CN110189837A - 一种安全壳的压力调节及过滤排放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种安全壳的压力调节及过滤排放系统，其包括：卸压管、回液管、排气管、液封器；液封器包括第一容器和第二容器；第一容器的底面与第二容器的顶部密封连接，第一容器的顶面向外延伸出烟囱，第二容器用于存储核电站的工作液体；卸压管的第一端接入安全壳，卸压管的第二端穿过第二容器的侧面并设置于第二容器中且第二端设置有喷管；回液管的第一端与第一容器的底面固定；排气管的第一端设置在第一容器内且排气管的第一端开口处设置有过滤网，排气管的第二端穿过第一容器的底部设置在第二容器内且第二端位于卸压管的第二端的上方。本发明可以有效的释放安全壳中的压力，提高安全壳的安全性，并且对外部环境友好。

Description

一种安全壳的压力调节及过滤排放系统
技术领域
本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种安全壳的压力调节及过滤排放系统。
背景技术
传统大型压水堆核电站CPR1000安全壳过滤排放系统如图1所示。安全壳过滤排放系统管道分别自2台机组的反应堆安全壳引出，至核辅助厂房房顶会合，通过1根管线进入文丘里水洗器；文丘里水洗器与金属纤维过滤器相连。金属纤维过滤器连接限流孔板、爆破膜，经过安全壳过滤卸压排放活度监测装置最终通向电厂烟囱。
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。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种安全壳的压力调节及过滤排放系统，可以有效的释放安全壳中的压力，提高安全壳的安全性，并且对外部环境友好。
本发明提供的一种安全壳的压力调节及过滤排放系统，包括：卸压管、回液管、排气管、液封器；
其中，所述液封器包括第一容器和第二容器，所述第一容器位于所述第二容器的上方，所述第一容器包含有侧面、顶面和底面，所述第二容器至少包含有侧面和底面；所述第一容器的底面与所述第二容器的顶部密封连接，所述第一容器的顶面向外延伸出烟囱，所述第二容器用于存储核电站的工作液体；
所述卸压管的第一端接入安全壳，所述卸压管的第二端穿过所述第二容器的侧面并设置于所述第二容器中，且所述卸压管的第二端设置有喷管；
所述回液管的第一端与所述第一容器的底面固定连接，且所述回液管的第一端与所述第一容器的内部空间接通，所述回液管的第二端位于所述卸压管的第二端的下方；
所述排气管的第一端设置在所述第一容器的内部，且所述排气管的第一端开口处设置有用于过滤放射性、有害物质的过滤网，所述排气管的第二端穿过所述第一容器的底部设置在所述第二容器内部，且所述排气管的第二端位于所述卸压管的第二端的上方。
优选地，所述卸压管位于所述第二容器内部的部分包含有一段水平方向的管段，且所述卸压管的第二端位于所述水平方向的管段上。
优选地，所述烟囱上还设置有辐射监测装置。
优选地，所述卸压管上设置有隔离阀，且所述隔离阀位于所述第二容器的外部。
优选地，所述喷管为文丘里喷管。
优选地，所述过滤网为金属纤维过滤网，且所述过滤网由具有液滴分离作用的预过滤层和精细过滤层构成。
优选地，所述卸压管的第二端以及所述回液管的第二端均位于所述第二容器的工作液体的液面下方。
实施本发明，具有如下有益效果：当安全壳内压力增加时，安全壳内高温高压蒸汽可以通过卸压管第二端的喷管进入第二容器的工作液体中，喷管将气体与工作液体搅浑，增大气体和第二容器的工作液体溶液的接触面积，在溶液的润湿作用下，使气溶胶和放射性碘被滞留在工作液体的水溶液中或水面上。经水洗后的排气上升，进入第二容器的气空间。随着第二容器中气空间压力的增大，第二容器壳体内液位慢慢下降，回液管中液位上升，工作液体通过回液管进入第一容器中。
机组超设计基准事故后，第二容器壳体内的工作液体液位下降到排气管切口以下(排气液位)，导致气体鼓泡进入排气管，过滤器将排气中放射性有害物质进行过滤，过滤后的气体排向烟囱，避免对环境造成污染。
本发明提供的系统可以对安全壳内部的压力进行释放，当安全壳内的气体压力过大时，可以将安全壳内部的气体经过过滤器过滤之后，排放出去，对环境友好。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的现有的安全壳过滤排放系统的示意图。
图2是本发明提供的安全壳的压力调节及过滤排放系统的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供一种安全壳的压力调节及过滤排放系统，如图2所示，其包括：卸压管3、回液管4、排气管5、液封器。
其中，液封器包括第一容器1和第二容器2，第一容器1位于第二容器2的上方，第一容器1包含有侧面、顶面和底面，第二容器2至少包含有侧面和底面；第一容器1的底面与第二容器2的顶部密封连接，第一容器1的顶面向外延伸出烟囱9，第二容器2用于存储核电站的工作液体(例如可以是水溶液)。
卸压管3的第一端接入安全壳7，卸压管3的第二端穿过第二容器2的侧面并设置于第二容器2中，且卸压管3的第二端设置有喷管6。这里，喷管6为文丘里喷管6。
回液管4的第一端与第一容器1的底面固定连接，且回液管4的第一端与第一容器1的内部空间接通，回液管4的第二端位于卸压管3的第二端的下方。
排气管5的第一端设置在第一容器1的内部，且排气管5的第一端开口处设置有用于过滤放射性、有害物质的过滤网8，排气管5的第二端穿过第一容器1的底部设置在第二容器2内部，且排气管5的第二端位于卸压管3的第二端的上方。
进一步地，卸压管3位于第二容器2内部的部分包含有一段水平方向的管段，且卸压管3的第二端位于水平方向的管段上。
烟囱9上还设置有辐射监测装置10。
进一步地，卸压管3上设置有隔离阀11，且隔离阀11位于第二容器2的外部，隔离阀11为电动隔离阀。
过滤网8为金属纤维过滤网8，且过滤网8由具有液滴分离作用的预过滤层和精细过滤层构成。
卸压管3的第二端以及回液管4的第二端均位于第二容器2的工作液体的液面下方。
上述的液封器可以是一个立式圆柱形壳体，液封器的第二容器2中注入的工作液体用于吸收安全壳7大气中的有害物质，反应堆的堆型不同，工作液体的成份也不同。回液管4、卸压管3和排气管5均浸入在工作液体中，且回液管4、卸压管3和排气管5的高度依次递增。
一般的，第一容器1的上部为气空间(充满开启)，有发电机组正常运行时，用于缓存安全壳7内压力；排气管5上方装有金属纤维网过滤装置，主要过滤在喷管6水洗过程中未滞留的微粒子气溶胶，特别是对于直径小于1微米的气溶胶粒子，该过滤装置有很高的滞留效率。
安全壳7通过卸压管3与液封器相连，卸压管3上设有隔离阀11，隔离阀11的阀门处于开启状态；排气管5的出口通向烟囱9，烟囱9上设有辐射监测装置10，通过辐射监测装置10对排气的放射性活度进行监测。
机组正常运行工况下，即机组在设计基准下，液封器的第二容器2内工作液体处于正常液位，也即是如图1所示的初始液位，此时还没有工作液体进入第一容器1中。
当安全壳7内压力增加时，安全壳7内高温高压蒸汽通过卸压管3的文丘里喷管6进入液封器的第二容器2的工作液体(水溶液)中。文丘里喷管6将气泡与工作液体溶液搅浑，增大气体和第二容器2的工作液体溶液的接触面积，在溶液的润湿作用下，使气溶胶和放射性碘被滞留在水溶液中或水面上。经水洗后的排气上升，进入液封器第二容器2的气空间。随着第二容器2中气空间压力的增大，液封器的第二容器2壳体内液位慢慢下降，回液管4中液位上升，工作液体通过回液管4进入第一容器1中，工作液体进入第一容器1之后，其对应的最高液位如图1所示，第一容器1中的最高液位不会完全浸没过滤网8。
机组超设计基准事故后，液封器第二容器2壳体内的溶液液位下降到排气管5切口以下(排气液位)，导致气体鼓泡进入排气管5，金属纤维网过滤器将排气中所夹带的放射性水滴和直径小于1μm的气溶胶粒子进行过滤，一般可以过滤掉气体中的放射性有害物质，过滤后的气体排向烟囱9。
本发明提供的设计方案可以应对机组的设计基准和超设计基准两大工况下安全壳7内的压力变化，将设计基准事故后的压力缓冲功能和超设计基准事故后的卸压排放功能集于一体，且超设计基准事故后对安全壳7的排气进行了两级过滤，两级过滤均位于液封器内，这样减少了放射性物质向大气环境释放的同时，将卸压时放射性物质滞留在了一个容器内，便于后期放射性物质的处理，节约了成本和空间。
注：液封器的正常液位，排气液位根据安全壳7自由空间容积和设计压力进行设计。
安全壳7过滤排放系统通过主动泄压使安全壳7内的压力不超过其承载限值，从而确保安全壳7的完整性。同时，通过安装在卸压管3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。
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 (7)

