CN108154945A - 一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统，用于在小型堆发生严重事故时，对安全壳排放的气体进行过滤，包括设置于安全壳（5）内的第一过滤器（1），设置于安全壳（5）外部的盛有除盐水（30）的过滤主容器（3），以及与所述过滤主容器（3）连接的放射性废气处理系统（6），所述过滤主容器（3）为小型堆的水池、船体密封舱室或隔间。本发明在安全壳中设置第一过滤器，并利用船上已有的密封舱室或隔间作为过滤主容器的外壳，在无需占用额外布置空间的情况下，即可实现对安全壳排放气体的过滤，节省了系统成本和布置空间。

Description

一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统

技术领域

本发明涉及小型核反应堆技术领域，具体涉及一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统。

背景技术

核电站安全壳是防止放射性物质释放到环境中的最后一道屏障。当严重事故发生后，安全壳内的压力逐渐升高，最终可能会破坏安全壳的完整性，造成放射性物质的外泄。安全壳过滤排放系统通过主动泄压使安全壳内的压力不超过其承载限值，从而确保安全壳的完整性。同时，通过安装在卸压管线上的过滤装置对排放气体的放射性物质进行过滤，使排放到环境中放射性剂量在环境允许范围内。

图1示出了一种传统大型压水堆核电站（如CPR1000）的安全壳过滤排放系统结构示意图。在该现有技术中，安全壳过滤排放系统管道自反应堆安全壳直接引出，进入文丘里水洗器；排气经文丘里水洗器过滤后进入金属纤维过滤器过滤，后通过放射性监测装置最终排向电厂烟囱。其中文丘里水洗器的洗涤液在喷管喉部雾化，实现被过滤气体和洗涤液的充分接触，去除排气中的气溶胶和碘。文丘里水洗器与金属纤维过滤器相连，金属纤维过滤器进一步去除排气中所带液体及残留放射性废物，降低排气中的放射性废物。但是，由于传统大型压水堆核电站体积庞大，安全壳外空间布置几乎不受尺寸限制，其安全壳过滤排放系统质量、体积均偏大。

而在一些小型反应堆中，例如置于海上（水上）的小型堆，由于其空间狭小、载荷有限，现有技术中传统的这种压水堆核电站的沉重、庞大的安全壳过滤排放系统不适用于移植到小型堆中运用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统，占用空间小，工艺简单，过滤效果好。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统，用于在小型堆发生严重事故时，对安全壳排放的气体进行过滤，至少包括设置于安全壳内的第一过滤器，设置于安全壳外部的盛有除盐水的过滤主容器，以及与所述过滤主容器连接的放射性废气处理系统，其中：

所述过滤主容器为小型堆的水池、船体密封舱室或隔间；

所述第一过滤器通过一卸压管线与所述过滤主容器连通，所述卸压管线穿设所述安全壳以及所述过滤主容器，其一端连接所述第一过滤器，其另一端位于所述除盐水的液面以下，并连接有一鼓泡装置，在所述卸压管线上进一步设置有安全壳手动隔离阀；

放射性废气处理系统通过一排放管线与所述过滤主容器连通，所述排放管线一端穿设在所述过滤主容器位于除盐水的液面之上的空间，另一端连接所述放射性废气处理系统，在所述排放管线上进一步设置有手动隔离阀。

其中，在所述安全壳中进一步设置有第二过滤器，所述第二过滤器通过旁路管线连接在所述卸压管线上，在所述旁路管线上设置有一逆止阀。

其中，所述第一过滤器和第二过滤器均为金属纤维过滤器。

其中，所述安全壳手动隔离阀为相互串联的两个常关的带远传功能的手动隔离阀。

其中，放射性废气处理系统中设置有碳分子材料。

实施本发明实施例，具有如下的有益效果：

首先，在安全壳内增设第一过滤器（以及第二过滤器），其体积较小，可以尽可能地将放射性核素滞留在安全壳内；

同时，充分利用小型堆水池密封舱室或隔间，将其作为二级过滤设备，对安全壳排放的气体进一步过滤，可以节省设备占用空间，降低成本，且便于后期放射性废物的处理；

另外，可以实现非能动过滤排放功能，减少了工艺复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的一种大型压水堆核电站的安全壳过滤排放系统结构示意图；

图2是本发明提供的一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，示出了本发明提供的一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统一个实施例的结构示意图，在该实施例中，该安全壳过滤排放系统用于在小型堆发生严重事故时，对安全壳排放的气体进行过滤，其至少包括设置于安全壳5内的第一过滤器1，设置于安全壳5外部的盛有除盐水30的过滤主容器3，以及与所述过滤主容器3连接的放射性废气处理系统6，其中：

