CN105122376A - 用于核设施的反应堆外壳的通风系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于核设施(2)的反应堆外壳(4)的泄压系统(18)，带有引导穿过反应堆外壳(4)的、能够借助闭锁附件(30，32)关闭的泄压管路(16)，其中在泄压管路(16)的位于反应堆外壳(4)外部的区段中连接有湿式洗涤器(36)用于在泄压运行中在打开闭锁附件(30，32)时形成的泄压气流。基于此要在特别是关于要准备的洗涤液(52)的量方面紧凑的结构方式下，同时实现湿式洗涤器(36)的有效和可靠的运行。根据本发明，这通过以下实现：储存装置(67)，其布置在反应堆外壳(4)中或者按照流通地与反应堆外壳连接，使得在反应堆外壳(4)中存在的相对于外部环境的超压至少部分地、优选大部分地或者完全地传递给储存装置(67)，以及从储存装置(67)向湿式洗涤器(36)引导的、能够借助闭锁附件(72)关闭的供给管路(68)，用于从储存装置(67)为湿式洗涤器(36)供给用作洗涤液(52)的液体(14)。

Description

用于核设施的反应堆外壳的通风系统

本发明涉及一种用于核设施的反应堆外壳、尤其是用于沸水反应堆的也称为通风系统的泄压系统，其带有集成的过滤器。此外，本发明涉及一种相关的操作方法。

在核电站中的具有堆芯熔化的严重事故情况下，在也称为反应堆外壳的安全包体内出现非常高的空气携带的放射量，其在存在高的不密封性和不允许的过压情况下会以明显的量释放到环境中。在这种情况中，尤其是由于所包含的不同的放射性核素(特别是碘同位素和铯同位素)的长半衰期，这些空气携带的放射性会导致核电站环境中的极为不希望的长期土壤污染。

在许多核电站中已经安装了不同的系统用于限制过压和用于在故障情况下对反应堆外壳泄压。这些设备能实现抑制气溶胶以及部分地还抑制元素碘以及有机碘化合物(Organojod)，并且通常包含用于也称为通风流的泄压流的湿式清洁系统或洗涤系统(英语：Scrubber)，其带有罐和其他储存容器构型的体积巨大的储水装置。

这些大的储水装置是需要的，以便限制来自所保留的放射性气溶胶和碘的衰变热的不期望的影响，亦即温度升高直至水蒸发，并且在通风运行中能实现将热气体冷却到饱和水温度。洗涤设备的变干将威胁到抑制功能并且附加地引起所抑制的放射性的再释放。

此外对于现有设施的反应堆外壳性能的研究表明：在确定的事故场景中可能释放显著提高的放射性并因此释放显著提高的气溶胶余热和碘余热。因此在这样的情况下，在通风系统的洗涤设备中的水需求是显著的并且导致相应大容积的设备，这些设备大多不再可以安置于存在的建筑中。这意味着新的搭建建筑，其导致巨大的成本。

已经改造的设备例如洗涤器或砂床过滤器以及相应的组合部分成功地解决了有机碘抑制的问题(该问题在近期基于相应的研究成果还要重新评估)。然而这样的设备必然还需要保护免受外部影响，由此这样的设备在构造上是非常昂贵的并因此导致巨大的成本。

本发明基于如下任务，即对此实现补救并且提供一种用于核设施的反应堆外壳的通风系统，该通风系统能在同时紧凑的结构方式下(特别是关于要准备的洗涤液的量方面)实现用于通风流的湿式洗涤器的有效和可靠的运行。此外应提供一种对于这样的通风系统特别有利的操作方法。

涉及装置的任务根据本发明通过权利要求1的特征解决。关于方法方面，通过权利要求10的特征解决该任务。

本发明有利的扩展方案是从属权利要求以及以下详细描述的主题。

本发明基于如下认识，即通过被动地开发存在的储水装置，在已经存在的设备中也可以实现已知通风系统和相关洗涤设备的改进，以达到较高的安全标准。这能实现反应堆外壳以及相关安全系统的简化设计以及因此明显降低成本。

根据本发明的方法和设备优选用于：在具有堆芯熔化的破损状态下，通过释放的余热产生的气体或蒸汽(包括泄漏物)在超压情况下被完全吸出，并且在放出到环境之前几乎完全将空气携带的放射性清除。在过滤/洗涤中保留的放射性有利地直接回送到反应堆外壳中。由此可以阻止相关的放射性泄漏并且因此产生的在发电站环境中的土地污染。

在根据本发明的方案中成功实现的是，通过利用事故引起的压力梯度来被动产生驱动压力，优选结合被动的液位调节，将洗涤设备中的水位(更一般地：洗涤液水平)分别在通风过程开始前或开始时填满和/或恒定地保持在期望的范围中。在此优选的是，总归存在的或由于事故而形成的液体收集装置用作洗涤液储存装置，使得借助尺寸非常小的外部或附加的储存容器也确保可靠的运行。

