CN104078085B - 一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱 - Google Patents

一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，由并列设置的常规内置换料水箱和水洗池两部分组成，常规内置换料水箱与水洗池之间通过位于底部的注水管道和位于上部液面以下的溢流管道相连通；在所述的水洗池内设有与安全壳大气相连通的进气管道以及与安全壳过滤排放系统相连通的排气管道。本发明在保证内置换料水箱功能的同时，增加了水洗功能，在安全壳执行过滤排放操作时，将安全壳内的高温高压气体经水洗池的水洗，降低水蒸气浓度及气体温度，减少气体中携带的放射性气溶胶含量，延长安全壳过滤排放系统的使用寿命，提高过滤效率，降低过滤排放系统失效的概率，减少了向环境的放射性释放，能够带来可观的经济效益和社会效益。

Description

一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱
技术领域
本发明属于核电站安全系统，具体涉及一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱。
背景技术
核电站换料水箱是储存安全壳安注系统、安全壳喷淋系统等水源的重要设施，为保证核电站的安全具有重要意义。
目前第三代核电站，如AP1000，EPR，ACP1000均采用安全壳内置换料水箱设计，即将换料水箱放置在安全壳内，避免当安全壳外换料水箱水用完后切换至安全壳内地坑取水时失效的风险。
核电站发生严重事故后，堆芯的大量放射性物质释放到安全壳内。安全壳的作用便是防止放射性物质释放到环境。而核电站发生严重事故后，通常伴随着不可凝气体的产生，导致安全壳升温升压，当安全壳压力超过一定程度后，就有可能发生因为超压导致安全壳失去完整性，造成大量放射性物质释放到环境。
通常缓解安全壳长期升温升压的措施是使安全壳内的气体通过过滤排放系统，对放射性物质进行一定的去除后，再排放到环境。由于安全壳内的气体处于高温高压状态，而且含有大量的水蒸气(超过70％)，因此需要不断对安全壳过滤排放系统进行补水、冷却操作，才能维持安全壳过滤排放系统的过滤效率。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术缺陷，提供一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，在安全壳实施过滤排放操作时，使流经安全壳过滤排放系统的气体先经过内置换料水箱的水洗池，对安全壳内的气体进行冷却，使其中的水蒸气发生冷凝，从而大大降低流经安全壳过滤排放系统的气体的焓值，提高安全壳过滤排放系统的使用时间，减少由于没有对安全壳过滤排放系统及时补水而造成安全壳过滤排放系统的失效风险。
本发明的技术方案如下：一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，由并列设置的常规内置换料水箱和水洗池两部分组成，常规内置换料水箱与水洗池之间通过位于底部的注水管道和位于上部液面以下的溢流管道相连通；在所述的水洗池内设有与安全壳大气相连通的进气管道以及与安全壳过滤排放系统相连通的排气管道。
进一步，如上所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其中，在所述注水管道上安装有止回阀，水只能通过常规内置换料水箱流向水洗池。
进一步，如上所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其中，所述溢流管道在常规内置换料水箱的一端位于水面下方，在水洗池的一端位于水洗池底部。
进一步，如上所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其中，所述进气管道的上端与安全壳大气相连，下端连接鼓泡器，所述鼓泡器位于水洗池液面以下所述溢流管道在水洗池一侧入口的上方。
进一步，如上所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其中，所述排气管道的下端位于水洗池气空间的顶部，上端与安全壳过滤排放系统相连。
进一步，如上所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其中，在所述的水洗池内设有排气微孔，所述排气微孔的一侧位于水洗池气空间的顶部，另一侧与安全壳大气相连。
进一步，如上所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其中，所述的水洗池内壁由具有密封性的钢衬覆盖。
本发明的有益效果如下：本发明在保证常规内置换料水箱功能的同时，在安全壳执行过滤排放操作时，将安全壳内的高温高压气体先经过水洗池的水洗，使占安全壳内气体70％以上份额的水蒸气浓度有效降低，降低了气体温度，同时减少了气体中携带的放射性气溶胶含量。通过水洗池的水洗，能够使流经安全壳过滤排放系统过滤器的气体焓值和流速有效降低，从而延长了安全壳过滤排放系统的使用寿命，提高安全壳过滤排放系统过滤器的过滤效率，使核电站发生严重事故后因过滤排放系统失效导致的大量放射性释放概率显著降低，减少了向环境的放射性释放，带来可观的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱结构示意图。
