CN105355249A - 核电站放射性废气处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站放射性废气处理装置，其包括硅胶干燥床和活性炭滞留床；硅胶干燥床与上游的放射性废气管线连接，对放射性废气进行干燥；活性炭滞留床连接在硅胶干燥床的下游，利用活性炭的选择性吸附作用对废气中的放射性惰性核素进行动态吸附滞留，使惰性核素充分衰变而降低放射性水平。与现有技术相比，本发明核电站放射性废气处理装置采用硅胶干燥床和活性炭滞留床的搭配组合对放射性废气进行有效处理；硅胶干燥床可以将废气的湿度控制在较低水平，提高活性炭的吸附性能和使用寿命；活性炭滞留床对惰性核素进行动态吸附使其滞留衰变，有效降低了放射性水平，同时提高了整个处理装置的系统安全性、操作便利性及空间占用量。

Description

核电站放射性废气处理装置

技术领域

本发明属于核电站放射性废气处理领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站放射性废气处理装置。

背景技术

在核电站、研究堆等核设施中，裂变反应时产生的放射性核素，如Xe、Kr等，需要经过处理后方可向环境进行排放。目前国内外对放射性废气处理工艺主要采用加压贮存的方式。

请参阅图1，为一种已知核电站中采用加压贮存工艺处理放射性废气的工艺示意图。废气在经过上游废气压缩机加压后进入衰变箱10中贮存，贮存期间Xe、Kr等短寿命核素不断衰变，放射性水平得以降低；衰变后的废气在取样分析达标后通过电厂通风系统的烟囱12向环境排放。但是，上述工艺需要在上游将废气进行加压浓缩，使得废气的放射性活度浓度有所增高，长时间贮存过程中有放射性泄漏的风险，而且增加了操作人员辐射防护和屏蔽的难度和成本。再者，衰变箱10的体积较大，需占用较多厂房空间，且无法实现模块化集成，具有现场施工耗时长、工作量大等缺点。

另外，图1中系统所使用设备、阀门、仪表和管线等部件无法实现模块集成，需要由不同厂家陆续分批发货到现场，最后由现场施工操作人员进行安装。由于各类部件的到货时间不同，只能在现场对其进行存储和管理，这一方面增加了贮存空间要求和存储、维护的工作量，另一方面需要在现场相对恶劣的条件下(施工环境较差、施工空间狭小、工具存在不足)，进行大量的组装工作，存在施工难度大、施工工期长、安装质量下降等诸多问题。

有鉴于此，确有必要一种提供能够解决上述问题的核电站放射性废气处理装置。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种安全性高、空间占用少的核电站放射性废气处理装置，以降低放射性泄漏的风险以及操作人员辐射防护的难度。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站放射性废气处理装置，其包括硅胶干燥床和活性炭滞留床；硅胶干燥床与上游的放射性废气管线连接，对放射性废气进行干燥；活性炭滞留床连接在硅胶干燥床的下游，利用活性炭的选择性吸附作用对废气中的放射性惰性核素进行动态吸附滞留，使惰性核素充分衰变而降低放射性水平。

作为本发明核电站放射性废气处理装置的一种改进，所述活性炭滞留床至少包括彼此串联的两台，且任一台活性炭滞留床均与一条备用支管并联，确保任一台活性炭滞留床停运时不会影响整个装置的运行。

作为本发明核电站放射性废气处理装置的一种改进，还包括模块支架，硅胶干燥床、活性炭滞留床以及与二者相关的管线均安装固定在模块支架上，从而与模块支架形成一个集成为一体、并设有对外连接接口的独立模块。

作为本发明核电站放射性废气处理装置的一种改进，所述独立模块安装在独立、封闭的屏蔽隔间中进行隔离。

作为本发明核电站放射性废气处理装置的一种改进，所述核电站放射性废气处理装置还包括日常维护用部件，日常维护用部件全部设置在屏蔽隔间外，通过独立模块的对外连接接口与独立模块中的硅胶干燥床、活性炭滞留床连接。

