CN109646832B - 地下核电站非能动应急逃生系统及其逃生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地下核电站技术领域，公开了一种地下核电站非能动应急逃生系统，包括厂房洞室和主通道，厂房洞室通过洞室交通廊道与主通道相连，厂房洞室还连接有屏蔽洞室，屏蔽洞室与洞室交通廊道之间连有连接通道。本发明还公开了一种地下核电站非能动应急逃生系统的逃生方法。本发明地下核电站非能动应急逃生系统及其逃生方法，针对不同事故类型，在保证放射性物质不外泄的情况下，分别设置安全快速的逃生路径，同时也为场外救援提供安全通道，最大化提升了地下核电站事故时场内人员的安全逃生概率及场外救援成功实施的概率，且不依赖任何外部电源。
Description
技术领域
本发明涉及地下核电站技术领域，具体涉及一种地下核电站非能动应急逃生系统及其逃生方法。
背景技术
地下核电厂是指将核反应堆、反应堆冷却剂系统及核岛主要辅助系统置于地下，核岛部分辅助系统、汽轮发电机系统及其它辅助系统置于地下或地面的利用核能生产电能的电厂。地下核电站将反应堆等涉核设施布置于地下岩体或稳定的山体内，有利于防止严重事故下放射性物质的大规模扩散。地下核电站安全性高，特别是极端事故下更能保护公众安全，增加公众接受度。此外地下核电站选址更灵活，能更加有效地利用土地资源。
通常地下核电站核岛部分布置于山体中，其下标高与地平面在同一水平上，核岛上方覆盖层为200m以上，且交通洞廊多，疏散及救援线路长，在发生核事故、火灾等事故时，场内疏散难度较大。且在事故情况下，依赖于常规电能的逃生方法很可能会失效，且在有放射性物质释放的事故中，辐射防护是一个大问题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种地下核电站非能动应急逃生系统及其逃生方法，针对不同事故类型，在保证放射性物质不外泄的情况下，分别设置安全快速的逃生路径，同时也为场外救援提供安全通道，最大化提升了地下核电站事故时场内人员的安全逃生概率及场外救援成功实施的概率，且不依赖任何外部电源。
为实现上述目的，本发明所设计的地下核电站非能动应急逃生系统，包括厂房洞室和主通道，所述厂房洞室通过洞室交通廊道与所述主通道相连，所述厂房洞室还连接有屏蔽洞室，所述屏蔽洞室与所述洞室交通廊道之间连有连接通道。
优选地，所述屏蔽洞室底部标高高于与所述屏蔽洞室连接的厂房洞室的底部标高，高度差为所述厂房洞室发生事故时最大积水深度1.2～1.5倍，用于屏蔽放射性废水流入所述屏蔽洞室，确保在有厂房洞室内有放射性废水时，人员可安全逃生，所述屏蔽洞室与所述厂房洞室之间设有楼梯，所述屏蔽洞室底部标高高于与所述屏蔽洞室连接的洞室交通廊道的底部标高，所述连接通道包括上行连接通道和下行连接通道，所述下行连接通道用于场内人员向外逃生，所述下行连接通道包括与所述屏蔽洞室连接的倾斜的下行通道滑行段和与所述洞室交通廊道连接的水平的下行通道缓冲段，所述下行通道滑行段使撤离人员可不借助其它道具即可滑至所述洞室交通廊道，所述下行通道缓冲段防止撤离人员滑行时受伤，所述下行连接通道跨度宽大于0.5m且高大于1m，所述上行连接通道内设有阶梯，场外救援人员可通过所述上行连接通道进入所述屏蔽洞室，从而进入所述厂房洞室实施救援。