洗涤设备的填充，一方面可以在启动通风系统时、尤其是还在实际通风之前以最大驱动的、静态的压力差进行。

另一方面，特别是可以通过在洗涤设备的气体入口区域中通风流的有目的的节流通过使用流体动力关系被动地产生驱动压力，该驱动压力将洗涤液有目的地吸入到洗涤设备中。必要的抽吸负压可以自动地产生，例如通过文氏洗涤器的文氏管中的有目的的节流和压力降低产生。

在此，在洗涤设备的气体入口区域中例如通过喷嘴特别是文氏喷嘴、孔式喷嘴或类似的变型，相对于供给的储水装置而言产生大于0.1巴的负驱动压差，优选在高压的情况下在通风开始时大于1巴，所述供给的储水装置例如是在沸水反应堆情况下的冷凝室或者在压水反应堆情况下的建筑槽。

水抽吸管路此外可以如下设计尺寸：使得在沸腾的具有气泡形成的池的情况下，在抽吸管路中也能实现有效的凝块输送()，特别是通过足够小的、小于25毫米、有利地小于15毫米的直径。

通过不同预定宽度的抽吸管路的组合，也可以分别单独地优化初始的快速填充和随后的液位补充(也连同沸腾的池)。

通过所述措施，也可以克服在储水装置(更一般地：洗涤液储存装置)与洗涤单元之间比较大的高度差(例如5至30米或者更大)。

在洗涤器中的液位设置和调整优选通过浮动液位控制装置优选借助于污物不灵敏的滚球锁闭装置或旋转滑阀实施。通过相继连接两个机构，可以实现用于充满的较高可靠性。在此，例如可以在水出口处使用滚球锁闭装置并且预连接地——集成到填充管路中——使用旋转滑阀。

特别是现在在通风运行和出现的蒸汽的情况中，例如通过进入的过热气体和/或通过洗涤器中的衰变热，被动地从储存装置再供给分别被蒸发的水量。

在另一有利的扩展方案中成功实现的是，在没有通过量的再通风运行中，在小的例如10至小于50千瓦的小的衰变热产生的情况下，通过经由洗涤设备表面的蒸发和对流热输出的组合，导出积累的热量并因此也在长期运行中实现设备的完全被动性和自给自足。

最大的再供给速率(Nachspeiserate)通过填充管路中的节流装置有利地限制为：使得在具有非常高的、例如500kW至1000kW的衰变热的变型方案中一方面可以供给最大蒸发的水量(等同于蒸发功率)，并且在连接到用作储存装置的冷凝室的情况下同时实现作为冷凝室的流出限制的限制装置。通过这种方式，实现了在这种管路故障的情况下不会出现短期的冷凝室故障，并且防止了泄露的溢出。

通过在冷凝室中将填充管路的入口尽可能低地定位，在液位下降并且相应地暴露冷凝管的情况下，冷凝室中的剩余的液体量也可以用于填充洗涤装置并且由此用于有效地在洗涤装置中进行气体净化。特别是现在产生的优点是，例如在由于事故导致的、通常覆盖冷凝管的出口的水蒸发的情况下(在其他情况下在冷凝室中进行的气体过滤在这种情况下发生故障)，至少洗涤装置中的气体净化得到保留，而不必短期和中期主动地移动另外的水量(例如在严重的全厂断电情况下，泵不可用)。通过这种方式，实现了设施的可靠运行并且极大地提高了在严重故障情况下的安全性。

此外，为了填充或再填充洗涤设备，使用附加的储水装置，例如以平地构型布置的储存水罐和诸如此类的形式。在此，例如通过自给自足的泵单元建立到洗涤装置的水输送，该泵单元借助于电池模块或通过压缩空气瓶运行。

通过例如借助于冷凝室水的填充和/或通过上述其他储水装置的填充的组合，确保可靠的长期散热，在洗涤器中产生非常高的衰变热功率的情况下也是如此。

在文氏洗涤器中的文氏部分有利地通过长形文氏管构建，该长形文氏管的洗涤液抽吸区域位于池深处并且主要在洗涤液水平之上吹出。

该文氏单元优选以由德国专利文献DE10328773B3已知的大于150米/秒、优选大于200米/秒的高的文氏速度——关于在文丘里喉颈上的洗涤液抽吸区域——结合另外的随后的临界节流来工作。

优选地，使用在大于2平方厘米至20平方厘米的喉颈面积范围中的文氏管——圆文氏管或扁文氏管，以便确保数量的最小化并且以便在同时小于5厘米、优选小于3厘米的小厚度尺寸下为了确保短的洗涤液供给路径和小于50％的喉颈面积的洗涤液抽吸缝隙/面积优选以与文氏管轴线成30°至90°的角地实现优化的分离性能。

