一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统的制作方法

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1.本发明涉及核电站柴油发电机组技术领域，尤其是一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统。

背景技术：

2.核电站的安全是关系到民生和国际影响的重大政治问题，因此避免发生事故是安全设计的重要环节，其中核应急柴油发电机组作为备用电源是安全系统中的重要环节之一。
3.核电应急柴油发电机是在核电站发生重大故障时保障相关设备不受损坏和核电机组安全停堆的重要设备。通常情况下，对核电应急柴油发电机组的性能要求很高，需要保证柴油机始终保证热备用状态，核电应急柴油机需要在15s内快速启动并使发电机组保持稳定的工作电压和频率。柴油机冷却水系统可以保证受热件的工作温度不超过材料所允许的限值，使柴油机的运动部件保持正常工作状态，从而保证应急柴油发电机组的可靠运行。
4.在现有核电应急柴油发电机组的冷却水系统设计中，补水单元与膨胀水箱一般放在高层，不利于冷却水系统的补水、排放和收集。对于预热单元、滑油冷却器、燃油回油冷却器、温度调节阀等设备在厂房布置中较为零散，无法实现模块化，不利于冷却水系统的布置和安装。
5.一些冷却水系统设计将滑油冷却器与低温水管道串联，一些型号的柴油机低温水经过滑油冷却器后的温度无法在中冷器实现空气冷却，只能增大风冷散热器功率来降低低温水温度，使成本大大增加。
6.为此我们提出一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统。