优选地，所述屏蔽洞室包括与所述厂房洞室连接的前室和与所述连接通道连接的后室，所述前室与所述厂房洞室的连接处设有防辐射甲级屏蔽门，所述前室与所述后室之间设有普通屏蔽门，所述后室与所述连接通道之间设有普通屏蔽门，所述厂房洞室与所述洞室交通廊道之间设有防辐射甲级屏蔽门，所述前室与所述后室之间的普通屏蔽门用于隔绝所述前室与后室，防止放射性气体进入所述后室，所述防辐射甲级屏蔽门具有隔绝放射性气体与液体、防火等功能，所述防辐射甲级屏蔽门上设有空气幕装置，可用于给逃生人员空气沐浴以及隔绝所述厂房洞室内的放射性气体，所述空气幕装置设有高效粒子过滤器，可过滤空气中的放射性物质，保证空气幕中的空气不含放射性，所述防辐射甲级屏蔽门和普通屏蔽门均设有自动开启装置和手动开启装置，通过所述自动开启装置，所述防辐射甲级屏蔽门和普通屏蔽门可在警报系统开启时自动，或人员靠近1～2m时自动开启，人员通过后自动关闭，且所述防辐射甲级屏蔽门在平时保持关闭，所述自动开启装置连接有备用电源。
优选地，所述前室内设有空气过滤装置和正压装置，所述空气过滤装置用于清除过滤进入前室的少量放射性气体，所述正压装置在所述前室与所述厂方洞室之间的防辐射甲级屏蔽门开启时启动，保持所述前室正压，防止放射性气体进入所述前室，所述后室设有应急室和若干个放射性物质喷淋消除装置，所述放射性物质喷淋消除装置可在人员逃生行走或奔跑时，快速去除人体放射性物质，防止放射性物质带入所述主通道及外界，所述应急室设置有一定数量的抗辐射药物和应急电源供撤离人员使用，所述屏蔽洞室的通风系统与地下核电站的通风系统连通。
优选地，所述洞室交通廊道与所述主通道的连接处设有交通工具室，所述交通工具室内设有应急防毒面具和应急交通工具，所述应急交通工具包含电动及汽油、柴油驱动等，撤离人员可统一乘坐救援车进行逃生，也可以自行选择小型交通工具逃生，所述主通道宽度大于7m，高度大于4m，所述主通道内设有通风系统、空气净化系统、火警系统及报警系统，通风系统和空气净化系统可去除所述主通道内的放射性气体及一氧化碳等有害气体，火警系统在出现火情时可自动启动相关灭火措施。
优选地，所述主通道之间设有连接各条所述主通道的连接廊道，用于连接各主通道，撤离人员和救援人员可通过所述连接廊道进入任意一条主通道，所述连接廊道包括连接廊道直行段，所述连接廊道直行段顶部标高比所述主通道底部标高低2～3m，避开主蒸汽管道等场区内的管道设施，所述连接廊道直行段两端为与所述主通道连接的连接廊道滑行段，所述连接廊道的宽度大于3m，高度大于2m，所述连接廊道与所述主通道的连接处设有楼梯，方便人员上下逃生。
优选地，所述主通道、洞室交通廊道、连接通道和连接廊道内设有若干安全逃生标识箭头和应急照明灯，所述主通道的拐角处均设有安全逃生标识箭头和应急照明灯。
一种地下核电站非能动应急逃生系统的逃生方法，当核电站发生事故时，报警系统启动，根据有无放射性物质释放，开启不同的逃生路径：
A)当没有放射性物质释放时，所述厂房洞室内的人员直接通过所述厂房洞室与所述洞室交通廊道之间的普通屏蔽门，进入所述洞室交通廊道，进而进入所述主通道，在所述交通工具室佩戴应急防毒面具，乘坐应急交通工具撤离至地面，当在撤离过程中遇到车辆损坏、洞室坍塌无法同行等情况时，通过所述连接廊道进入其他主通道，再搭乘其他车辆安全撤离；
B)当有放射性物质释放时，所述厂房洞室内的人员上楼梯穿过所述防辐射甲级屏蔽门，通过空气幕装置的空气幕进行空气沐浴，此时所述正压装置开启，使所述前室保持正压，人员进入所述前室后关闭所述防辐射甲级屏蔽门，然后人员通过所述普通屏蔽门进入所述后室，通过所述放射性物质喷淋消除装置消除放射性物质，然后通过所述连接通道滑入所述洞室交通廊道，再进入所述主通道，在所述交通工具室佩戴应急防毒面具，乘坐应急交通工具撤离至地面，当在撤离过程中遇到车辆损坏、洞室坍塌无法同行等情况时，通过所述连接廊道进入其他主通道，再搭乘其他车辆安全撤离。
