CN110364275A - 一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统及方法，包括：排放管线组件以及设置在排放管线组件上的第一级过滤单元和第二级过滤单元；排放管线组件一端连接安全壳，用于可控制地将安全壳内的排放气体输送至第一级过滤单元；第一级过滤单元用于对所述排放气体进行水洗过滤，并对水洗过滤后的排放气体进行除氢处理；第二级过滤单元与第一级过滤单元串联连接，用于对除氢后的排放气体进行甲基碘过滤，并将过滤后符合要求的排放气体排放至大气。本发明有效消除了排放气体中的氢气，同时保证了排放气体在排出到大气环境前的有效滞留和阻挡，提高了过滤排放过程的安全性。
Description
技术领域
本技术发明设计核电厂领域，具体涉及一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统及方法。
背景技术
根据要求安全壳设计必须做到实际消除可能导致早期放射性释放或大量放射性释放的核动力厂工况发生的可能性。在核电厂反应堆发生严重事故后，堆芯融化将导致大量的蒸汽和不凝结气体在安全壳内的不断积聚，严重威胁安全壳的完整性。所以，有必要通过主动卸压的方式将这些气体排出壳外，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，为防止排出壳外的气体对环境和公众造成不可接受的放射性危害后果，有必要在卸压管线上设置过滤装置对排放气体中的放射性物质进行过滤和滞留，使不可避免释放到环境中的放射性物质维持在尽可能低的水平，保证环境友好和公众的剂量安全，选择高效安全壳过滤排放系统消除安全壳超压风险及避免不可控的放射性物质释放具有现实意义。
目前国内外多数新建及在役的压水堆核电厂均已设置严重事故后安全壳过滤排放系统以确保安全壳的完整性，从而防止由于安全壳超压导致的大规模放射性物质释放，其中主要就是干式过滤(壳外吸附过滤)和湿式过滤(壳外文丘里水洗过滤和金属纤维过滤的组合)。对于干式过滤，主要提供一种具有壳内金属纤维预过滤容尘和气溶胶、壳外碘吸附过滤功能的压水堆核电厂过滤排放滞留装置，当严重事故后安全壳超压时，通过壳内金属纤维预过滤器初步过滤气溶胶，降低过滤排放气体的容尘量和超大粒径气溶胶，排放气体再通过壳外干式碘吸附装置吸附滞留排放气体中的放射性粒子，执行受控卸压模式来保持安全壳内压力不超过其承载限值，维持安全壳的完整性。该方案对吸附材料的要求较高，装置体积庞大，且容易造成过滤装置内的滞留物质衰变热聚集，导致设备烧毁及放射性外泄，更为重要的是，本技术难以避免装置内的氢气局部聚集所引起的氢爆风险。对于湿式过滤，主要提供一种具有水洗滞留和机械过滤功能的非能动压水堆核电厂过滤排放滞留装置，当严重事故后安全壳超压时，通过壳外设置的文丘里水洗器溶液滞留排放气体中的元素碘、溶解性气溶胶和溶解性有机碘，同时通过第二级金属纤维过滤器滞留不同尺寸的微小气溶胶粒子，执行非能动受控卸压模式来保持安全壳内压力不超过其承载限值，维持安全壳的完整性。该方案难以避免装置内的氢气局部聚集所引起的氢爆风险。
因此，为了解决核电厂严重事故后安全壳过滤排放系统投运时存在的氢燃、氢爆风险问题，急需寻求一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统及方法，避免过滤排放系统在排放过程中发生氢气爆炸。
发明内容
本发明针对现有技术中所存在的核电厂严重事故后安全壳过滤排放系统投运时存在的氢燃、氢爆风险等技术问题，提供了一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统及方法。