技术实现要素：

7.本技术人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，从而通过简化系统布置，同时实现低温水和高温水的循环冷却系统。
8.本发明所采用的技术方案如下：
9.一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，包括柴油机，以及柴油机内设置的气缸区和中冷器区；
10.所述气缸区和中冷器区上均设置有相应的进水管和出水管路，且在各自的进水管路上设置有对应的进水泵；
11.所述进水泵分别连接有用于补水的补水单元和膨胀水箱；
12.还包括散热器单元，散热器单元与进水管和出水管同时连接，分别对气缸区和中冷器区进行降温；
13.所述散热器单元与进水管相连的管道连接在膨胀水箱上，以同步实现补水和冷却功能；
14.两个所述出水管道上均连接有温控三通阀，温控三通阀的三个通道分别连接出水
管、进水管和散热器单元，且各个通道均设置有相应的阀门；
15.位于气缸区上的出水管道在温控三通阀之前的一段上贯通连接有并联设置的第一止回阀和对柴油机预热的预热单元；
16.位于中冷器区上的进水泵还设置有另一路管道，连接在并联设置的滑油冷却器和燃油回油冷却器管道上。
17.其进一步特征在于：
18.所述气缸区内设置有多组并联的气缸组件，以及设置有与多组气缸组件相对应的高温进水管和高温出水管，高温进水管上设置有高温进水泵，且高温进水泵分别连接有用于补水的补水单元和膨胀水箱；
19.所述补水单元与高温进水管的连接处设置有第一截止阀进行控制流量，同时膨胀水箱与高温进水管的连接处设置有第二蝶阀进行控制流量。
20.所述中冷器区内设置有多组并联的中冷器组件，以及设置有与多组气缸组件相对应的低温进水管和低温出水管，低温进水管上设置有低温进水泵，且低温进水泵分别连接有用于补水的补水单元和膨胀水箱；
21.所述补水单元与低温进水管的连接处设置有第二截止阀进行控制流量，同时膨胀水箱与低温进水管的连接处设置有第四蝶阀进行控制流量。
22.所述散热器单元包括两个并联分布的散热器组件，分别用于对气缸区和中冷器区进行散热。
23.所述散热器单元与高温进水管的进水端以及高温出水管的出水端相连，形成高温水循环通道；散热器单元与低温进水管的进水端以及低温出水管的出水端相连，形成低温水循环通道。
24.所述补水单元布置在柴油机的下方，补水单元包括补水箱，以及用于向柴油机内补水的补水泵，补水箱的进水管道上设置有第一球阀，补水泵和补水箱之间连接有过滤器和第四球阀；
25.补水泵的出水管上分别设置有与柴油机和补水箱的连接管道，补水泵出水管的总管上设置有第四止回阀，同时补水泵出水管与补水箱的连接管道上设置有第二球阀，补水泵出水管与柴油机的连接管道上设置有第三球阀，分别控制各自管道的开闭和流量；
26.所述补水箱上还设置有补水箱加药口、补水箱透气口、用于检测液位的液位计以及排液管，排液管上设置有第三截止阀。
27.所述膨胀水箱顶部还设有保证膨胀水箱内压的膨胀水箱排气口，膨胀水箱装有检测水位的膨胀水箱液位计，膨胀水箱还设置有用于临时补水的膨胀水箱补水口，膨胀水箱补水口与补水箱相连。
28.所述出水管道的最高点处的排气阀，温控三通阀与进水管的连接管道上设置有节流孔板。
29.所述预热单元包括并联连接的预供水泵和备用预供水泵，以及与两个前述水泵管道连接的电加热器和滑油换热器，预供水泵和备用预供水泵上分别对应设置有第二止回阀和第三止回阀。
30.所述进水泵与并联设置的滑油冷却器和燃油回油冷却器连接的管道上设置有第一节流孔板，燃油回油冷却器管道上设置有第二节流孔板，滑油冷却器和燃油回油冷却器
的并联管道同时还与位于温控三通阀之前的出水管相连。
31.本发明的有益效果如下：
32.本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过简化系统布置，同时实现低温水和高温水的循环冷却系统，同时将低温水管道在低温进水泵后分两路，一路管道用于流经滑油冷却器和燃油回油冷却器冷却滑油和燃油，补水单元布置于柴油机下层，便于收集系统内冷却水，补水单元可实现冷却水和添加剂的充分混合功能。预热单元、温控阀、滑油冷却器、燃油回油冷却器集成于内循环单元内，便于系统的现场安装和检修，同时对于未含有预热水接口的柴油机，该预热单元的布置可对柴油机冷却水在小循环内进行预热。
33.同时，本发明还具备如下优点：
34.(1).散热器单元与高温进水管相连的管道同时连接在膨胀水箱上，实现对气缸区中的水的冷却和补水功能，还能排出管道中多余的气体。散热器单元与低温进水管相连的管道同时连接在膨胀水箱上，实现对中冷器区中的水的冷却和补水功能，同时也能排出管道内多余的气体。
35.(2).通过从补水箱加药口加入冷却水所需要的添加剂，此时关闭第三球阀，打开第二球阀，打开补水泵使冷却水在补水箱和管道之间循环流动，充分混合冷却水和添加剂，完成加药过程；