在一些情况下，在水平面之下借助于短文氏管吹出的形式或者短和长文氏管的组合也可以是有利的。

洗涤液从在文氏管中清洁的气流的分离优选以以下各级实现：

借助于碰撞分离，已经在文氏管出口上分离加载的洗涤液的一部分。为了在起动阶段中将水需求进一步最小化，可以在出口管上通过碰撞分离器和有目的地导回到抽吸区域中实现文氏液体的分离。附加地，有利地设置例如大于1至3米/秒的非常高的空管速度和有目的的液滴夹带，其通过形成极为有效的反应表面导致进一步分离有害物质。

在随后的高效离心力分离级中，洗涤液从气流分离并且导回到池中，其中该离心力分离级为了实现小于10μm的小边界液滴直径优选具有包括高速和低速区域的高速叶片分离器，特别是带有大于3个、优选大于10个叶片序列，其优选被以大于5米/秒的速度而水平地流过。

通过应用前置的凝聚器/防雾装置，可能将边界液滴直径减小到小于5μm的值，并因此大幅提高特别是小液滴的分离率。

在另一防雾级中(该防雾级优选覆盖有厚度大于60μm分级直至厚度大于等于8μm的金属纤维)，还可以实现将残留的细滴进一步凝聚以及将细气溶胶部分地再分离。附加地，可以后置另外的纤维垫，其具有更细的衬层或烧结孔过滤器。

正是(借助于随后的临界的节流装置设置的)持续的高的文氏速度和高的空管速度以及离心力和防雾分离的组合，能实现具有大于1μm微粒直径的气溶胶的分离/遏制为大于99.9％，并且同时也对于具有小于1μm微粒直径的穿透的细气溶胶直至至少大于99％，并且同时碘分离至大于99％。

附加地，通过滴入或直接供给化学试剂例如氢氧化钠(NaOH)和/或硫代硫酸盐，实现有效的碘吸收。该化学试剂供给的接通可以例如通过压差触发或通过热焊接阀实现。

通过所给出的组合，特别是在最小的空间上可以实现非常高的气体通过性能。由此成功实现的是，构建非常紧凑的、加强通过的文氏单元，该文氏单元附加地还可以分为(划分为)小文氏洗涤单元。由此，可能将单元集成到仅仅非常受限地存在的搭建空间范围内。

这决定性地降低了成本，并且此外通过建筑物屏蔽作用和保护作用而得到了设备的提高的功能可靠性。

单个设备在此合乎目的地连通地连接，并且特别是在分开的浮球阀供给的情况下也可以单个地或成组地安置在不同的高度上。

总之，本发明实现的优点特别是在于，通过反应堆外壳通风系统的在反应堆外壳之外搭建的洗涤设备(该洗涤设备通过供给管路连接到位于反应堆外壳内的用于洗涤液的储存装置)，优选借助于浮动液面调节，通过系统固有的、由于事故产生抽吸压力，在同时特别紧凑的节省空间的实施方案中实现洗涤设备的被动首次充满以及再供给。特别是在使用高速文氏洗涤器的情况下，通过随后的在滑动压力运行中通风流的临界释放调节，可实现高效的放射性遏制。通过在正常发电厂运行中可准备未填充洗涤液的、“干燥的”洗涤设备用于事故运行，实现关于成本、重量等的另外的优点。

以下借助附图进一步阐明本发明的实施例。在此唯一的附图在极其简化和示意性的视图中给出关于具有反应堆外壳通风系统的沸水反应堆类型的核电站的概览。

在图1中部分示出的核设施是沸水反应堆(SWR)类型的核电站。在称为反应堆外壳4的相对于外部环境不透气地密封的、由钢和/或钢筋混凝土构成的安全壳/安全容器内设有所谓的压力室(英语：DryWell，干井)，该干井此外包含反应堆压力容器10。被反应堆外壳4包围的内室也称为安全包体或者有时称为封闭装置(Confinement)。在一种替选的术语表中，有时将安全壳(也就是其壁)称为反应堆外壳罩或者反应堆外壳建筑物，而内室本身简称为反应堆外壳。围绕反应堆外壳4此外可以设立保护屏障或者建筑壁6作为反应堆建筑的组成部分，以防止外部影响。不同于图1中所示，建筑壁6也可以距反应堆外壳4更大距离地布置，并且包围在反应堆外壳4之外的、以下所描述的系统组件的一部分或者全部。可替选地，可以设立独立的设施建筑物和系统部分。