本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统，用于在执行严重事故时，对安全壳排放的气体进行过滤，包括：排放管线组件以及设置在排放管线组件上的第一级过滤单元和第二级过滤单元；排放管线组件，一端连接安全壳，用于可控制地将安全壳内的排放气体输送至第一级过滤单元；第一级过滤单元，用于对所述排放气体进行水洗过滤，并对水洗过滤后的排放气体进行除氢处理；第二级过滤单元，与第一级过滤单元串联连接，用于对除氢后的排放气体进行甲基碘过滤，并将过滤后符合要求的排放气体排放至大气。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述排放管线组件包括串联在所述排放管线组件上的第一电动安全壳隔离阀和第二电动安全壳隔离阀，所述安全壳过滤排放系统还包括控制单元，连接所述第一电动安全壳隔离阀和第二电动安全壳隔离阀，用于在严重事故时，根据安全壳综合评估结果，远程控制所述第一电动安全壳隔离阀和第二电动安全壳隔离阀的启闭。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，还包括连接排放管线组件和第一级过滤单元的废液回流管路，所述废液回流管路上设置有废液回流隔离阀，用于在压力平衡条件下，控制所述废液回流隔离阀的启闭，实现废液可依靠重力通过废液回流管路回流至所述安全壳。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述第一级过滤单元包括：水洗过滤单元、氢气复合单元以及容纳所述水洗过滤单元、氢气复合单元的第一级过滤容器，水洗过滤单元，设置在第一级过滤容器底部，包括水洗溶液以及浸泡在水洗溶液中的文丘里喷嘴，文丘里喷嘴的输入端穿过第一级过滤容器通过法兰与排放管线的输出端连接，用于将安全壳排放的气体输送至水洗溶液；水洗溶液用于滞留安全壳排放的气体中携带的气溶胶和放射性核素；氢气复合单元，设置在第一级过滤容器顶部，包括折流板，以及覆盖在折流板上的催化剂，用于消除经水洗溶液清洗后的安全壳排放的气体中携带的氢气。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述第二级过滤单元为AgX非能动干式过滤器，设置在氢气复合单元的下游，用于滞留安全壳排放的气体中携带的甲基碘。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述安全壳过滤排放系统还包括连接所述废液回流管路的补液回路，补液回路上设置有第一逆止阀，第一补液隔离阀以及第一快速接头，第一逆止阀，第一补液隔离阀与设置在第一级过滤容器上的最低水位检测仪连接，用于当最低水位检测仪检测到水洗溶液的水位低于预设最低水位时，打开第一逆止阀、第一补液隔离阀，并将第一快速接头连接至化学加药装置通过废液回路管路向第一级过滤容器的进行补液，确保安全壳过滤排放系统的过滤功能。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述第一逆止阀，第一补液隔离阀还与设置在第一级过滤容器上的药物含量检测仪连接，用于当药物含量检测仪检测到水洗溶液的药物含量低于预设最低药物含量位时，重新配制化学加药装置内液体的药物含量，并打开第一逆止阀、第一补液隔离阀，并将第一快速接头连接至化学加药装置通过废液回流管路向第一级过滤容器补充重新配制后的液体，确保安全壳过滤排放系统的过滤功能。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述安全壳过滤排放系统还包括连接所述废液回流管路的疏水回路，疏水回路上设置有第一疏水隔离阀，第二疏水隔离阀以及第二快速接头，第一疏水隔离阀和第二疏水隔离阀与设置在第一级过滤容器上的最高水位检测仪连接，用于当最高水位检测仪检测到水洗溶液的水位高于预设最高水位时，打开第一疏水隔离阀，第二疏水隔离阀，并将第二快速接头连接至外部容器，通过疏水回路将废液排放至外部容器，确保安全壳过滤排放系统的过滤功能。