优选地，撤离过程中遇到全场断电情况时，启动所述备用电源进行所述防辐射甲级屏蔽门和普通屏蔽门的开启，当所述备用电源失效时，手动开启所述防辐射甲级屏蔽门和普通屏蔽门。
优选地，救援过程中，当没有放射性物质释放时，救援人员从所述主通道通过所述洞室交通廊道直接进入所述厂房洞室进行救援，当有放射性物质释放时，救援人员从所述主通道进入述洞室交通廊道后，通过所述上行连接通道进入所述屏蔽洞室，再进入所述厂房洞室进行救援。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、整个应急逃生系统可不依赖任何外部电源，在全场电源丧失时，人员可安全有序的撤离；
2、针对不同的事故，根据有无放射性大量释放等事故特点，设置不同的逃生路径，最大化提高事故逃生概率以及逃生过程中的人员安全；
3、在有放射性物质释放时，厂房洞室和主通道之间设置了屏蔽洞室，可防止内部的气态放射性物质释放进入主通道内，保护主通道内的人员安全，同时屏蔽洞室具有空气沐浴及喷淋沐浴等功能，可去除人体身上的放射性物质，保护人体安全；
4、利用山体的天然优势，屏蔽洞室底部标高设置成高于厂房洞室底部标高，可防止厂房洞室内有放射性液体时，无法开启屏蔽门以及开启时放射性液体流入主通道的情况，提高逃生概率、保障人员安全；
5、屏蔽洞室与厂房洞室之间的连接通道包括上行连接通道和下行连接通道，一方面提高了人员逃生概率，同时外部救援人员可通过上行连接通道进入屏蔽洞室，从而进入厂房洞室进行救援，而保证放射性物质不泄露；
6、在主通道之间设有连接廊道，增加人员逃生路径，方便救援人员实施定点救援，提高成功逃生与救援概率；连接廊道标高在主通道标高下方，利用放射性气体及火灾时的烟雾向上走的特点，保障了连接廊道内的空气安全。
附图说明
图1为本发明地下核电站非能动应急逃生系统的平面结构示意图；
图2为图1中屏蔽洞室的平面结构示意图；
图3为图1中屏蔽洞室的纵剖面结构示意图；
图4为图1中屏蔽洞室与洞室交通廊道的连接结构示意图；
图5为图1中连接廊道的纵剖面结构示意图。
图中各部件标号如下：
厂房洞室1、主通道2、交通工具室21、连接廊道22、连接廊道直行段221、连接廊道滑行段222、洞室交通廊道3、屏蔽洞室4、前室41、防辐射甲级屏蔽门411、空气过滤装置412、正压装置413、后室42、普通屏蔽门421、放射性物质喷淋消除装置422、连接通道5、上行连接通道51、下行连接通道52、下行通道滑行段521、下行通道缓冲段522。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明地下核电站非能动应急逃生系统，包括厂房洞室1和主通道2，厂房洞室1通过洞室交通廊道3与主通道2相连，厂房洞室1还连接有屏蔽洞室4，屏蔽洞室4与洞室交通廊道3之间连有连接通道5，本实施例中，厂房洞室1包含电气厂房、燃料厂房、辅助厂房、安全厂房等，根据地下核电站运行时人员安排布置，仅在电气厂房、燃料厂房和辅助厂房设置完善的逃生通道，以提高经济性，其他洞室少量人员可经由洞室间通道抵达以上所述三个厂房洞室1，屏蔽洞室4具有放射性物质隔绝、清洗、医疗等功能，主通道2为疏散主通道，用于车辆行驶等。
