本發(fā)明涉及一種反應(yīng)堆專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施領(lǐng)域的核設(shè)備，更具體地涉及一種非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

核反應(yīng)堆停堆后，由于堆芯內(nèi)的剩余裂變和裂變產(chǎn)物的衰變，產(chǎn)生的熱量需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)置的余熱排出系統(tǒng)將其載出堆芯。否則，堆內(nèi)熱量積累和溫度不斷升高將有可能導(dǎo)致核安全事故。

熔鹽堆在事故停堆后，堆芯的余熱利用非能動(dòng)系統(tǒng)，即熔鹽自然循環(huán)與空氣自然循環(huán)將余熱排到大氣中。為了減少系統(tǒng)在正常工況下的熱量損失，在系統(tǒng)空氣自然循環(huán)的換熱器側(cè)設(shè)置了風(fēng)門(mén)，反應(yīng)堆正常運(yùn)行時(shí)風(fēng)門(mén)關(guān)閉，事故時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)構(gòu)打開(kāi)風(fēng)門(mén)。由于電機(jī)需要提供電源，一旦失去電源或電動(dòng)機(jī)構(gòu)卡死，風(fēng)門(mén)將無(wú)法打開(kāi)或需要人為手動(dòng)打開(kāi)，降低了非能動(dòng)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

因此，有必要設(shè)計(jì)一種新的風(fēng)門(mén)系統(tǒng)，使其在事故工況下不需要控制以及外界提供的動(dòng)力就能確保風(fēng)門(mén)正常打開(kāi)，排出堆芯余熱，防止堆芯過(guò)熱造成核事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中用于核反應(yīng)堆的風(fēng)門(mén)裝置安全性及可靠性較低的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

提供一種非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：上風(fēng)門(mén)；與所述上風(fēng)門(mén)軸向?qū)?zhǔn)的下風(fēng)門(mén)；與所述下風(fēng)門(mén)連接的風(fēng)門(mén)基座，所述風(fēng)門(mén)基座包括：一水平延伸的支撐板部，以及一對(duì)自所述支撐板部向下延伸的柱形部；與所述上風(fēng)門(mén)連接、并貫穿所述風(fēng)門(mén)基座的支撐板部延伸進(jìn)入其柱形部?jī)?nèi)的導(dǎo)向軸；與所述導(dǎo)向軸的底部連接的緩沖裝置；以及可觸發(fā)下風(fēng)門(mén)與風(fēng)門(mén)基座向下移動(dòng)的電磁鎖；其中，所述下風(fēng)門(mén)以及風(fēng)門(mén)基座沿著所述導(dǎo)向軸在豎直方向上可移動(dòng)，所述柱形部?jī)?nèi)緩沖裝置與所述支撐板部之間形成空氣密封區(qū)，所述柱形部的壁上具有排氣孔。

所述緩沖裝置包括：與所述導(dǎo)向軸的底部連接的滑塊，所述滑塊具有一安裝槽，所述安裝槽的底部通過(guò)一通孔與大氣相通；安裝在所述安裝槽中的彈簧；以及通過(guò)所述彈簧抵接在所述安裝槽底部并封閉所述通孔的圓球。

自所述通孔伸入一條狀元件按壓所述圓球即可實(shí)現(xiàn)所述下風(fēng)門(mén)與風(fēng)門(mén)基座的復(fù)位。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)向柱的下端具有一通氣孔，通過(guò)一氣路系統(tǒng)自所述通氣孔向所述空氣密封區(qū)中補(bǔ)氣也可實(shí)現(xiàn)下風(fēng)門(mén)與風(fēng)門(mén)基座的復(fù)位。

所述上風(fēng)門(mén)具有圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，該圓環(huán)形結(jié)構(gòu)具有錐形內(nèi)表面，所述下風(fēng)門(mén)具有大致圓筒形結(jié)構(gòu)，所述圓筒形結(jié)構(gòu)的上端具有錐形外表面，所述下風(fēng)門(mén)通過(guò)所述錐形外表面與所述上風(fēng)門(mén)的錐形內(nèi)表面氣密密封。

所述下風(fēng)門(mén)的錐形外表面上具有至少一圈周向延伸的凹槽，所述凹槽將所述錐形外表面自上而下分隔成多個(gè)錐形外表面節(jié)段。

所述下風(fēng)門(mén)具有至少一個(gè)真空腔。

所述下風(fēng)門(mén)的真空腔通過(guò)多塊水平延伸的隔板焊接而成。

所述下風(fēng)門(mén)在水平方向上具有1～6mm的可移動(dòng)空間，實(shí)現(xiàn)與上風(fēng)門(mén)的自動(dòng)定位。