36.(3).通过温控三通阀的温度控制，根据不同的水温决定水的不同流向，实现小循环和大循环的切换，提高散热效率。
附图说明
37.图1为本发明的冷却水系统流程示意图。
38.图2为本发明的预热单元流程示意图。
39.图3为本发明的补水单元流程示意图。
40.其中：
41.1、柴油机；2、内循环单元；3、预热单元；4、散热器单元；5、膨胀水箱；6、补水单元；7、高温进水泵；8、低温进水泵；9、高温水排气阀；10、低温水排气阀；11、滑油冷却器；12、燃油回油冷却器；13、第一节流孔板；14、第二节流孔板；15、高温水温控阀；16、低温水温控阀；17、第一截止阀；18、第二截止阀；19、第一止回阀；20、第一蝶阀；21、第二蝶阀；22、第三蝶阀；23、第四蝶阀；24、膨胀水箱排气口；25、膨胀水箱补水口；26、膨胀水箱液位计；27、第三节流孔板；28、第四节流孔板；
42.101、气缸区；102、中冷器区
43.301、预供水泵；302、备用预供水泵；303、第二止回阀；304、第三止回阀；305、滑油换热器；306、电加热器；
44.601、补水箱；602、液位计；603、第一球阀；604、补水箱加药口；605、补水箱透气口；606、第二球阀；607、第三球阀；608、第四止回阀；609、补水泵；610、过滤器；611、第四球阀；612、第三截止阀。
具体实施方式
45.下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
46.如图1-图3所示，本实施例公开了一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，包括：
47.柴油机1，柴油机1的结构包括气缸区101和中冷器区102；
48.气缸区101内设置有多组并联的气缸组件，以及设置有与多组气缸组件相对应的高温进水管和高温出水管，高温进水管上设置有高温进水泵7，且高温进水泵7分别连接有用于补水的补水单元6和膨胀水箱5，补水单元6与高温进水管的连接处设置有第一截止阀17进行控制流量，同时膨胀水箱5与高温进水管的连接处设置有第二蝶阀21进行控制流量；
49.中冷器区102内设置有多组并联的中冷器组件，以及设置有与多组气缸组件相对应的低温进水管和低温出水管，低温进水管上设置有低温进水泵8，且低温进水泵8分别连接有用于补水的补水单元6和膨胀水箱5，补水单元6与低温进水管的连接处设置有第二截止阀18进行控制流量，同时膨胀水箱5与低温进水管的连接处设置有第四蝶阀23进行控制流量；
50.本实施例还包括对气缸区101和中冷器区102进行降温的散热器单元4，散热器单元4包括两个并联分布并分别对气缸区101和中冷器区102进行散热的散热器组件；
51.散热器单元4与高温进水管的进水端以及高温出水管的出水端相连，形成高温水循环通道；
52.散热器单元4与低温进水管的进水端以及低温出水管的出水端相连，形成低温水循环通道；
53.同时，在本实施例中，散热器单元4与高温进水管相连的管道同时连接在膨胀水箱5上，实现对气缸区101中的水的冷却和补水功能，还能排出管道中多余的气体。
54.散热器单元4与低温进水管相连的管道同时连接在膨胀水箱5上，实现对中冷器区102中的水的冷却和补水功能，同时也能排出管道内多余的气体。
55.补水单元6布置在柴油机1的下方，补水单元6包括补水箱601，以及用于向柴油机1内补水的补水泵609，补水箱601的进水管道上设置有第一球阀603，补水泵609和补水箱601之间连接有过滤器610和第四球阀611，用于对水的过滤，减少杂质,
56.补水泵609的出水管上分别设置有与柴油机1和补水箱601的连接管道；
57.补水泵609出水管的总管上设置有第四止回阀608，同时补水泵609出水管与补水箱601的连接管道上设置有第二球阀606，补水泵609出水管与柴油机1的连接管道上设置有第三球阀607，分别控制各自管道的开闭和流量。
58.同时补水箱601上设置有补水箱加药口604、补水箱透气口605、用于检测液位的液位计602以及排液管，排液管上设置有第三截止阀612。
59.用于混合冷却水与添加剂，在首次加水或补水时通过补水泵609将冷却水送入系统。如系统检修需排空冷却水时，补水箱601可收集所有冷却水。
60.膨胀水箱5顶部还设有保证膨胀水箱内压的膨胀水箱排气口24，膨胀水箱5装有检测水位的膨胀水箱液位计26，膨胀水箱5设有用于临时补水的膨胀水箱补水口25，膨胀水箱补水口25与补水箱601相连，膨胀水箱5有两根管道分别与散热器单元4出口总管道相连，分别用于高温水和低温水的放气和补水。
61.同时在高温出水管道最高点处的高温水排气阀9，高温出水管道贯通连接有并联设置的第一止回阀19和预热单元3，预热单元3能够对高温水进行预热，保证柴油机1始终保
持热备用状态；
62.预热单元3包括并联连接的预供水泵301和备用预供水泵302，以及与两个前述水泵管道连接的电加热器306和滑油换热器305；预供水泵301和备用预供水泵302上分别对应设置有第二止回阀303和第三止回阀304；