此外，在反应堆外壳4内布置有例如环形的冷凝室12(英语：WetWell，湿井)，在压力室8内具有蒸汽释放的严重事故情况下，形成的蒸汽被引入冷凝室中用于冷凝。在此，冷凝物14在冷凝室12中汇集。冷凝室12为此例如通过在正常工作情况下根据虹吸原理借助液体塞封闭的溢流管路、也称为冷凝管92(英语：DowncomerTube，下水管)与压力室8在流通技术上连接，使得在压力室8中达到预先确定的超压情况下，蒸汽溢流到冷凝室12中。在压力室8中的气氛在这些情况下通常通过释放的蒸汽以及通过必要时引入的氮气来尽可能地惰性化。

在图1中借助带有按照环面方式构建的冷凝室12的SWR设施的例子示出该装置。该原理同样适用于没有环面实施然而具有钢外壳(衬里)和/或混凝土罩地实施的冷凝室。

通常，在反应堆运行期间，冷凝管92以其(下部的)排出开口94浸入液体14(主要是水)中，其中该液体维持直到冷凝室12中的正常液位96。通过这种方式，在具有蒸汽和不可冷凝的气体从压力室8溢出到冷凝室12中的事故情况下，流入的气体－蒸汽混合物在液体14中进行净化或洗涤。通过冷凝管92的浸入深度，确定对于开始溢流所需的、在压力室8和冷凝室12之间的压力差。其典型地是0.2巴至0.5巴。如果超过该压力差，则出现溢流，并且由此――尽管有部分发生的、蒸汽组分的冷凝――中期地出现冷凝室12中的压力升高。总之可以说的是，在压力室8中存在的相对于反应堆外壳4之外的环境的过压至少部分地转移到冷凝室12。因此，在严重事故的过程中，出现整个反应堆外壳4中的(过)压力关系的调整。当由于持续的蒸发而使得冷凝室12中的液体14的水平下降到冷凝管92的排出开口94以下时，这尤其有效，使得出现压力室8和冷凝室12之间的自由压力平衡。

虽然具有上述措施，在具有大量蒸汽释放的严重事故下会在反应堆外壳4内产生临界超压，该超压可能危及反应堆外壳4的完整性。为了应对这样的场景，在根据图1的核电站中，在需要的情况下，反应堆外壳4的经过滤的泄压设定为安全系统的组成部分(英语：FilteredContainmentVenting)。对此在核电站的正常运行中通过闭锁附件关闭的泄压管路16引导通过安全壳，通过该泄压管路，在泄压运行中在打开闭锁附件的情况下泄压流从反应堆外壳4引导到外部环境中。该过程也称为通风。主要气态的泄压流相应地也称为通风流，该泄压流特别是包含蒸汽组成部分以及不可冷凝的气体。泄压管路16也称为通风管路。总体上人们称为通风系统18。

在该情况中，压力释放管路16在入口侧包括两个独立的管路分支20和22，它们更下游地在结合部24中引导至一起。第一管路分支20具有与冷凝室12的内室互通的进入开口26。更确切地说，进入开口26布置在冷凝室12的盖区域中，即在液体之上或者在通过蒸汽冷凝而汇集在底部区域中的(液态)冷凝物14之上的、以气体填充的空间中。第二管路分支22具有与压力室8的内室互通的入口28，其在大地测量学上明显比第一管路分支20的进入开口26更高。

两个管路分支20和22的每个都配备有其自己的闭锁附件30或32，闭锁附件分别构建为具有两个串联连接的单个附件(双重配置)的双子附件。沿通风流的流向34看，相应的闭锁附件30或32直接在通过安全壳的相关穿通引导部之后，使得通风流可以根据需要仅仅通过第一管路分支20或者第二管路分支22从反应堆外壳4的相应关联的空间区域排出，或者通过两个管路分支20和22同时进行(如果两个进入开口26和28位于相似的压力水平)。特别地，在事故过程的第一阶段中，通风流可以仅仅通过第一管路分支20从冷凝室12排出。如果在之后的阶段中出现冷凝室12的完全溢出，则该管路分支关闭，并且替代地将连接到压力室8的第二管路分支22激活用于通风。

为了在通风时将释放到环境中的放射性物质降低到合理程度，相应的遏制系统以过滤设备和洗涤设备的形式连接到泄压管路16中。因为通常在沸水反应堆的情况下，在反应堆外壳4内的可用空间有限，所以在根据图1的设施情况下这些设备布置在安全壳之外。为了仍然能够实现对于外部影响足够的防护，在合适的建筑物中进行布置。