其中，屏蔽洞室4底部标高高于与屏蔽洞室4连接的厂房洞室1的底部标高，屏蔽洞室4与厂房洞室1之间设有楼梯，屏蔽洞室4底部标高高于与屏蔽洞室4连接的洞室交通廊道3的底部标高，本实施例中，高度差为厂房洞室1发生事故时最大积水深度1.2倍，用于屏蔽放射性废水流入屏蔽洞室4，确保在有厂房洞室1内有放射性废水时，人员可安全逃生，结合图2所示，连接通道5包括上行连接通道51和下行连接通道52，下行连接通道51用于场内人员向外逃生，结合图4所示，下行连接通道52包括与屏蔽洞室4连接的倾斜的下行通道滑行段521和与洞室交通廊道3连接的水平的下行通道缓冲段522，下行通道滑行段521使撤离人员可不借助其它道具即可滑至洞室交通廊道3，下行通道缓冲段522防止撤离人员滑行时受伤，本实施例中，下行连接通道52跨度宽为0.6m，高1.2m，上行连接通道51内设有阶梯，场外救援人员可通过上行连接通道51进入屏蔽洞室4，从而进入厂房洞室1实施救援。
如图2和图3所示，屏蔽洞室4包括与厂房洞室1连接的前室41和与连接通道5连接的后室42，前室41与厂房洞室1的连接处设有防辐射甲级屏蔽门411，前室41与后室42之间设有普通屏蔽门421，后室42与连接通道5之间设有普通屏蔽门421，厂房洞室1与洞室交通廊道3之间设有防辐射甲级屏蔽门411，前室41与后室42之间的普通屏蔽门421用于隔绝前室41与后室42，防止放射性气体进入后室42，防辐射甲级屏蔽门411具有隔绝放射性气体与液体、防火等功能，防辐射甲级屏蔽门411上设有空气幕装置，可用于给逃生人员空气沐浴以及隔绝厂房洞室1内的放射性气体，防止其进入屏蔽洞室4，空气幕装置设有高效粒子过滤器，可过滤空气中的放射性物质，保证空气幕中的空气不含放射性，防辐射甲级屏蔽门411和普通屏蔽门421均设有自动开启装置和手动开启装置，通过自动开启装置，防辐射甲级屏蔽门411和普通屏蔽门421可在警报系统开启时自动，或人员靠近1～2m时自动开启，人员通过后自动关闭，且防辐射甲级屏蔽门411在平时保持关闭，自动开启装置连接有备用电源。
另外，前室41内设有空气过滤装置412和正压装置413，空气过滤装置412用于清除过滤进入前室41的少量放射性气体，正压装置413在前室41与厂方洞室1之间的防辐射甲级屏蔽门411开启时启动，保持前室41正压，防止放射性气体进入前室41，后室42设有应急室和两个放射性物质喷淋消除装置422，放射性物质喷淋消除装置422用于给人员进行喷淋沐浴，进一步消除人员身上的放射性物质，屏蔽洞室4的通风系统与地下核电站的通风系统连通。
如图1所示，洞室交通廊道3与主通道2的连接处设有交通工具室21，交通工具室21内设有应急防毒面具和应急交通工具，主通道2宽度大于7m，高度大于4m，主通道2内设有通风系统、空气净化系统、火警系统及报警系统，两条主通道2之间设有连接主通道2的三条连接廊道22，结合图5所示，连接廊道22包括连接廊道直行段221，连接廊道直行段221顶部标高比主通道2底部标高低2～3m，防止有害气体进入连接廊道22内，连接廊道直行段221两端为与主通道2连接的连接廊道滑行段222，连接廊道22的宽度大于3m，高度大于2m，连接廊道22与主通道2的连接处设有楼梯，当其中一条主通道2无法通过时，可通过连接廊道22进入另一条主通道2，同时场外救援人员也可以通过连接廊22实施定点救援。
本实施例中，主通道2、洞室交通廊道3、连接通道5和连接廊道22内设有若干安全逃生标识箭头和应急照明灯，主通道2的拐角处均设有安全逃生标识箭头和应急照明灯。
一种地下核电站非能动应急逃生系统的逃生方法，当核电站发生事故时，报警系统启动，根据有无放射性物质释放，开启不同的逃生路径：
A)当没有放射性物质释放时，厂房洞室1内的人员直接通过厂房洞室1与洞室交通廊道3之间的普通屏蔽门421，进入洞室交通廊道3，进而进入主通道2，在交通工具室21佩戴应急防毒面具，乘坐应急交通工具撤离至地面，当在撤离过程中遇到车辆损坏、洞室坍塌无法同行等情况时，通过连接廊道22进入其他主通道2，再搭乘其他车辆安全撤离；
