CN102768866A - 包容体负压排风系统 - Google Patents

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张振中
江锋
叶璲生
任凯
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Abstract

本发明提供了一种包容体负压排风系统，包括：正常负压排风子系统、进人排风子系统、事故负压排风子系统、以及事故卸压子系统。本发明提供的包容体负压排风系统维护方便，投入和维修成本较低。

Description

包容体负压排风系统
技术领域
本发明涉及反应堆负压通风技术领域，特别涉及一种球床模块式高温气冷堆一回路包容体多个隔离部分共用一套负压排风系统。
背景技术
高温堆气冷堆具有固有安全性，因此它不同于水堆，不设置安全壳，而代之以包容体。与安全壳不同，包容体不承受高压，无喷淋冷却、无可燃气体控制等功能要求。
包容体的概念首先由德国核工程师提出，它们将反应堆厂房设计成一个包容体，压力壳和蒸气发生器放置在厂房中的混凝土密封舱室内；混凝土舱室与反应堆厂房有一通道，通道上用爆破膜装置隔离，当发生一回路安全级大破管事故时，为保护混凝土舱室完整性，通过爆破膜装置卸压到反应堆厂房进行扩容降压；反应堆厂房与大气环境设置有一卸压阀装置，通过二次卸压直接排向大气环境，当降压接近大气压时卸压阀装置自动关闭。
中国设计方案不同于德国，一回路包容体分为多个相互隔离的部分（子包容体），而反应堆厂房不作为包容体，当发生一回路安全级大破管事故时，一旦包容体内氦气压力超过达到结构设计压力，子包容体上的爆破膜破裂，通过卸压管道和竖井直接向大气环境卸压，当降压接近大气压时，关闭泄压管道上常开的电动阀门，使包容体又恢复与大气环境的隔离状态。
由此可见，中国和德国在包容体概念设计方面的不同，与之配套的负压排风系统的设计则有更大区别，在中国方案中，放弃了二次卸压的概念，提出了多个子包容体共用一套负压排风系统的新思路，较之德国方案更加经济和安全，更加适合中国建设先进高温气冷堆电站的能源发展方向。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种一回路包容体多个隔离部分（子包容体）共用一套负压排风系统的设计方案，该方案满足中国球床模块式高温气冷堆设计和建造的要求，适合先进核电站的能源发展方向。
（二）技术方案
为了解决上述问题，本发明提供了一种包容体负压排风系统，包括：正常负压排风子系统、进人排风子系统、事故负压排风子系统、以及事故卸压子系统。
优选地，所述正常负压排风子系统包括：离心风机、空气净化箱、电动阀门、流量测量装置、以及风管。
优选地，所述正常负压排风子系统用于：当反应堆处于正常运行工况时，启动正常负压排风子系统，风机连续抽取舱室内经门、盖板等缝处泄漏入的空气，以保持包容体内20～200Pa的负压，防止包容体内放射性物质的外泄。
优选地，所述进人排风子系统包括：离心风机、空气净化箱、电动阀门、流量测量装置、以及风管。
优选地，所述进人排风子系统用于：当包容体中的有关场所内需进人检修时，启动进人排风系统进行通风换气，使得检修人员在此场所内安全工作。
优选地，所述事故负压排风子系统包括：离心风机、空气净化箱、电动阀门、流量测量装置、以及风管。
优选地，所述事故负压排风子系统用于：当反应堆发生较小泄漏事故时，启动事故负压排风系统，使得包容体能维持负压状态。
优选地，所述事故卸压子系统包括：爆破膜装置、电动密封隔离阀、以及风道。
优选地，所述事故卸压子系统用于：当一回路出现严重失压事故时，大量氦气瞬时进入包容体舱室，风道阻压阀自动关闭，使排风系统与包容体隔离，正常负压排风、进人排风和事故负压排风三个子系统停止运行；当包容体内压力达到结构设计值时，该包容体上的爆破膜破裂，包容体通过卸压管道和竖井向大气环境卸压，包容体内的气体直接排向大气环境；当包容体内降压接近大气压力时，关闭泄压管道上常开的电动阀门，使包容体又恢复与大气环境的隔离状态；这时重新启动事故负压排风系统，使舱室内空气恢复净化后有序排放状态。
优选地，所述负压排风系统与包容体连接口处设置风道阻压阀。
（三）有益效果
本发明与现有技术相比，具有以下优点：德国大包容体（反应堆厂房）的设计方案造价成本高、技术要求高，而中国子包容体（多个相互隔离的部分）的设计方案造价成本低，对建造施工的技术要求较低，而本发明描述的包容体负压排风系统设计方案针对中国子包容体的设计思路，提出了适合中国国情的技术方法和技术实施路线，本发明思路明确，维护方便，投入和维修成本较低。
附图说明
下面参照附图并结合实例来进一步描述本发明。其中：
图1为根据本发明实施例的球床模块式高温气冷堆一回路包容体负压排风系统设计示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明所提供的球床模块式高温气冷堆一回路包容体负压排风系统包括四个（不限于四个）子包容体：1#反应堆和蒸发器舱室、2#反应堆和蒸发器舱室、燃料循环系统舱室、氦净化系统舱室，四个包容体负压排风子系统：正常负压排风子系统、进人排风子系统、事故负压排风子系统、事故卸压子系统，以及电动阀、爆破膜、风道阻压阀、中效过滤器、碘吸附器、高效过滤器和风机。