所述電磁鎖包括一銷(xiāo)狀元件，在正常工作狀態(tài)下，所述銷(xiāo)狀元件阻止下風(fēng)門(mén)與風(fēng)門(mén)基座向下移動(dòng)；斷電后，所述銷(xiāo)狀元件在磁力的作用下向外移動(dòng)，下風(fēng)門(mén)連同風(fēng)門(mén)基座在失去支撐后在重力的作用下向下移動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明提供的非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)事故工況下，不需要?jiǎng)恿Γ膊恍枰藶榭刂萍纯纱蜷_(kāi)風(fēng)門(mén)實(shí)現(xiàn)堆芯散熱，大大提高了該風(fēng)門(mén)系統(tǒng)的安全性和可靠性；2)增設(shè)緩沖裝置，使風(fēng)門(mén)在重力作用下還能緩慢打開(kāi)，沒(méi)有振動(dòng)，避免了對(duì)其他設(shè)備的不良影響，并且保證了該風(fēng)門(mén)系統(tǒng)本身的耐久性；3)通過(guò)簡(jiǎn)單操作即可實(shí)現(xiàn)下風(fēng)門(mén)和風(fēng)門(mén)基座的自動(dòng)復(fù)位，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需動(dòng)力；4)上風(fēng)門(mén)與下風(fēng)門(mén)采用錐形面密封以及自動(dòng)定位密封，提高了密封性；5)下風(fēng)門(mén)設(shè)置多道真空區(qū)，極大地降低了正常工況下的熱量損失。

總之，本發(fā)明提供了一種安全性、可靠性、耐久性、密封性均得到提高、并且無(wú)需動(dòng)力以及人工操作即可在事故工況下自動(dòng)打開(kāi)的非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)的俯視平面圖；

圖2是如圖1所示非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)的側(cè)視平面圖；

圖3是沿圖2中a-a線(xiàn)觀察得到的縱向剖面視圖，其中，上風(fēng)門(mén)與下風(fēng)門(mén)閉合；

圖4是類(lèi)似圖3的縱向剖面視圖，其與圖3的區(qū)別僅在于上風(fēng)門(mén)與下風(fēng)門(mén)敞開(kāi)；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)與熔鹽堆非能動(dòng)余熱排出裝置空冷器的連接示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而非用于限制本發(fā)明的范圍。

結(jié)合圖1～圖4所示，是一種根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括：上風(fēng)門(mén)100、下風(fēng)門(mén)101、風(fēng)門(mén)基座102、導(dǎo)向軸103、緩沖裝置105以及電磁鎖109。

其中，參見(jiàn)圖1、圖4所示，上風(fēng)門(mén)100具有圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，該圓環(huán)形結(jié)構(gòu)具有錐形內(nèi)表面1001。

下風(fēng)門(mén)101具有大致圓筒形結(jié)構(gòu)，下風(fēng)門(mén)101在上風(fēng)門(mén)100的下方與上風(fēng)門(mén)100軸向?qū)?zhǔn)，該圓筒形結(jié)構(gòu)的上端具有錐形外表面1011，如圖2所示，下風(fēng)門(mén)通過(guò)該錐形外表面1011與上風(fēng)門(mén)100的錐形內(nèi)表面1001密封。

風(fēng)門(mén)基座102設(shè)于下風(fēng)門(mén)101的下方，如圖2所示，風(fēng)門(mén)基座102包括：一水平延伸的支撐板部1021，以及自支撐板部1021向下延伸的柱形部1022。

結(jié)合圖3～圖4所示，導(dǎo)向軸103的上端穿過(guò)上風(fēng)門(mén)100并用螺栓固定，下端穿過(guò)風(fēng)門(mén)基座102的支撐板部1021延伸進(jìn)入其柱形部1022內(nèi)。

如圖3所示，緩沖裝置105包括：設(shè)置于導(dǎo)向軸103下端的通氣孔111，與導(dǎo)向軸103的底部連接的滑塊112，滑塊112具有一安裝槽1121，安裝槽1121的底部通過(guò)一通孔1122與大氣相通；安裝在安裝槽1121中的彈簧113；以及通過(guò)彈簧113抵接在安裝槽1121底部并封閉通孔1122的圓球114。

參見(jiàn)圖3，柱形部1022內(nèi)緩沖裝置105與支撐板部1021之間形成空氣密封區(qū)104，所述柱形部1022的壁上還具有排氣孔110。

結(jié)合圖1～圖2所示，電磁鎖109可選地設(shè)置在上風(fēng)門(mén)100的外側(cè)，該電磁鎖109包括一銷(xiāo)狀元件1091，在正常工作狀態(tài)下，銷(xiāo)狀元件1091阻止下風(fēng)門(mén)101與風(fēng)門(mén)基座102向下移動(dòng)，上風(fēng)門(mén)100與下風(fēng)門(mén)101之間閉合，如圖3所示；斷電后，銷(xiāo)狀元件1091在磁力的作用下向外移動(dòng)，下風(fēng)門(mén)101連同風(fēng)門(mén)基座102在失去支撐后在重力的作用下可沿著導(dǎo)向軸103緩慢向下移動(dòng)，如圖4所示。