63.预热单元3中设置两台水泵，起到一用一备的作用，冷却水经预供水泵301进入电加热器306加热后再进入滑油换热器305来加热润滑油，随后进入到高温出水管中，达到对冷却水和润滑油的预热功能。
64.高温出水管道位于并联的第一止回阀19和预热单元3的后端连接有高温水温控阀15，高温水温控阀15为温控三通阀，且高温水温控阀15设置有a、b和c三个接口，a与高温出水管连接，b与散热器单元4连接，c与高温进水管连接，且b与散热器单元4的连接管道上设置有第一蝶阀20，c与高温进水管的连接管道上设置有第三节流孔板27；
65.本实施例中，低温进水泵8在为多组中冷器组件泵水的同时，还设置有另一路管道连接在并联设置的滑油冷却器11和燃油回油冷却器12上，用于对滑油冷却器11和燃油回油冷却器12进行冷却降温，并联设置的滑油冷却器11和燃油回油冷却器12的管道同时还与低温出水管相连；
66.通过温控三通阀的温度控制，根据不同的水温决定水的不同流向，实现小循环和大循环的切换，提高散热效率。
67.低温进水泵8与并联设置的滑油冷却器11和燃油回油冷却器12连接的管道上设置有第一节流孔板13，燃油回油冷却器12管道上设置有第二节流孔板14，通过第一节流孔板13和燃油回油冷却器12可以控制每根管道的流量。
68.低温出水管道位于最高处位置设置有低温水排气阀10，低温出水管道位于滑油冷却器11和燃油回油冷却器12的后端连接有低温水温控阀16，低温水温控阀16为温控三通阀，且低温水温控阀16设置有d、e和f三个接口，d与低温出水管连接，e与散热器单元4连接，f与低温进水管连接，且e与散热器单元4的连接管道上设置有第三蝶阀22，f与低温进水管的连接管道上设置有第四节流孔板28；
69.高温水温控阀15和低温水温控阀16都是通过温度进行控制调节，当温度低于设定值时，高温出水管道与高温进水管道相连，形成高温水内循环，同时低温出水管道与低温进水管道相连，形成低温水内循环；
70.高温水内循环和低温水内循环形成内循环单元2，同时预热单元3、滑油冷却器11、燃油回油冷却器12同样集成在一个内循环单元2上
71.当温度高于设定值时，高温出水管道和低温出水管道均与散热器单元4相连进行散热。
72.内循环单元2对外接口装有四个蝶阀，用于内循环单元2的安装和系统检修时与散热器单元4隔断。
73.具体的工作原理如下：
74.结合图1至图3所示，第一球阀603保持常开状态，厂房除盐水给补水箱601加满水，从补水箱加药口604加入冷却水所需要的添加剂，此时关闭第三球阀607，打开第二球阀606，打开补水泵609使冷却水在补水箱601和管道之间循环流动，充分混合冷却水和添加剂，完成加药过程；
75.关闭第二球阀606，打开第三球阀607，打开第一截止阀17，第二截止阀18，通过补水泵609将补水箱601内充分混合后的冷却水分别泵入高温进水管道、低温进水管道和膨胀水箱5，直至膨胀水箱5达到高液位后停止运行补水泵609。
76.与此同时，预热单元3进出水口分别设在第一止回阀19两端，当柴油机1处于预热阶段时，预热单元3将高温进水泵入电加热器306进行加热，加热后的高温水进入滑油换热器305预热滑油，经预热后的高温水流过高温水温控阀15c侧和第三节流孔板27进入柴油机1，形成预热循环。当预供水泵301故障时，备用预供水泵302工作，以保证高温水始终达到预热温度。
77.当柴油机1工作时，预热单元3停止工作，高温进水泵7将高温进水泵入柴油机1内冷却气缸盖、气缸套等部件，高温水经过第一止回阀19，到达高温水温控阀15处，当高温水温度小于高温水温控阀15设定最低值时，高温水温控阀15阀芯旋转开度处于小循环位置，高温水全部从高温水温控阀15a侧流向c侧，完成封闭的小循环；
78.当高温水温度大于高温水温控阀15设定最低值时，高温水温控阀15阀芯开度随水温升高而变化，由小循环处于大循环，直至水温达到高温水温控阀15设定值最大值时处于大循环位置，高温水从高温水温控阀15a侧全部流向b侧，而后流向散热器单元4，经散热冷却后回到高温进水泵7入口，完成一个封闭的大循环。
79.同时低温进水泵8将一路低温进水泵入柴油机1内中冷器后到达低温水温控阀16处，另一路低温水经过第一节流孔板13第二节流孔板14分别进入滑油冷却器11和燃油回油冷却器12，当低温水温度低于低温水温控阀16设定最低值时，低温水温控阀16阀芯旋转开度处于小循环位置，低温水全部从低温水温控阀16a侧流向f侧，完成封闭的小循环；
80.当低温水温度大于低温水温控阀16设定最低值时，低温水温控阀16阀芯开度随水温升高而变化，由小循环处于大循环，直至水温达到低温水温控阀16设定值最大值时处于大循环位置，低温水从低温水温控阀16a侧全部流向e侧，而后流向散热器单元4，经散热冷却后回到低温进水泵8入口，完成一个封闭的大循环。
81.以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

