管1流通直徑優(yōu)選5mm-20mm之間。

控制氣囊2和控制活塞4尺寸根據(jù)實際需要確定，通過設計控制氣囊2和控制活塞4尺寸，可以提供足夠的驅動力及行程，確保非能動安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關的開啟。

通過調節(jié)復位彈簧6和控制活塞4初始狀態(tài)，可以設定驅動桿5驅動安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關開啟的安全殼壓力定值。

驅動桿5除可直接驅動安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關外，還可用作行程開關的驅動機構，間接控制相關系統(tǒng)。

系統(tǒng)實驗部分，用于定期對控制驅動部分進行試驗檢查，確保控制驅動部分的有效性。系統(tǒng)實驗部分包括蓄壓罐12，蓄壓罐12通過試驗旁路管線15與引氣管1連通。試驗旁路管線15上依次設有第二隔離閥10、排放閥13和試驗閥11。

系統(tǒng)控制部分的工作方式是：當事故后安全殼14內的壓力上升時，安全殼14內氣體通過引氣管1充入控制氣囊3，控制氣囊3內壓力增加，大于復位彈簧6、驅動桿5及控制活塞4產(chǎn)生的壓力后，控制氣囊3膨脹并推動控制活塞4及驅動桿5位移，驅動桿5驅動與之連接的安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關9或行程開關，從而開啟安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關或行程開關，移出安全殼內熱量，保護堆芯安全；在安全殼內壓力降低，控制氣囊失壓時，復位彈簧作用于控制活塞壓縮控制氣囊，并使控制活塞與驅動桿復位，安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關可根據(jù)預先設定選擇保持在開啟狀態(tài)或關閉狀態(tài)。本發(fā)明不需要外部電力或能源支持，也不需要操縱員干預，具有高度可靠性。

系統(tǒng)試驗部分的工作方式是：關閉引氣管1連接安全殼的第一隔離閥7，打開連接蓄壓罐12的第二隔離閥10，然后通過調節(jié)試驗閥11，將蓄壓罐12內的空氣注入控制氣囊3進行系統(tǒng)運行試驗。試驗結束后，關閉試驗閥11，開啟排放閥13排出控制氣囊3內空氣，空氣排放完成后，關閉連接蓄壓罐的第二隔離閥10，打開連接安全殼的第一隔離閥7。

需要說明的是，在控制氣囊首次充壓膨脹并使驅動桿5移動打開安全殼冷卻系統(tǒng)后，根據(jù)需要可以設定控制活塞4、復位彈簧6和驅動桿5移動模式，避免在安全殼冷卻系統(tǒng)投入運行后安全殼內部壓力降低或波動使驅動桿5頻繁移動。控制活塞4、復位彈簧6和驅動桿5移動模式的設定，是通過改變復位彈簧6的預壓力，設定控制活塞4開始移動所需控制氣囊3內的空氣壓力定值；在氣匣2或驅動桿5上設置限位裝置，限制控制活塞4及驅動桿5的移動范圍；前述兩者結合可以設定安全殼冷卻系統(tǒng)控制開關9在全開和全關時所對應的安全殼內壓力定值。

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