優(yōu)選地，下風(fēng)門(mén)101具有至少一個(gè)真空腔。根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例，下風(fēng)門(mén)101具有兩個(gè)真空腔107，108，該真空腔107，108通過(guò)三塊水平延伸的隔板焊接而成。每塊隔板之間通過(guò)支撐結(jié)構(gòu)間隔，焊接時(shí)預(yù)留抽真空小孔或管道，焊接后利用外部的真空設(shè)備抽真空，再將預(yù)留孔填補(bǔ)，該真空腔107，108具有隔熱功能，防止熔鹽堆在正常工況下的熱量損失。

優(yōu)選地，如圖3所示，下風(fēng)門(mén)101的錐形外表面1011上具有至少一圈，優(yōu)選兩圈，周向延伸的凹槽106，該凹槽106將錐形外表面1011自上而下分隔成三個(gè)錐形外表面節(jié)段。由于此處零件較大，加上焊接和加工時(shí)會(huì)存在各種應(yīng)力，為了降低加工和安裝難度，降低成本，將一個(gè)大的錐面分割成多個(gè)錐面，密封效果更好。

由于上風(fēng)門(mén)100和下風(fēng)門(mén)101安裝時(shí)很難做到在軸向上剛好對(duì)準(zhǔn)，為了降低安裝難度，提高安裝后的密封性，下風(fēng)門(mén)101在水平方向上前后左右各預(yù)留約6mm的可移動(dòng)空間，安裝誤差只要在6mm內(nèi)，就能實(shí)現(xiàn)較好的密封，因此，下風(fēng)門(mén)101在水平方向上具有1～6mm的可移動(dòng)空間，從而實(shí)現(xiàn)與上風(fēng)門(mén)100的自動(dòng)定位。

根據(jù)本發(fā)明提供的上述優(yōu)選實(shí)施例，下風(fēng)門(mén)與風(fēng)門(mén)基座的復(fù)位可通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)：1)所述導(dǎo)向柱103的下端具有一通氣孔111，通過(guò)氣路系統(tǒng)向所述通氣孔中補(bǔ)氣；2)自滑塊112上的安裝槽1121底部的通孔1122向上按壓圓球114。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，還提供一種該非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施例。如圖5所示，該非能動(dòng)風(fēng)門(mén)系統(tǒng)通過(guò)上風(fēng)門(mén)100以螺栓及密封圈的方式連接在空冷器115的下方。當(dāng)反應(yīng)堆發(fā)生事故停堆或整個(gè)核電廠斷電時(shí)，系統(tǒng)信號(hào)傳至電磁鎖109，銷(xiāo)狀元件1091(參見(jiàn)圖2)在磁力的作用下向外移動(dòng)，下風(fēng)門(mén)101連同風(fēng)門(mén)基座102在重力的作用下沿著導(dǎo)向軸103向下移動(dòng)，同時(shí)，由于下風(fēng)門(mén)101與風(fēng)門(mén)基座102的下移，緩沖裝置105相對(duì)風(fēng)門(mén)基座102的柱形部1022上移，從而進(jìn)一步壓縮空氣密封區(qū)104中的空氣(參見(jiàn)圖3)，只有少量的空氣通過(guò)排氣孔110排到外界，使得下風(fēng)門(mén)101在重力和緩沖裝置105的共同作用下緩慢向下打開(kāi)，上風(fēng)門(mén)100與下風(fēng)門(mén)101之間敞開(kāi)，如圖4所示。此時(shí)，空氣通過(guò)上風(fēng)門(mén)100與下風(fēng)門(mén)101之間的開(kāi)口流入到空冷器115內(nèi)的空氣換熱器116，對(duì)其中的熔鹽進(jìn)行冷卻，以確保事故條件下堆芯溫度不會(huì)超過(guò)限值。當(dāng)熔鹽堆溫度將至安全點(diǎn)后或需要將風(fēng)門(mén)復(fù)位時(shí)，通過(guò)氣路系統(tǒng)自通氣孔111向空氣密封區(qū)104中補(bǔ)氣，或者自緩沖裝置105中通孔1122的下端伸入一條狀元件117(參見(jiàn)圖3)向上按壓圓球114，以使空氣自該處進(jìn)入空氣密封區(qū)104，此時(shí)，下風(fēng)門(mén)101連同風(fēng)門(mén)基座102一起緩慢向上移動(dòng)，直至復(fù)位，電磁鎖109重新上鎖，上風(fēng)門(mén)100與下風(fēng)門(mén)101閉合，防止熔鹽堆在正常工況下的熱量損失。

以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的權(quán)利要求書(shū)及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專(zhuān)利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。