作为本发明核电站放射性废气处理装置的一种改进，所述日常维护用部件包括操作阀门和仪表。

作为本发明核电站放射性废气处理装置的一种改进，所述屏蔽隔间外设置有与硅胶干燥床、活性炭滞留床连通的装卸料口，以便在屏蔽隔间以外通过装卸料口进行硅胶和活性炭的更换。

作为本发明核电站放射性废气处理装置的一种改进，所述模块支架包括平板状的底座以及固定在底座上的固定或支撑元件，硅胶干燥床、活性炭滞留床以及相关的管线在模块支架上的安装工作在制造厂完成。

与现有技术相比，本发明核电站放射性废气处理装置采用硅胶干燥床和活性炭滞留床的搭配组合对放射性废气进行有效处理；硅胶干燥床可以将废气的湿度控制在较低水平，提高活性炭的吸附性能和使用寿命；活性炭滞留床对惰性核素进行动态吸附使其滞留衰变，有效降低了放射性水平，同时提高了整个处理装置的系统安全性、操作便利性及空间占用量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站放射性废气处理装置及其有益效果进行详细说明。

图1为一种已知核电站所使用的放射性废气处理装置的工艺示意图。

图2为本发明核电站放射性废气处理装置的流程示意图。

图3为本发明核电站放射性废气处理装置的三维结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图2和图3，本发明核电站放射性废气处理装置包括硅胶干燥床30、活性炭滞留床32、管线、阀门以及承载上述设备的模块支架。

硅胶干燥床30的入口与上游的放射性废气管线连接，利用干燥床中的硅胶对上游经过预处理的放射性废气进行进一步干燥。

活性炭滞留床32至少包括串联的两台：第一台活性炭滞留床32的入口通过管线与硅胶干燥床30的出口连接；第二台活性炭滞留床32的入口通过管线与第一台活性炭滞留床32的出口连接，第二台活性炭滞留床32的出口与通往下游设备的管线连接。另外，为了避免一台活性炭滞留床故障时另一台活性炭滞留床可用，两台活性炭滞留床32均与一条备用支管36并联，备用支管36的存在使得第二台活性炭滞留床32的入口可以绕过第一台活性炭滞留床32而直接与硅胶干燥床30的出口连接，同样使得第一台活性炭滞留床32的出口可以绕过第二台活性炭滞留床32而直接与通往下游设备的管线连接。当然，两台活性炭滞留床32、32的出入口管线以及每一备用支管36上都设置有控制相应管线通断的阀门。

模块支架包括平板状的底座40以及固定在底座40上的固定或支撑元件42，固定或支撑元件42包括但不限于各种支撑柱、角钢、限位片等结构。底座40中还根据实际需要留有走线槽、通气口等可能用到的开口。

本发明核电站放射性废气处理装置的安装步骤为：首先，在制造厂内预制模块支架，并将硅胶干燥床30、活性炭滞留床32和相关的管线(也就是图2中虚线框中的设备和管线)安装固定在模块支架上，从而形成一个集成为一体、并设有对外连接接口的紧凑型独立模块，独立模块中并不包括日常维护时需要用到的操作阀门、仪表等部件；然后，再将上述独立模块整体运送到现场，进行定位和接口连接等安装工作，并且将独立模块安装在独立、封闭的屏蔽隔间进行单独隔离，使得具有较高放射性活度的硅胶干燥床30、活性炭滞留床32与操作人员基本无接触。由于相关的操作阀门、仪表等日常维护时需要用到的部件均设在独立模块以外，处于未隔离的操作人员易达位置，因此独立模块的隔离并不影响运行操作。当然，硅胶干燥床30、活性炭滞留床32均设置了外部操作用的装卸料口，以便发生硅胶、活性炭失效的意外情况时，可在屏蔽隔间以外通过装卸料口进行更换。

由于独立模块的采购、制造和集成等工作都可在制造厂内完成，因此具有组装耗时短、质量高的优点，后续仅需在现场进行少量的安装工作，从而大大降低了现场工作量和施工难度，也在保证施工质量的基础上缩短了施工周期。