B)当有放射性物质释放时，厂房洞室1内的人员上楼梯穿过防辐射甲级屏蔽门411，通过空气幕装置的空气幕进行空气沐浴，此时正压装置413开启，使前室41保持正压，人员进入前室41后关闭防辐射甲级屏蔽门411，然后人员通过普通屏蔽门421进入后室42，通过放射性物质喷淋消除装置422消除放射性物质，然后通过连接通道5滑入洞室交通廊道3，再进入主通道2，在交通工具室21佩戴应急防毒面具，乘坐应急交通工具撤离至地面，当在撤离过程中遇到车辆损坏、洞室坍塌无法同行等情况时，通过连接廊道22进入其他主通道2，再搭乘其他车辆安全撤离。
在撤离过程中遇到全场断电情况时，启动备用电源进行防辐射甲级屏蔽门411和普通屏蔽门421的开启，当备用电源失效时，手动开启防辐射甲级屏蔽门411和普通屏蔽门421。
另外，在救援过程中，当没有放射性物质释放时，救援人员从主通道2通过洞室交通廊道3直接进入厂房洞室1进行救援，当有放射性物质释放时，救援人员从主通道2进入述洞室交通廊道3后，通过上行连接通道51进入屏蔽洞室4，再进入厂房洞室1进行救援。
本发明提供的一种地下核电站非能动应急逃生系统及其逃生方法，综合考虑了地下核电站布置及地形特点，针对不同事故类型，充分考虑了有无放射性等事故特点，在保证放射性物质不外泄的情况下，分别设置安全快速的逃生路径，同时也为场外救援提供安全通道，最大化提升了地下核电站事故时场内人员的安全逃生概率及场外救援成功实施的概率，且不依赖任何外部电源。
其它未详细说明的部分均为现有技术，本发明并不严格地局限于上述实施例。以上所述仅为本发明的特定实施例，并不用于限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换及改进等，都在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种地下核电站非能动应急逃生系统，包括厂房洞室(1)和主通道(2)，其特征在于：所述厂房洞室(1)通过洞室交通廊道(3)与所述主通道(2)相连，所述厂房洞室(1)还连接有屏蔽洞室(4)，所述屏蔽洞室(4)与所述洞室交通廊道(3)之间连有连接通道(5)；
所述屏蔽洞室(4)底部标高高于与所述屏蔽洞室(4)连接的厂房洞室(1)的底部标高，所述屏蔽洞室(4)与所述厂房洞室(1)之间设有楼梯，所述屏蔽洞室(4)底部标高高于与所述屏蔽洞室(4)连接的洞室交通廊道(3)的底部标高，所述连接通道(5)包括上行连接通道(51)和下行连接通道(52)，所述下行连接通道(52)包括与所述屏蔽洞室(4)连接的倾斜的下行通道滑行段(521)和与所述洞室交通廊道(3)连接的水平的下行通道缓冲段(522)，所述下行连接通道(52)跨度宽大于0.5m且高大于1m，所述上行连接通道(51)内设有阶梯；
所述屏蔽洞室(4)包括与所述厂房洞室(1)连接的前室(41)和与所述连接通道(5)连接的后室(42)，所述前室(41)与所述厂房洞室(1)的连接处设有防辐射甲级屏蔽门(411)，所述前室(41)与所述后室(42)之间设有普通屏蔽门(421)，所述后室(42)与所述连接通道(5)之间设有普通屏蔽门(421)，所述厂房洞室(1)与所述洞室交通廊道(3)之间设有防辐射甲级屏蔽门(411)，所述防辐射甲级屏蔽门(411)上设有空气幕装置，所述空气幕装置设有高效粒子过滤器，所述防辐射甲级屏蔽门(411)和普通屏蔽门(421)均设有自动开启装置和手动开启装置，所述自动开启装置连接有备用电源；