特别是存在用于通风流的文氏洗涤器类型的、设立在反应堆外壳4之外的湿式洗涤器36，该湿式洗涤器在两个管路分支20和22的结合部24的下游、并且由此在相应的闭锁附件30或32的下游连接到泄压管路16中。湿式洗涤器36包括洗涤液容器38或简称为洗涤容器。在其中设置至少一个文氏管40，优选多个文氏管40，优选沿竖立方向或稍微倾斜的方向。在输入侧，相应的文氏管40在其下端部上连接到泄压管路16的上游区段，并且在出口侧，文氏管40的位于更上部的出口42伸入到洗涤液容器38中。在位于其间的喉颈区段中——该喉颈区段根据文氏或Laval喷嘴的形式越来越细，更准确地说在称为喉颈位置44的最狭窄的位置上，文氏管40具有例如根据缝隙的形式在圆形文氏管的情况下特别是构建为环形缝隙的、用于洗涤液的吸入口46。

在至今主要流行的系统设计中，洗涤液容器38在通风运行期间以洗涤液52填充直至设计液位48，该设计液位位于吸入口46之上和出口42之下。该运行方式在图1中示出的湿式洗涤器36的右半部分中表明(左半部分和右半部分分别代表同一洗涤装置的不同运行状态)。由下方进入到文氏管40中的通风流在喉颈位置44达到其最高流速，并且在此通过吸入口46从洗涤液容器38抽吸周围的洗涤液52，洗涤液以细雾滴的形式被一起拖走。由于洗涤液52的碎化和雾化，在文氏管40内产生在通风流与洗涤液52之间的内部交换效应，由此在通风流中带有的、由空气或气体携带的、气溶胶和碘化合物形式的放射性物被储存到洗涤液滴中。

掺入加载放射性的洗涤液雾的通风流于是优选根据自由吹出的设置的形式在文氏管40的上端部上、即在洗涤液水平之上由出口42流出。在那里例如在碰撞分离器54上产生一方面为洗涤液52以及另一方面为气态通风流的第一分离。在此，放射活性的组成部分大部分在洗涤液52中保持结合，其根据重力分离的原理又下沉。而清洁的通风流聚集在洗涤液水平之上，并且在流经也称为除雾器的细分离器56之后进入到泄压管路16的后置的区段中，该泄压管路连接到洗涤液容器38的头部上。

作为洗涤液52优选基本上使用水，该水按照需要掺入来自化学试剂容器58的化学添加剂或试剂。化学试剂容器58在本实施例中在湿式洗涤器36的上游通过连接管路60连接到泄压管路16。该化学试剂容器优选建立在大地测量学上提高的位置，使得化学试剂供给到通风流中纯被动地通过重力实现。在连接管路60中的优选可调节的节流阀62实现期望的配量。在连接管路60中的、在通风系统的备用状态中关闭的闭锁装置63实施为破裂元件或者借助熔片在需要情况下自动打开。代替在此设置的将化学试剂通过通风流供给，通风流将泄压管路16内的化学试剂一起拖走并且运输到洗涤液容器38中，也可以设计将化学试剂容器58或者连接管路60直接耦合到洗涤液容器38上。

代替唯一的湿式洗涤器36，特别是为了匹配于存在的建筑实际，也可以存在多个按照流通并联连接的湿式洗涤器36。出于该目的，泄压管路16在这样的分为子单元(“SplitVersion，划分版本”)的洗涤器部分的上游具有相应地到子管的分支，并且必要时在洗涤器部分下游具有结合装置/汇总引导部。

在湿式洗涤器36的下游，经清洁的通风流流经连接到泄压管路16的末端区段中的节流阀/节流设备64，并且在此大约降至环境大气的压力。也还可以在节流设备64上游或下游或者在泄压管路16的末端区段中存在另外的、在此未示出的过滤设备，特别是干式过滤器和/或吸收性过滤器类型。最后，经清洁和降压的通风流通过烟囱66或其他排出开口释放到环境中。

通风系统18在本情况下设计用于在通风运行中湿式洗涤器36的特别高的遏制率。如在德国专利文献DE10328773B3中所述那样——当时通过FramatomeANP有限公司(现在是AREVA有限公司)提交，成功实现这一点的方式是，在文氏管40的喉颈位置44测量，将通风流设置特别高的流速，例如150米/秒或更高。这纯被动地通过在滑动压力运行(英语：SlidingPressureRegime)下通风流在节流设备64上所谓的临界泄压来实现。对于实现这一点的系统设计的细节、特别是关于引导流通的构件的构型和尺寸确定以及相关方法方面的细节，参照所述专利文献DE10328773B3，该专利文献因此明确声明为本说明书的组成部分(援引加入)。

