CN104332189A - 一种最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核电厂设计技术，具体涉及一种最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统及方法。该系统包括设置在安全壳以外的包容空间，所述的包容空间通过设置在地下管廊内的管线与安全壳连接，管线上设有隔离阀，在安全壳内设有与所述管线相连接的卸压进气口，在包容空间内设有与所述管线相连接的止回阀、过滤装置和抽风机。本发明在核电厂发生严重事故并丧失安全壳排热降压能力的情况下，可有效降低安全壳的压力，防止安全壳超温超压失效以及由此导致的大规模放射性释放，或在安全壳已失效时，减少放射性物质向环境释放。

Description

一种最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统及方法
技术领域
本发明属于核电厂设计技术，具体涉及一种最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统及方法。
背景技术
在核电厂严重事故情况下，如果所有安全壳排热措施都失效，安全壳内的温度和压力将不断上升，如果此时没有进一步的安全壳排热降压措施，则持续的升温升压将会导致安全壳面临超压失效的风险。
目前，许多核电厂设置了安全壳过滤排放系统，在严重事故情况下发生安全壳超温超压时，通过主动卸压使安全壳内的大气压力不超过其承载限值，确保安全壳的完整性，并通过过滤装置对排放气体中的放射性物质进行过滤以减少释放到环境中的放射性物质。
但是，安全壳过滤排放系统仅能过滤气溶胶和碘等小部分放射性物质，大部分放射性惰性气体仍将被排放到环境中。该系统虽然保证了严重事故条件下安全壳的完整性，避免了放射性不可控的释放，但仍然造成了大量放射性向环境的释放。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统及方法，通过该系统的设置和相应的控制方法，实际消除大规模放射性物质向环境的释放，并简化厂外应急计划。
本发明的技术方案如下：一种最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，包括设置在安全壳以外的包容空间，所述的包容空间通过设置在地下管廊内的管线与安全壳连接，管线上设有隔离阀，在安全壳内设有与所述管线相连接的卸压进气口，在包容空间内设有与所述管线相连接的止回阀、过滤装置和抽风机。
进一步，如上所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其中，在所述的包容空间内设有喷淋装置，所述喷淋装置与厂区水源相连接。
进一步，如上所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其中，所述的包容空间还设有与废物处理系统相连接的接口。
进一步，如上所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其中，包容空间内的过滤装置包括文丘里水洗器和金属过滤器。
进一步，如上所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其中，在包容空间内设有温度、压力和放射性参数测量装置。
进一步，如上所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其中，所述的包容空间与同一厂址内的多台机组的安全壳之间设置接口，在发生事故期间，根据实际情况对某个或是多个安全壳进行卸压。
采用上述系统最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的方法，当核电厂发生严重事故安全壳压力达到设定阈值时，打开安全壳与包容空间之间管线上的隔离阀，将安全壳内带有放射性的气体通过连接管线进入包容空间，并经包容空间内的过滤装置过滤，最后排放到包容空间；
当安全壳失效导致放射性物质向环境排放的情况下，打开安全壳与包容空间之间管线上的隔离阀，启动包容空间中设置的抽风机，将安全壳内的放射性气体通过管线和抽风机主动抽到包容空间。
进一步，如上所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的方法，事故后，通过包容空间与废物处理系统的接口，由废物处理系统对包容空间内的放射性物质进行处理。
进一步，如上所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的方法，通过喷淋装置对包容空间进行降温降压，并去除放射性气溶胶。
本发明的有益效果如下：本发明在核电厂发生严重事故并丧失安全壳排热降压能力的情况下，可有效降低安全壳的压力，防止安全壳超温超压失效以及由此导致的大规模放射性释放；在安全壳已失效的情况下，可有效减少安全壳内放射性物质向环境释放。在卸压情况下，系统的运行不依赖任何能动设备，降低了系统运行失效的风险。该包容空间可以根据厂址情况多台机组共用，可以作为单独子项建造或与其它子项合用(在核电厂正常运行情况下，该子项正常使用)，在经济上也具有可行性。
附图说明
图1为最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统结构示意图。
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。
本发明在核电厂厂区设置一个备用的包容空间，该包容空间是一座建筑物，可与核电厂某个子项合用或单独设置，并可为同一个厂址多台机组共用。该包容空间正常情况下的压力与周围环境压力相同，其容积、设计压力和设计温度可根据相应核电厂严重事故下的卸压需求来确定，其密封性和抗辐照能力等参数可参考安全壳的要求，并考虑安全性和经济性的平衡。
如图1所示，包容空间2通过地下管廊、管线3及隔离阀4、5、6与安全壳1连接。在安全壳1内设置有卸压进气口、管线和常开隔离阀4，在包容空间设置有止回阀7、10、文丘里水洗器8和金属过滤器9，并设有抽风机11，安全壳1的气体到达包容空间2后进行过滤排放。在包容空间2内设有温度、压力和放射性等参数测量装置，并设置有喷淋装置13，必要时可对包容空间进行喷淋降温降压。包容空间2与废物处理系统之间设有接口，在事故后可对包容空间2内的放射性物质进行处理。
本系统在安全壳尚未失效情况下的运行方式如下：
如图1，当核电厂发生严重事故后，如果安全壳1的排热和降压措施全部失效，压力和温度还在持续升高，只能依靠排气卸压，则根据严重事故管理导则在安全壳压力达到设定阈值时打开安全壳外的隔离阀5和包容空间2的隔离阀6，安全壳内带有放射性的气体通过安全壳内常开隔离阀4、安全壳外隔离阀5、管线3、包容空间的隔离阀6、包容空间内的止回阀7，并经文丘里水洗器8和金属过滤器9两级过滤，最后排放到包容空间2，由其包容带有放射性的气体，最终起到降低安全壳1压力和保证其完整性的作用，从而防止安全壳1失效导致大规模放射性向环境的释放。
本系统在安全壳已经失效情况下的运行方式如下：
若安全壳1由于内部氢气爆炸或其它原因已经失效，放射性物质正向环境排放，则可以打开安全壳外隔离阀5和包容空间隔离阀6，启动包容空间2中放置的抽风机11，将安全壳1内的放射性气体通过管线3、止回阀10和抽风机11主动抽排到包容空间2，直到包容空间压力达到设计压力，通过这一措施尽量减少安全壳1内的放射性物质向环境的排放。
事故后，可通过包容空间2与废物处理系统的接口及隔离阀15，由废物处理系统对包容空间2内的放射性物质进行处理。
包容空间可与同一厂址内的多台机组的安全壳之间设置接口，在发生事故期间，可根据实际情况对某个或是多个安全壳进行卸压。
包容空间2的承压能力不需要考虑辅助的降温降压措施。尽管如此，包容空间2还设置了与厂区水源的接口，在水源可用和必要时，可将冷却水经隔离阀14和止回阀12送到包容空间顶部的喷淋装置13喷淋出来，对包容空间2进行降温降压，并去除放射性气溶胶。这样，可进一步保障包容空间的包容能力，并有利于在事故后对包容空间内的放射性物质进行处理。
本发明提供的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的方法在技术上、工程上和经济上均具有可行性，可为核电厂严重事故情况下保障安全壳的包容功能提供有效手段，从而保证核电厂第三道屏蔽的完整性，实际消除大规模放射性向环境的释放，并简化厂外应急计划。
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 (9)