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述安全壳过滤排放系统还包括依次设置在排放管线组件上且位于AgX非能动干式过滤器下游的孔板，爆破膜、大小头、放射监测仪，以及烟囱，所述孔板用于保证安全壳过滤排放系统处于以滑压方式运行；所述爆破膜用于当系统压力达到预设数值时，所述爆破膜破裂，安全壳排放气体得以释放；所述大小头具有大头端和小头端，小头端与爆破膜连接，大头端与放射监测仪输入端连接，用于降低大头端气体流速并减少噪音；所述放射监测仪输入端连接大头端，输出端连接控制单元，用于实时监测大头端输出的气体的放射性，生成排放气体放射性监测结果，若排放气体放射性监测结果满足大气排放要求，则通过烟囱将排放气体排放至大气，若不满足大气排放要求，则所述控制单元发出指令，将所述第一电动安全壳隔离阀和第二电动安全壳隔离阀关闭。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述安全壳过滤排放系统还包括连接所述第一级过滤容器的氮气单元，氮气单元包括氮气回路，以及设置在氮气回路上的氮气瓶，氮气隔离阀以及氮气逆止阀，氮气隔离阀与设置在第一级过滤容器内部的压力检测仪连接，用于当压力检测仪检测到第一级过滤容器内压力低于系统备用期间的预设最低压力时，打开氮气隔离阀和氮气逆止阀向第一级过滤容器中充氮气进行保养。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述安全壳过滤排放系统还包括设置在排放管线组件上的平衡阀，所述平衡阀输入端与AgX非能动干式过滤器输出端连接，平衡阀输出端与孔板输入端连接，用于当安全壳过滤排放系统需要检修时，关闭平衡阀，防止安全壳排放的气体排放至大气中。
本发明上述的安全壳过滤排放系统中，所述安全壳过滤排放系统还包括连接平衡阀两端的安全阀，所述安全阀与设置在第一级过滤容器内部的压力检测仪连接，用于当压力检测仪检测到第一级过滤容器内压力超过预设的最高压力时，安全阀起跳进行卸压，保证安全壳过滤排放系统的安全。
本发明还提供了一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放方法，包括：通过排放管线组件可控制地将安全壳排放的气体输送至第一级过滤单元；在所述第一级过滤单元中对所述排放气体进行水洗过滤，并对水洗过滤后的排放气体进行除氢处理；在第二级过滤单元中对除氢后的排放气体进行甲基碘过滤，并将过滤后符合要求的排放气体排放至大气。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明针对现有技术中所存在的核电厂严重事故后安全壳过滤排放系统投运时存在的氢燃、氢爆风险等技术问题，提出了一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统及方法，采用串联结构，第一级过滤容器采用水洗过滤和腔室冷凝回流的结构设计，非能动折流板催化氢气复合单元置于第一级过滤容器顶部，从而有效消除过滤排放时的氢气，同时保证了过滤排放气体在排出到大气环境前的有效滞留和阻挡，提高了过滤排放过程的安全性；本发明采用了非能动消氢与非能动过滤排放两种非能动原理的有机结合，从而可以保证过滤排放系统在高压状态下更安全运行。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统简化结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放方法流程图。
具体实施方式
为了解决现有技术中所存在的核电厂安全壳过滤排放系统在严重事故后运行的安全性、可靠性问题，本发明旨在提供一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统，其核心思想是：采用串联结构，第一级过滤容器采用水洗过滤和腔室冷凝回流的结构设计，非能动折流板催化氢气复合单元置于第一级过滤容器顶部，从而有效消除过滤排放时的氢气，同时保证了过滤排放气体在排出到大气环境前的有效滞留和阻挡，提高了过滤排放过程的安全性。