相应地，泄压管路16的位于节流设备64下游的末端区段在通风运行期间形成接近大气压(大约1巴)的低压区段。而与此相对，泄压管路16的初始区段原则上形成接近反应堆外壳压力的高压区段(典型地在泄压开始时为2至4巴或者更大)。然而，在湿式洗涤器36的文氏管40中和/或也已经在之前在文氏管入口中通常同样出现相当显著的压降(大约0.3至1巴)，特别是在相应的针对目标的设计和构型中。在泄压管路16中通过这种方式在出口42上游在洗涤液容器38中构建的节流区段102在图1中仅仅示意地标明，其中该节流区段可以是沿流向34比较扩展的，或者也可以集中到一个或多个短的节流位置。因此，可以在压力分级(两级压力下降)的如此的形成中谈及在文氏管40上游的高压区段、在位于更下游的管路区段中的中压区段直至节流设备64和在节流设备64下游的低压区段(关于通风运行)。

如已经在上述专利文献DE10328773B3中表达的那样，在这样的通风系统18的运行中的中心问题在于洗涤液52中积聚的裂变产物的衰变热。衰变热导致在湿式洗涤器36中洗涤液容器的蒸发，这与“干燥运行”的危险相联系。这将又引起原来期望的过滤和遏制功能的很大程度上的损失。在按照DE10328773B3的设备中，该问题通过如下方式解决：一方面设置有放射性加载的热洗涤液52到反应堆外壳4中的回送。另一方面，在湿式洗涤器36中最初的洗涤液储存被比较大规模地计量。此外，通过蒸发和通过回送而在湿式洗涤器36中“耗用的”洗涤液52由从外部储存容器再供给比较冷的洗涤液52来代替。这导致具有相应的位置需求和高制造和维护成本的比较大容积的容器。

为了避免这种情况，在按照图1的通风系统18中实现基于此的不同方案：

湿式洗涤器36在待命运行下(也即：在核电站的正常运行中)保持干燥。即将开始通风运行时才给洗涤液容器38填充洗涤液52。为此在冷凝室12中存在的液体14和/或在事故情况下在那里积聚的冷凝物转移到洗涤液容器38中，并且在那儿用作洗涤液52。冷凝室12于是在通风系统18的备用状态期间形成还是空的或者仅仅部分填充的、之后在事故条件下在激活通风系统18时很大程度上被填充的、用于液体14的储存装置67，该液体用作湿式洗涤器36中的洗涤液52。该转移优选纯被动地在没有使用电动或其他有源元件的情况下实现。

具体地，出于该目的，将用作填充管路的用于液体/冷凝物14的过流管路或供给管路68从冷凝室12穿过安全壳引导到湿式洗涤器36的洗涤液容器38中。馈送管路68的入口70布置在冷凝室12的底部区域中，并且尤其是在冷凝室12中开始蒸汽冷凝的情况下可靠地在形成的冷凝物液体水平以下。通过在冷凝室12内的尽可能低的布置，尤其是在冷凝管92的排出开口94以下，入口70在具有非常小的液位高度的情况下仍浸入液体14中。在液体/冷凝物14的溢流方向上看，紧接在引导通过安全壳6之后，闭锁附件72连接到馈送管路68中。在更下游，可选的节流阀74以所希望的方式限制通过馈送管路68的流通。最后，馈送管路68在末端侧汇入洗涤液容器38的内室中。

可替选地(这里未示出)，供给管路70可以连接到存在的、布置在冷凝室12下部区域中或者在冷凝室12之下的并且与其连接的排水和再冷却系统98上。

在核电站的正常工作期间，供给管路68中的闭锁附件72关闭，在泄压管路16的两个管路分支20和22中的闭锁附件30和32同样如此。在湿式洗涤器36的洗涤液容器38中，还不存在洗涤液52，该洗涤液容器是干燥的。

在发生带有核电站的压力室8中并且由此也在冷凝室12中的大量蒸汽释放以及带有在那里汇聚的冷凝物14的冷却剂损失事故情况下，在数秒至数分钟的比较短的激活阶段期间，首先在泄压管路16中的关闭的闭锁附件30和32情况下，将用于液体/冷凝物14的供给管路68中的闭锁附件72打开。因为如上面所描述的那样，冷凝室12的内室由于事故而处于例如2至6巴的压力水平上，而在洗涤液容器38的内室中在激活阶段还主要是大约1巴的环境压力，所以在这种情况下大约1至5巴的形成的静态压力差驱动液体/冷凝物14从冷凝室12通过供给管路68进入洗涤液容器38中。由此，以纯粹被动的方式、即没有使用电泵等等而出现初始填充洗涤液容器38直到已经提及的通常的设计填充状态48。通过比较大的驱动压力差，可以克服储存装置67和湿式洗涤器36的建立位置之间的、达到大约30米或者更大的高度差。