1.一种安全壳的压力调节及过滤排放系统，其特征在于，包括：卸压管、回液管、排气管、液封器；
其中，所述液封器包括第一容器和第二容器，所述第一容器位于所述第二容器的上方，所述第一容器包含有侧面、顶面和底面，所述第二容器至少包含有侧面和底面；所述第一容器的底面与所述第二容器的顶部密封连接，所述第一容器的顶面向外延伸出烟囱，所述第二容器用于存储核电站的工作液体；
所述卸压管的第一端接入安全壳，所述卸压管的第二端穿过所述第二容器的侧面并设置于所述第二容器中，且所述卸压管的第二端设置有喷管；
所述回液管的第一端与所述第一容器的底面固定连接，且所述回液管的第一端与所述第一容器的内部空间接通，所述回液管的第二端位于所述卸压管的第二端的下方；
所述排气管的第一端设置在所述第一容器的内部，且所述排气管的第一端开口处设置有用于过滤放射性、有害物质的过滤网，所述排气管的第二端穿过所述第一容器的底部设置在所述第二容器内部，且所述排气管的第二端位于所述卸压管的第二端的上方。
2.根据权利要求1所述的安全壳的压力调节及过滤排放系统，其特征在于，所述卸压管位于所述第二容器内部的部分包含有一段水平方向的管段，且所述卸压管的第二端位于所述水平方向的管段上。
3.根据权利要求1所述的安全壳的压力调节及过滤排放系统，其特征在于，所述烟囱上还设置有辐射监测装置。
4.根据权利要求1所述的安全壳的压力调节及过滤排放系统，其特征在于，所述卸压管上设置有隔离阀，且所述隔离阀位于所述第二容器的外部。
5.根据权利要求1所述的安全壳的压力调节及过滤排放系统，其特征在于，所述喷管为文丘里喷管。
6.根据权利要求1所述的安全壳的压力调节及过滤排放系统，其特征在于，所述过滤网为金属纤维过滤网，且所述过滤网由具有液滴分离作用的预过滤层和精细过滤层构成。
7.根据权利要求1所述的安全壳的压力调节及过滤排放系统，其特征在于，所述卸压管的第二端以及所述回液管的第二端均位于所述第二容器的工作液体的液面下方。
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