1.一种最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其特征在于：包括设置在安全壳(1)以外的包容空间(2)，所述的包容空间(2)通过设置在地下管廊内的管线(3)与安全壳(1)连接，管线上设有隔离阀(4、5、6)，在安全壳(1)内设有与所述管线相连接的卸压进气口，在包容空间(2)内设有与所述管线相连接的止回阀(7、10)、过滤装置和抽风机(11)。
2.如权利要求1所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其特征在于：在所述的包容空间(2)内设有喷淋装置(13)，所述喷淋装置(13)与厂区水源相连接。
3.如权利要求2所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其特征在于：所述的包容空间(2)还设有与废物处理系统相连接的接口。
4.如权利要求3所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其特征在于：包容空间(2)内的过滤装置包括文丘里水洗器(8)和金属过滤器(9)。
5.如权利要求3所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其特征在于：在包容空间(2)内设有温度、压力和放射性参数测量装置。
6.如权利要求3所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的系统，其特征在于：所述的包容空间(2)与同一厂址内的多台机组的安全壳之间设置接口，在发生事故期间，根据实际情况对某个或是多个安全壳进行卸压。
7.采用权利要求1-6中任意一项所述系统最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的方法，其特征在于：当核电厂发生严重事故安全壳压力达到设定阈值时，打开安全壳与包容空间之间管线上的隔离阀，将安全壳内带有放射性的气体通过连接管线进入包容空间，并经包容空间内的过滤装置过滤，最后排放到包容空间；
当安全壳失效导致放射性物质向环境排放的情况下，打开安全壳与包容空间之间管线上的隔离阀，启动包容空间中设置的抽风机，将安全壳内的放射性气体通过管线和抽风机主动抽到包容空间。
8.如权利要求7所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的方法，其特征在于：事故后，通过包容空间与废物处理系统的接口，由废物处理系统对包容空间内的放射性物质进行处理。
9.如权利要求7所述的最终保障安全壳功能和防止大规模放射性释放的方法，其特征在于：通过喷淋装置对包容空间进行降温降压，并去除放射性气溶胶。
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