图中：1.常规内置换料水箱 2.水洗池 3.注水管道 4.止回阀 5.溢流管道 6.进气管道 7.鼓泡器 8.排气管道 9.排气微孔
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明所提供的一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，由并列设置的常规内置换料水箱1和水洗池2两部分组成，水洗池2内部由钢衬覆盖，具有一定的密封性。常规内置换料水箱1与水洗池2之间通过位于水池底部的注水管道3和位于水池上部液面以下的溢流管道5相连通。注水管道3上游安装有止回阀4，水只能通过常规内置换料水箱1流向水洗池2。溢流管道5位于常规内置换料水箱1的一端位于水面下方，位于水洗池2的一端位于水池底部。
水洗池2中还包括进气管道6、鼓泡器7、排气管道8、排气微孔9。进气管道6上部与安全壳大气相连，下部与鼓泡器7相连，鼓泡器位于水洗池液面以下，并且位于溢流管道5在水洗池2一侧入口的上方。排气管道8一侧位于水洗池2气空间的顶部，另一侧与安全壳过滤排放系统相连。排气微孔9一侧位于水洗池2气空间的顶部，另一侧与安全壳大气空间相连。
在核电站初期运行时，向常规内置换料水箱1注水时，内置换料水箱的水通过止回阀4和注水管道3进入水洗池2，当内置换料水箱水位超过溢流管道5时，水洗池2内的气体通过排气微孔9排出。
在核电站正常运行时，常规内置换料水箱1和水洗池2的水位相等。水位位于溢流管道5和鼓泡器7上方，排气管道8与安全壳过滤排放系统之间的隔离阀关闭，以维持安全壳与环境的隔离。
核电站发生事故后，安全注入系统和安全壳喷淋系统会从常规内置换料水箱1取水，分别注入堆芯和对安全壳实施冷却，当常规内置换料水箱的水位下降到溢流管道5以下时，由于止回阀4的作用，水洗池内的水不会向外流出，保证了其在工作时所需要的水位。
当核电站发生严重事故后，大量放射性物质释放到安全壳内。当安全壳冷却系统失效，并且由不可凝气体产生，造成安全壳升温升压，达到安全壳过滤排放开启压力时，操作员按照指令，打开排气管道8与安全壳过滤排放系统之间的阀门，对安全壳实施过滤排放操作。此时，由于安全壳压力高，安全壳与环境之间的压力差远高于水洗池内液位与鼓泡器高度不同造成的压力差，并且由于鼓泡器7的高度高于溢流管道5位于水洗池内的高度，因此安全壳内的气体通过进气管道6和鼓泡器7进入水洗池内的水面以下，并且分散成许多小气泡，与水洗池内的溶液充分接触，使的安全壳气体中份额超过70％以上的水蒸气成分大量冷凝，降低了安全壳气体的温度，同时，随着水蒸气的冷凝，部分放射性气溶胶也被溶解在水中。
安全壳内的气体经过水洗池2中液体的水洗后，进入水洗池的气空间，再经过排气管道8进入安全壳过滤排放系统，经过过滤排放系统的过滤后排放到环境中。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其特征在于：由并列设置的常规内置换料水箱(1)和水洗池(2)两部分组成，常规内置换料水箱(1)与水洗池(2)之间通过位于底部的注水管道(3)和位于上部液面以下的溢流管道(5)相连通；在所述的水洗池(2)内设有与安全壳大气相连通的进气管道(6)以及与安全壳过滤排放系统相连通的排气管道(8)。
2.如权利要求1所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其特征在于：在所述注水管道(3)上安装有止回阀(4)，水只能通过常规内置换料水箱(1)流向水洗池(2)。
3.如权利要求1所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其特征在于：所述溢流管道(5)在常规内置换料水箱(1)的一端位于水面下方，在水洗池(2)的一端位于水洗池(2)底部。
4.如权利要求3所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其特征在于：所述进气管道(6)的上端与安全壳大气相连，下端连接鼓泡器(7)，所述鼓泡器(7)位于水洗池液面以下，且所述鼓泡器(7)位于水洗池(2)一侧的所述溢流管道(5)的入口上方。
5.如权利要求1所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其特征在于：所述排气管道(8)的下端位于水洗池气空间的顶部，上端与安全壳过滤排放系统相连。
6.如权利要求1所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其特征在于：在所述的水洗池(2)内设有排气微孔(9)，所述排气微孔(9)的一侧位于水洗池气空间的顶部，另一侧与安全壳大气相连。
7.如权利要求1所述的具有水洗功能的安全壳内置换料水箱，其特征在于：所述的水洗池(2)内壁由具有密封性的钢衬覆盖。
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