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施提供了一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统，用于在执行严重事故时，对安全壳1排放气体进行过滤，如图1所示：安全壳过滤排放系统包括排放管线组件2、设置在排放管线组件上2的第一级过滤单元4和第二级过滤单元5以及与排放管线组件2连接的控制单元3，排放管线组件2输入端与安全壳1和控制单元3连接，用于在严重事故发生后，根据安全壳1综合评估结果，通过控制单元3可控制地将安全壳1内的排放气体传输至第一级过滤单元4；使安全壳1内的压力不超过其承载限值，从而确保安全壳1的完整性。具体地，第一级过滤单元4设置在排放管线组件2上，用于对排放气体进行水洗过滤，并对水洗过滤后的排放气体进行除氢处理，实现滞留排放气体中携带的气溶胶、放射性核素和氢气的目的；第二级过滤单元5与第一级过滤单元4串联连接，用于对除氢后的排放气体进行甲基碘过滤，并将过滤后符合要求的排放气体排放至大气。通过上述第一级过滤单元4和第二级过滤单元5可对排放气体中的放射性物质进行过滤和滞留，使不可避免释放到环境中的放射性物质维持在尽可能低的水平，保证环境友好和公众的剂量安全。
结合图2可以看出：排放管线组件2输入端通过安全壳贯穿件6与安全壳1连接，且排放管线组件2包括串联在排放管线组件2上的第一电动安全壳隔离阀201和第二电动安全壳隔离阀202，控制单元3连接第一电动安全壳隔离阀201和第二电动安全壳隔离阀202，用于在严重事故时，根据安全壳1综合评估结果，远程控制第一电动安全壳隔离阀201和第二电动安全壳隔离阀202的启闭。规避了手动远传操作阀门的远传驱动装置不抗震的问题，增加了可靠性，同时也避免了操作人员的剂量风险，减少了屏蔽墙的设计和建造成本。
进一步地，第一级过滤单元4包括：水洗过滤单元41、氢气复合单元42以及容纳所述水洗过滤单元41、氢气复合单元42的第一级过滤容器43，水洗过滤单元41设置在第一级过滤容器43底部，包括水洗溶液411以及浸泡在水洗溶液411中的文丘里喷嘴412，文丘里喷嘴412的输入端穿过第一级过滤容器43通过法兰与排放管线组件2连接，用于将排放气体输送至水洗溶液411；文丘里喷嘴412可将排放气体高速的喷射至水洗溶液411中，形成极为细小的气泡，包容滞留细小的气溶胶颗粒，从而达到过滤滞留气溶胶的效果；水洗溶液411用于滞留排放气体中携带的气溶胶和放射性核素；水洗溶液411中配置了氢氧化钠NaOH和硫代硫酸钠Na2S2O3，Na2S2O3可以与排放气体中的高挥发性的碘发生化学反应，形成不易挥发的碘化物，将大部分碘滞留在化学溶液中，由于有氢氧化钠NaOH形成的碱性溶液，加强了Na2S2O3对碘的吸附作用。氢气复合单元42设置在第一级过滤容器43顶部，包括折流板421，以及覆盖在折流板421上的催化剂422，用于消除经水洗溶液411清洗后的排放气体中携带的氢气，其具体消氢的过程为：排放气体中携带的氢气抵达折流板421的表面，在催化剂422的催化作用下与第一级过滤容器43中含有的氧气发生化学反应，达到消氢的目的，需要说明的是：氢气和氧气发生化学反应时，产生的反应热会加热和推进催化表面附近局部的空气，这些热空气因密度变化抬升，受热空气抬升后留下的局部空间由下部冷空气补充过来，从而形成局部气体自然扩散循环，消氢过程得以持续进行，实现非能动消氢的目的；同时氢气和氧气反应的产生物为水，会在重力的作用下重新返回至水洗溶液411内。进一步地，使用折流板421能有效降低气体通过催化板表面的气体流动速度，增加气流与催化板接触的相对面积，实现过滤排放过程中的有效消氢。
进一步地，第二级过滤单元5为AgX非能动干式过滤器，设置在氢气复合单元42的下游，用于滞留除氢后排放气体中携带的甲基碘。AgX对甲基碘的过滤非常有效，使得排放气体对环境的放射性危害进一步减少，具体地AgX接触携带甲基碘的气体,马上就会生成化学性很稳定的碘化银，有效提升甲基碘滞留效率。