所述前室(41)内设有空气过滤装置(412)和正压装置(413)，所述后室(42)设有应急室和若干个放射性物质喷淋消除装置(422)，所述屏蔽洞室(4)的通风系统与地下核电站的通风系统连通；
所述洞室交通廊道(3)与所述主通道(2)的连接处设有交通工具室(21)，所述交通工具室(21)内设有应急防毒面具和应急交通工具，所述主通道(2)宽度大于7m，高度大于4m，所述主通道(2)内设有通风系统、空气净化系统、火警系统及报警系统；
所述主通道(2)之间设有连接各条所述主通道(2)的连接廊道(22)，所述连接廊道(22)包括连接廊道直行段(221)，所述连接廊道直行段(221)顶部标高比所述主通道(2)底部标高低2～3m，所述连接廊道直行段(221)两端为与所述主通道(2)连接的连接廊道滑行段(222)，所述连接廊道(22)的宽度大于3m，高度大于2m，所述连接廊道(22)与所述主通道(2)的连接处设有楼梯。
2.根据权利要求1所述地下核电站非能动应急逃生系统，其特征在于：所述主通道(2)、洞室交通廊道(3)、连接通道(5)和连接廊道(22)内设有若干安全逃生标识箭头和应急照明灯，所述主通道(2)的拐角处均设有安全逃生标识箭头和应急照明灯。
3.一种权利要求1或2所述地下核电站非能动应急逃生系统的逃生方法，其特征在于：当核电站发生事故时，报警系统启动，根据有无放射性物质释放，开启不同的逃生路径：
A)当没有放射性物质释放时，所述厂房洞室(1)内的人员直接通过所述厂房洞室(1)与所述洞室交通廊道(3)之间的防辐射甲级屏蔽门(411)，进入所述洞室交通廊道(3)，进而进入所述主通道(2)，在所述交通工具室(21)佩戴应急防毒面具，乘坐应急交通工具撤离至地面，当在撤离过程中遇到车辆损坏、洞室坍塌无法通行情况时，通过所述连接廊道(22)进入其他主通道(2)，再搭乘其他车辆安全撤离；
B)当有放射性物质释放时，所述厂房洞室(1)内的人员上楼梯穿过所述防辐射甲级屏蔽门(411)，通过空气幕装置的空气幕进行空气沐浴，此时所述正压装置(413)开启，使所述前室(41)保持正压，人员进入所述前室(41)后关闭所述防辐射甲级屏蔽门(411)，然后人员通过所述普通屏蔽门(421)进入所述后室(42)，通过所述放射性物质喷淋消除装置(422)消除放射性物质，然后通过所述连接通道(5)滑入所述洞室交通廊道(3)，再进入所述主通道(2)，在所述交通工具室(21)佩戴应急防毒面具，乘坐应急交通工具撤离至地面，当在撤离过程中遇到车辆损坏、洞室坍塌无法通行情况时，通过所述连接廊道(22)进入其他主通道(2)，再搭乘其他车辆安全撤离。
4.根据权利要求3所述地下核电站非能动应急逃生系统的逃生方法，其特征在于：撤离过程中遇到全场断电情况时，启动所述备用电源进行所述防辐射甲级屏蔽门(411)和普通屏蔽门(421)的开启，当所述备用电源失效时，手动开启所述防辐射甲级屏蔽门(411)和普通屏蔽门(421)。
5.根据权利要求3所述地下核电站非能动应急逃生系统的逃生方法，其特征在于：救援过程中，当没有放射性物质释放时，救援人员从所述主通道(2)通过所述洞室交通廊道(3)直接进入所述厂房洞室(1)进行救援，当有放射性物质释放时，救援人员从所述主通道(2)进入述洞室交通廊道(3)后，通过所述上行连接通道(51)进入所述屏蔽洞室(4)，再进入所述厂房洞室(1)进行救援。
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