一旦以这种方式建立湿式洗涤器36的就绪状态，可以通过打开闭锁附件30和/或32在泄压管路16中引入实际的、带有通风流的湿式清洗的通风运行。于是，由于流体动力学，在泄压管路16中构建在上面所述的压力级，其具有高压区段、中压区段和低压区段。在冷凝室12和洗涤液容器38之间存在的、在该工作状态中典型还为0.3至1巴的压差在打开闭锁附件72的情况下进一步将液体/冷凝物14从冷凝室12驱动到湿式洗涤器36中，其在那里用作洗涤液52。通过这种方式，于是也实现了通过蒸发消耗的洗涤液52优选纯被动地从内部储存装置67随后的再供给，其中该内部储存装置由于所基于的事故条件总归是存在的。

基于该设计，附加地存在的用于洗涤液52的外部储存容器76可以具有相对于过去的设施而言比较小的容积。储存容器76例如在大地测量学上如此高地建立，使得实现洗涤液52通过作用的重力供给或再供给到洗涤液容器38中。可提选或附加地，如图1中所示，输送泵78连接到储存容器76和湿式洗涤器36之间的连接管路80中，该输送泵例如通过电动机或气体膨胀马达或诸如此类的类型的驱动马达82驱动。为此，存在相应的紧急电流机组、电池、蓄电池、压力气瓶等。可替选地，液体传输可以直接通过加压的驱动气体来进行。

如在图1中示出的湿式洗涤器36的右半部中标明的那样，可以通过被动的浮球阀84或类似物在供给管路68中实现洗涤液容器38中的洗涤液液位的自动调节。亦即，调节阀的阀体根据当前水平高度通过在洗涤液容器38中与之机械耦合的浮子操作。由此，馈送管路68中的闭锁附件72仅需在激活阶段开始时打开一次，并且在打开之后不再需要操作，因为填充状态的调节随后通过浮球阀84进行。

替代所描述的工作方式(其中在实际的通风过程之前进行激活阶段用于初始填充湿式洗涤器36)，也可以同时或者时间相近地打开泄压管路16中的闭锁附件30或32和供给管路68中的闭锁附件72。在此，与通风过程的开始同时地开始通过已经提及的、冷凝室12和洗涤液容器38之间的动态出现的典型为0.3至1巴的压力差用洗涤液52填充湿式洗涤器36。为了在此将湿式洗涤器36的初始干燥运行保持尽可能短，洗涤液容器38通过适当地选择的内部轮廓和/或内部分区实现，使得在洗涤液52从内部或外部储存装置导入时，在文氏管40的吸入口46的区域中产生洗涤液水平的比较快速的上升。

如图1所示，例如可以在比较大的洗涤液容器38内(该洗涤液容器作为整体环绕文氏装置并且相对于环境密封)设置明显更小的向上敞开的洗涤液容器或池86，其在具有吸入口46的喉颈位置44的区域中包围文氏管40，并且供给管路68的出口88伸入或通入其中。在该实施例中根据接收漏斗的形式或向上敞开的环形腔的形式构建的小池86特别是也尽可能完全收集由碰撞分离器54以及必要时由细分离器56落下的洗涤液滴。为此，反流管路(未示出)可以从相应的分离器引导到池86中。池86具有例如小于洗涤液容器38的总容积1/10的容积(关于设计液位48而言)，并且相应地在组合的通风和填充过程的开始在最短时间内、例如小于10分钟、优选小于3分钟，完全填充直至上边缘，如在图1中示出的湿式洗涤器36的左半部中标明的那样。由此，通风流的上述湿式清洁非常早地开始。随着继续的通风运行，剩余的洗涤液容器38也填充直至所期望的设计液位48，该设计液位特别是确保均衡的运行条件。

当通过洗涤液容器38形成的包围内设置多个通过分配器按照流通平行连接的文氏管40时，这样的构型是特别有意义的，因为于是包围的洗涤液容器38必要地是比较大容积的。合乎目的的是，在该情况下，每个或至少大多数文氏管40设有用于快速初始填充的自身的小池86。

可选择地，可以设有洗涤液52从洗涤液容器38经由在此未示出的回送管路到反应堆外壳4中的、连续的或者时而按照要求进行的回送或再循环，用于克服压力上升的输送泵连接到其中。关于此参考已经提及的在先专利DE10328773B3。

虽然在上述说明中，沸水反应堆的具有从冷凝室12提取洗涤液52的特别重要的情况得到强调，然而可能的是，使用在反应堆外壳4内的其他内部液体储存装置。所描述的方案尤其是也可以应用在压水反应堆中。在那里，例如可以从反应堆建筑的槽区域中抽吸槽水。此外，考虑其他的、安装在反应堆外壳4中的涌流盆、储存盆或储存容器作为用于要提取的洗涤液的储存装置。在这些情况中，相应的储存装置67也优选应当布置并且与(其余的)反应堆外壳4按照流通地或者在气压侧地连接，使得在事故情况下出现的、反应堆外壳4中的超压能够用于将液体14从储存装置67被动地输送到湿式洗涤器36中。