本发明核电站放射性废气处理装置工作时，放射性废气首先进入硅胶干燥床30进行干燥，废气夹带的水汽被硅胶吸收，达到进一步的干燥作用；干燥后的废气进入活性炭滞留床32，通过活性炭的选择性吸附作用对废气中的放射性惰性核素进行滞留，在吸附-脱吸-再吸附的动态吸附过程中，惰性核素逐步与氢气、氮气等载气分离，短寿命充分衰变，放射性水平得以降低。放射性活度检测合格后的废气可通过电厂通风系统的烟囱排放。

与现有技术相比，本发明核电站放射性废气处理装置至少具有以下有益效果：

1)采用硅胶干燥床30和活性炭滞留床32的搭配组合对核电站产生的放射性废气进行有效处理，硅胶干燥床30可以将废气的湿度控制在较低水平，提高活性炭的吸附性能和使用寿命，活性炭滞留床32对惰性核素进行动态吸附使其滞留衰变，有效降低了放射性水平；

2)活性炭滞留工艺在系统安全性、操作便利性及空间占用量等多方面均比衰变箱存在优势；

3)将硅胶干燥床30、活性炭滞留床32和相关的管线安装固定在模块支架上，从而形成一个集成为一体、并设有对外连接接口的紧凑型独立模块，可保证绝大部分安装工作在制造厂内完成完成，这一方面大大降低了现场施工量和施工难度，另一方面也在保证施工质量的基础上缩短了施工周期；

4)独立模块在现场组装后被单独隔离，使得具有较高放射性活度的硅胶干燥床30、活性炭滞留床32与操作人员基本无接触，有效降低了操作人员的放射性辐照剂量；由于相关的操作阀门、仪表等日常维护时需要用到的部件均设在独立模块以外，处于未隔离的操作人员易达位置，因此独立模块的隔离并不影响运行操作。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术操作人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种核电站放射性废气处理装置，其特征在于：包括硅胶干燥床和活性炭滞留床；硅胶干燥床与上游的放射性废气管线连接，对放射性废气进行干燥；活性炭滞留床连接在硅胶干燥床的下游，利用活性炭的选择性吸附作用对废气中的放射性惰性核素进行动态吸附滞留，使惰性核素充分衰变而降低放射性水平。

2.根据权利要求1所述的核电站放射性废气处理装置，其特征在于：所述活性炭滞留床至少包括彼此串联的两台，且任一台活性炭滞留床均与一条备用支管并联，确保任一台活性炭滞留床停运时不会影响整个装置的运行。

3.根据权利要求1或2所述的核电站放射性废气处理装置，其特征在于：还包括模块支架，硅胶干燥床、活性炭滞留床以及与二者相关的管线均安装固定在模块支架上，从而与模块支架形成一个集成为一体、并设有对外连接接口的独立模块。

4.根据权利要求3所述的核电站放射性废气处理装置，其特征在于：所述独立模块安装在独立、封闭的屏蔽隔间中进行隔离。

5.根据权利要求4所述的核电站放射性废气处理装置，其特征在于：所述核电站放射性废气处理装置还包括日常维护用部件，日常维护用部件全部设置在屏蔽隔间外，通过独立模块的对外连接接口与独立模块中的硅胶干燥床、活性炭滞留床连接。

6.根据权利要求5所述的核电站放射性废气处理装置，其特征在于：所述日常维护用部件包括操作阀门和仪表。

7.根据权利要求4所述的核电站放射性废气处理装置，其特征在于：所述屏蔽隔间外设置有与硅胶干燥床、活性炭滞留床连通的装卸料口，以便在屏蔽隔间以外通过装卸料口进行硅胶和活性炭的更换。

8.根据权利要求3所述的核电站放射性废气处理装置，其特征在于：所述模块支架包括平板状的底座以及固定在底座上的固定或支撑元件，硅胶干燥床、活性炭滞留床以及相关的管线在模块支架上的安装工作在制造厂完成。