技术特征：

1.一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：包括柴油机(1)，以及柴油机(1)内设置的气缸区(101)和中冷器区(102)；所述气缸区(101)和中冷器区(102)上均设置有相应的进水管和出水管路，且在各自的进水管路上设置有对应的进水泵；所述进水泵分别连接有用于补水的补水单元(6)和膨胀水箱(5)；还包括散热器单元(4)，散热器单元(4)与进水管和出水管同时连接，分别对气缸区(101)和中冷器区(102)进行降温；所述散热器单元(4)与进水管相连的管道连接在膨胀水箱(5)上，以同步实现补水和冷却功能；两个所述出水管道上均连接有温控三通阀，温控三通阀的三个通道分别连接出水管、进水管和散热器单元(4)；位于气缸区(101)上的出水管道在温控三通阀之前的一段上贯通连接有并联设置的第一止回阀(19)和对柴油机(1)预热的预热单元(3)；位于中冷器区(102)上的进水泵还设置有另一路管道，连接在并联设置的滑油冷却器(11)和燃油回油冷却器(12)管道上。2.如权利要求1所述的一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：所述气缸区(101)内设置有多组并联的气缸组件，以及设置有与多组气缸组件相对应的高温进水管和高温出水管，高温进水管上设置有高温进水泵(7)，且高温进水泵(7)分别连接有用于补水的补水单元(6)和膨胀水箱(5)；所述补水单元(6)与高温进水管的连接处设置有第一截止阀(17)进行控制流量，同时膨胀水箱(5)与高温进水管的连接处设置有第二蝶阀(21)进行控制流量。3.如权利要求2所述的一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：所述中冷器区(102)内设置有多组并联的中冷器组件，以及设置有与多组气缸组件相对应的低温进水管和低温出水管，低温进水管上设置有低温进水泵(8)，且低温进水泵(8)分别连接有用于补水的补水单元(6)和膨胀水箱(5)；所述补水单元(6)与低温进水管的连接处设置有第二截止阀(18)进行控制流量，同时膨胀水箱(5)与低温进水管的连接处设置有第四蝶阀(23)进行控制流量。4.如权利要求3所述的一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：所述散热器单元(4)包括两个并联分布的散热器组件，分别用于对气缸区(101)和中冷器区(102)进行散热。5.如权利要求4所述的一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：所述散热器单元(4)与高温进水管的进水端以及高温出水管的出水端相连，形成高温水循环通道；散热器单元(4)与低温进水管的进水端以及低温出水管的出水端相连，形成低温水循环通道。6.如权利要求1所述的一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：所述补水单元(6)布置在柴油机(1)的下方，补水单元(6)包括补水箱(601)，以及用于向柴油机(1)内补水的补水泵(609)，补水箱(601)的进水管道上设置有第一球阀(603)，补水泵(609)和补水箱(601)之间连接有过滤器(610)和第四球阀(611)；所述补水泵(609)的出水管上分别设置有与柴油机(1)和补水箱(601)的连接管道，补
水泵(609)出水管的总管上设置有第四止回阀(608)，同时补水泵(609)出水管与补水箱(601)的连接管道上设置有第二球阀(606)，补水泵(609)出水管与柴油机(1)的连接管道上设置有第三球阀(607)，分别控制各自管道的开闭和流量；所述补水箱(601)上还设置有补水箱加药口(604)、补水箱透气口(605)、用于检测液位的液位计(602)以及排液管，排液管上设置有第三截止阀(612)。7.如权利要求6所述的一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：所述膨胀水箱(5)顶部还设有保证膨胀水箱内压的膨胀水箱排气口(24)，膨胀水箱(5)装有检测水位的膨胀水箱液位计(26)，膨胀水箱(5)还设置有用于临时补水的膨胀水箱补水口(25)，膨胀水箱补水口(25)与补水箱(601)相连。8.如权利要求2所述的一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：所述出水管道的最高点处的排气阀，温控三通阀与进水管的连接管道上设置有节流孔板。9.如权利要求1所述的一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：所述预热单元(3)包括并联连接的预供水泵(301)和备用预供水泵(302)，以及与两个前述水泵管道连接的电加热器(306)和滑油换热器(305)，预供水泵(301)和备用预供水泵(302)上分别对应设置有第二止回阀(303)和第三止回阀(304)。10.如权利要求1所述的一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，其特征在于：所述进水泵与并联设置的滑油冷却器(11)和燃油回油冷却器(12)连接的管道上设置有第一节流孔板(13)，燃油回油冷却器(12)管道上设置有第二节流孔板(14)，滑油冷却器(11)和燃油回油冷却器(12)的并联管道同时还与位于温控三通阀之前的出水管相连。

技术总结

本发明涉及一种核电站用应急柴油发电机组冷却水系统，包括柴油机，以及柴油机内设置的气缸区和中冷器区；所述气缸区和中冷器区上均设置有相应的进水管和出水管路，且在各自的进水管路上设置有对应的进水泵；所述进水泵分别连接有用于补水的补水单元和膨胀水箱；还包括散热器单元，散热器单元与进水管和出水管同时连接的，分别对气缸区和中冷器区进行降温；所述散热器单元与进水管相连的管道连接在膨胀水箱上，以同步实现补水和冷却功能。本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过简化系统布置，同时实现低温水和高温水的循环冷却系统，同时将低温水管道在低温进水泵后分两路，一路管道用于流经滑油冷却器和燃油回油冷却器冷却滑油和燃油。油和燃油。