附图标记表

2核设施20管路分支

4反应堆外壳/安全壳22管路分支

6建筑物壁24结合部

8压力室26入口

10反应堆压力容器28入口

12冷凝室30闭锁附件

14冷凝物/液体32闭锁附件

16泄压管路34流向

18通风系统36湿式洗涤器

38洗涤液容器68供给管路

40文氏管70入口

42出口72闭锁附件

44喉颈位置74节流阀

46吸入口76储存容器

48设计液位78输送泵

52洗涤液80连接管路

54碰撞分离器82驱动马达

56细分离器84浮球阀

58化学试剂容器86池

60连接管路88出口

62节流阀92冷凝管

64结构设备94排出开口

66烟囱96正常液位

67储存装置98排水和再冷却系统

102节流区段

Claims (14)

1.一种用于核设施(2)的反应堆外壳(4)的泄压系统(18)，带有引导穿过反应堆外壳(4)的、能够借助闭锁附件(30，32)关闭的泄压管路(16)，其中在泄压管路(16)的位于反应堆外壳(4)外部的区段中连接有湿式洗涤器(36)用于在泄压运行中在打开闭锁附件(30，32)时形成的泄压气流，

其特征在于，具有

储存装置(67)，其布置在反应堆外壳(4)中或者按照流通地与反应堆外壳连接，使得在反应堆外壳(4)中存在的相对于外部环境的超压至少部分地、优选大部分地或者完全地传递给储存装置(67)，以及

从储存装置(67)向湿式洗涤器(36)引导的、能够借助闭锁附件(72)关闭的供给管路(68)，用于从储存装置(67)为湿式洗涤器(36)供给用作洗涤液(52)的液体(14)。

2.根据权利要求1所述的泄压系统(18)，其中储存装置(67)通过冷凝室(12)或者连接到其上的排水和再冷却系统(98)形成。

3.根据权利要求1所述的泄压系统(18)，其中储存装置(67)是相对于其余的反应堆外壳(4)压力均衡的、尤其是敞开的盆。

4.根据权利要求1至3之一所述的泄压系统(18)，其中湿式洗涤器(36)具有相对于反应堆外壳(4)的其余内部空间密封的洗涤液容器(38)，并且其中在进入洗涤液容器(38)的过渡部(42)的上游、在泄压管路(16)的区段中构建节流区段(102)。

5.根据权利要求4所述的泄压系统(18)，其中所述节流区段(102)实现为：使得在泄压管路(16)中打开的闭锁附件(30，32)情况下在反应堆外壳(4)内具有至少2巴的绝对压力、优选至少4巴的绝对压力的泄压过程开始时，在洗涤液容器(38)内部的压力相对地降低至少0.3巴，优选降低至少1巴。

6.根据权利要求4或5所述的泄压系统(18)，带有通过浮球阀(84)在洗涤液容器(38)内实现的液位调节装置，该液位调节装置用于通过供给管路(68)供给的洗涤液(52)。

7.根据权利要求1至6之一所述的泄压系统(18)，其中湿式洗涤器(36)设计为具有设置在洗涤液容器(38)中的文氏管(40)的文氏洗涤器，在该文氏管的喉颈位置(44)上具有用于将洗涤液(52)文氏喷射到泄压流中的吸入口(46)。

8.根据权利要求7所述的泄压系统(18)，其中，在洗涤液容器(38)内设置有用于洗涤液(52)的、包围文氏管(40)的吸入口(46)的池(86)，该池的容量明显小于洗涤液容器(38)的容量。

9.根据权利要求1至8之一所述的泄压系统(18)，其中，沿泄压流的流向(34)观察，在湿式洗涤器(36)之后，节流设备(64)连接到泄压管路(16)中，所述节流设备配置用于泄压流的临界释放。

10.根据权利要求1至9之一所述的泄压系统(18)，具有在就绪状态下干燥的湿式洗涤器(36)。

11.一种核设施(2)，特别是沸水反应堆，具有反应堆外壳(4)和用于反应堆外壳(4)的根据权利要求1至10之一所述的泄压系统(18)。

12.用于运行根据权利要求1至10之一所述的泄压系统(18)的方法，其中在泄压过程期间或者之前，液体(14)通过在反应堆外壳(4)与湿式洗涤器(36)之间的压差从储存装置(67)通过供给管路(68)输送到湿式洗涤器(36)中。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在泄压之前的激活阶段期间进行湿式洗涤器(36)的首次填充，其中在泄压管路(16)中的闭锁附件(30，32)闭合的情况下，打开供给管路(68)中的闭锁附件(72)。

14.根据权利要求12所述的方法，其中在泄压期间在打开泄压管路(16)中的闭锁附件(30，32)情况下以及打开供给管路(68)中的闭锁附件(72)的情况下，将耗用的洗涤液(52)再供给到湿式洗涤器(36)中。