其中，正常负压排风子系统包括离心风机、空气净化箱（内含预过滤器和HEPA过滤器）、电动阀门、流量测量装置及风管等设备与部件。该子系统为核安全级系统。风机及净化箱等主要设备设置为一用一备。
进人排风子系统包括离心风机、空气净化箱（内含预过滤器和HEPA过滤器）、电动阀门、流量测量装置及风管等设备与部件。该子系统为非核安全级系统。风机及净化箱等主要设备设置为两套，可以一备一用，需要时也可以两台同时运行。
事故负压排风子系统包括离心风机、空气净化箱（内含预过滤器、HEPA过滤器、除碘器和后置过滤器）、电动阀、流量测量装置及风管等设备与部件。该子系统为核安全级系统。风机设置为一用一备。
事故卸压子系统包括爆破膜装置、电动密封隔离阀及风道等设备和部件，四个包容体各有一套独立的卸压排放通道。该子系统为核安全级。电动密封隔离阀设置为两台串联以提高运行的安全性，正常运行时处于开启状态。只有在事故卸压释放后才关闭，最不利情况下还可就地手动关闭。
本发明的包容体负压排风各子系统的作用和工作方式如下：
正常负压排风子系：当反应堆处于正常运行工况时，启动正常负压排风系统，风机连续抽取舱室内经门、盖板等缝处泄漏入的空气，以保持包容体内20～200Pa的负压，防止包容体内放射性物质（例如：放射性气溶胶）的外泄；
进人排风系统：当包容体中的有关场所内需进人检修时，启动进人排风系统进行通风换气，保证检修人员在此场所内安全工作；
事故负压排风子系统：当反应堆发生较小泄漏事故时，启动事故负压排风系统，该系统可以保证包容体仍能维持负压状态；
事故卸压子系统：当一回路出现严重失压事故时，大量氦气瞬时进入包容体舱室，风道阻压阀自动关闭，使排风系统与包容体隔离，正常负压排风、进人排风和事故负压排风三个子系统停止运行；当包容体内压力达到结构设计值时，该包容体上的爆破膜破裂，包容体通过卸压管道和竖井向大气环境卸压，包容体内的气体直接排向大气环境；当包容体内降压接近大气压力时，关闭泄压管道上常开的电动阀门，使包容体又恢复与大气环境的隔离状态；这时重新启动事故负压排风系统，使舱室内空气恢复净化后有序排放状态。
本发明所提供的负压排风系统与包容体连接口处设置风道阻压阀，该阀门在冲击压力超过1500Pa～3500Pa时能够迅速自动关闭，从而保护负压排风系统的完好性。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种包容体负压排风系统，其特征在于，包括：
正常负压排风子系统、进人排风子系统、事故负压排风子系统、以及事故卸压子系统。
2.如权利要求1所述的包容体负压排风系统，其特征在于，所述正常负压排风子系统包括：
离心风机、空气净化箱、电动阀门、流量测量装置、以及风管。
3.如权利要求1或2所述的包容体负压排风系统，其特征在于：
所述正常负压排风子系统用于：当反应堆处于正常运行工况时，启动正常负压排风子系统，风机连续抽取舱室内经门、盖板等缝处泄漏入的空气，以保持包容体内20～200Pa的负压，防止包容体内放射性物质的外泄。
4.如权利要求1所述的包容体负压排风系统，其特征在于，所述进人排风子系统包括：
离心风机、空气净化箱、电动阀门、流量测量装置、以及风管。
5.如权利要求1或4所述的包容体负压排风系统，其特征在于：
所述进人排风子系统用于：当包容体中的有关场所内需进人检修时，启动进人排风系统进行通风换气，使得检修人员在此场所内安全工作。
6.如权利要求1所述的包容体负压排风系统，其特征在于，所述事故负压排风子系统包括：
离心风机、空气净化箱、电动阀门、流量测量装置、以及风管。
7.如权利要求1或6所述的包容体负压排风系统置，其特征在于：
所述事故负压排风子系统用于：当反应堆发生较小泄漏事故时，启动事故负压排风系统，使得包容体能维持负压状态。
8.如权利要求1所述的包容体负压排风系统，其特征在于，所述事故卸压子系统包括：
爆破膜装置、电动密封隔离阀、以及风道。
9.如权利要求1或8所述的包容体负压排风系统，其特征在于：
所述事故卸压子系统用于：当一回路出现严重失压事故时，大量氦气瞬时进入包容体舱室，风道阻压阀自动关闭，使排风系统与包容体隔离，正常负压排风、进人排风和事故负压排风三个子系统停止运行；当包容体内压力达到结构设计值时，该包容体上的爆破膜破裂，包容体通过卸压管道和竖井向大气环境卸压，包容体内的气体直接排向大气环境；当包容体内降压接近大气压力时，关闭泄压管道上常开的电动阀门，使包容体又恢复与大气环境的隔离状态；这时重新启动事故负压排风系统，使舱室内空气恢复净化后有序排放状态。
10.如权利要求1所述的包容体负压排风系统置，其特征在于，所述负压排风系统与包容体连接口处设置风道阻压阀。
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