所述过滤主容器3为小型堆的水池、船体密封舱室或隔间；

所述第一过滤器1通过一卸压管线2与所述过滤主容器3连通，所述卸压管线2穿设所述安全壳5以及所述过滤主容器3，其一端连接所述第一过滤器1，其另一端位于所述除盐水30的液面以下，并连接有一鼓泡装置4，在所述卸压管线2上进一步设置有安全壳手动隔离阀20；

放射性废气处理系统6通过一排放管线9与所述过滤主容器3连通，所述排放管线9一端穿设在所述过滤主容器3位于除盐水30的液面之上的空间，另一端连接所述放射性废气处理系统6，在所述排放管线9上进一步设置有手动隔离阀90。

进一步的，在所述安全壳5中进一步设置有第二过滤器7，所述第二过滤器7通过旁路管线8连接在所述卸压管线2上，在所述旁路管线8上设置有一逆止阀80。

其中，所述第一过滤器1和第二过滤器7均为金属纤维过滤器。

其中，所述安全壳手动隔离阀20为相互串联的两个常关的带远传功能的手动隔离阀。

其中，所述放射性废气处理系统6中设置有用于除碘的碳分子材料。

具体地，下述说明一下本发明的工作原理及工作过程：

在安全壳出现严重事故后，安全壳压力超限值，手动打开安全壳隔离阀，安全壳开始泄压：壳内第一过滤器进行预过滤，过滤后的气体排向水池的水空间中，经鼓泡装置鼓泡水洗后进入废气处理系统，整个过程为非能动。该方案对安全壳排气中放射性物质的过滤分为三步：

一级过滤：壳内第一过滤器以及第二过滤器过滤

在安全壳内设置有第一过滤器和第二过滤器，其中，第一过滤器优先进行工作，当第一过滤器堵塞时，安全壳和管线压差大于逆止阀的整定值时，第二过滤器开始工作。第一过滤器或第二过滤器对安全壳气体进行首次过滤，使大量放射性物质滞留在安全壳内。

二级过滤：过滤主容器水洗

安全壳排气通过鼓泡装置充分鼓泡后，将大气泡分散或变成小气泡，增加气体与水溶液的接触面积，可以减小气流压力，防止水锤现象。通过该水洗过程，可以将放射性气溶胶滞留在水溶液中（或水面上）。进一步地，在过滤主容器（如水池）中可以适时添加化学试剂，以提高水池过滤效率及效果，其中，所述化学试剂可以是诸如氢氧化纳和硫代硫酸纳的混合溶液。

三级过滤：废气处理系统除碘

水池水洗后含碘的气体上升至水池的上部气空间，再进入废气处理系统通过碳分子筛除碘，进行废气排放处理。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

首先，在安全壳内增设第一过滤器（以及第二过滤器），其体积较小，在安全壳泄压时可以尽可能地将放射性核素滞留在安全壳内；

同时，充分利用小型堆水池密封舱室或隔间，将其作为二级过滤设备，对安全壳排放的气体进一步过滤，可以节省设备占用空间，降低成本，且便于后期放射性废物的处理；

另外，可以实现非能动过滤排放功能，减少了工艺复杂度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统，用于在小型堆发生严重事故时，对安全壳排放的气体进行过滤，其特征在于，包括设置于安全壳（5）内的第一过滤器（1），设置于安全壳（5）外部的盛有除盐水（30）的过滤主容器（3），以及与所述过滤主容器（3）连接的放射性废气处理系统（6），其中：

所述过滤主容器（3）为小型堆的水池、船体密封舱室或隔间；

所述第一过滤器（1）通过一卸压管线（2）与所述过滤主容器（3）连通，所述卸压管线（2）穿设所述安全壳（5）以及所述过滤主容器（3），其一端连接所述第一过滤器（1），其另一端位于所述除盐水（30）的液面以下，并连接有一鼓泡装置4，在所述卸压管线（2）上进一步设置有安全壳手动隔离阀（20）；

放射性废气处理系统（6）通过一排放管线（9）与所述过滤主容器3连通，所述排放管线（9）一端穿设在所述过滤主容器（3）位于除盐水（30）的液面之上的空间，另一端连接所述放射性废气处理系统（6），在所述排放管线（9）上进一步设置有手动隔离阀（90）。

2.如权利要求1所述的一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统，其特征在于，在所述安全壳（5）中进一步设置有第二过滤器（7），所述第二过滤器（7）通过旁路管线（8）连接在所述卸压管线（2）上，在所述旁路管线（8）上设置有一逆止阀（80）。

3.如权利要求2所述的一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统，其特征在于，所述第一过滤器（1）和第二过滤器（7）均为金属纤维过滤器。

4.如权利要求1至3任一项所述的一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统，其特征在于，所述安全壳手动隔离阀（20）为相互串联的两个常关的带远传功能的手动隔离阀。

5.如权利要求4所述的一种严重事故工况下实现安全壳气体过滤排放的系统，其特征在于，所述放射性废气处理系统（6）中设置有碳分子材料。