进一步地，安全壳过滤排放系统还包括连接排放管线组件2和第一级过滤单元3的废液回流管路7及设置在废液回流管路7上的废液回流隔离阀71，废液回流管路7用于将水洗溶液411通过排放管线组件2输送回安全壳1内，废液回流隔离阀71用于控制废液回流管路7的开闭。废液回流管路7的设置规避了放射性废液长期储存在壳外所导致的污染物泄漏的风险。且由图中可以看出：第一级过滤容器43设置高度高于安全壳1，因此，在重力作用下即可实现废液回流至安全壳1内，不需要增设额外的动力装置，实现非能动废液回流，装置简单且降低了成本。
进一步地，安全壳过滤排放系统还包括连接废液回流管路7的补液回路8，补液回路8上设置有第一逆止阀81，第一补液隔离阀82以及第一快速接头83，第一逆止阀81，第一补液隔离阀82与设置在第一级过滤容器43上的最低水位检测仪181连接，用于当最低水位隔离阀184打开，且当最低水位检测仪181检测到水洗溶液411的水位低于预设最低水位时，打开第一逆止阀81、第一补液隔离阀82，并将第一快速接头83连接至化学加药装置(图中未示出)通过废液回流管路7向第一级过滤容器43进行补液，确保安全壳过滤排放系统的过滤功能。其中，第一逆止阀81可防止废液倒流回化学加药装置，导致化学加药装置内的液体被污染。
进一步地，第一逆止阀81，第一补液隔离阀82还与设置在第一级过滤容器43上的药物含量检测仪19连接，用于当药物含量检测仪19检测到水洗溶液411的药物含量低于预设最低药物含量位时，重新配制化学加药装置内液体的药物含量，并打开第一逆止阀81、第一补液隔离阀82，将第一快速接头83连接至化学加药装置通过废液回流管路7向第一级过滤容器43补充重新配制后的液体，需要说明的是，当药物含量检测仪19检测到水洗溶液411的药物含量低于预设最低药物含量位时，操作人员对化学加药装置内的液体化学物质浓度进行重新配方，使其加入至第一级过滤容器43后，水洗溶液内411的药物含量满足安全壳过滤排放系统的过滤要求，确保安全壳过滤排放系统的过滤功能。
进一步地，安全壳过滤排放系统还包括连接废液回流管路7的疏水回路9，疏水回路9上设置有第一疏水隔离阀91，第二疏水隔离阀92以及第二快速接头93，第一疏水隔离阀91和第二疏水隔离阀92与设置在第一级过滤容器43上的最高水位检测仪182连接，用于当最高水位隔离阀183打开，且最高水位检测仪182检测到水洗溶液411的水位高于预设最高水位时，打开第一疏水隔离阀91，第二疏水隔离阀92，并将第二快速接头93连接至外部容器，通过疏水回路9将废液排放至外部容器，确保安全壳过滤排放系统的过滤功能。
在本发明的其中一个实施例中，疏水回路9还用于当安全壳过滤排放系统需要检修时，打开第一疏水隔离阀91，第二疏水隔离阀92，并关闭废液回流隔离阀71，将水洗溶液411排放至外部容器，实现方便快速检修。其中，设置两个疏水隔离阀的目的是防止在其中一个失效时，导致安全壳过滤排放系统不能正常运行，提高安全壳过滤排放系统的安全性。
进一步地，安全壳过滤排放系统还包括依次设置在排放管线组件2上且位于AgX非能动干式过滤器下游的孔板10，爆破膜11、大小头12、放射监测仪13以及烟囱14，孔板10输入端与AgX非能动干式过滤器输出端连接，用于保证安全壳过滤排放系统以滑压方式运行，保证安全壳过滤排放系统运行的安全性；爆破膜11输入端连接孔板10的输出端，用于当安全壳过滤排放系统压力达到预设数值时，爆破膜11破裂，排放气体得以释放；大小头12具有大头端122和小头端121，小头端121与爆破膜11连接，大头端122与放射监测仪13输入端连接，用于降低大头端122气体流速并减少噪音；放射监测仪13输入端连接大头端122，输出端连接控制单元3，用于实时监测大头端122输出的气体的放射性，生成排放气体放射性监测结果，若排放气体放射性监测结果满足大气排放要求，则通过烟囱14将排放气体排放至大气，若不满足大气排放要求，则控制单元3发出指令，将所述第一电动安全壳隔离阀201和第二电动安全壳隔离阀202关闭。
进一步地，为了保证安全壳过滤排放系统在正常运行条件下的压力，安全壳过滤排放系统还包括连接第一级过滤容器43的氮气单元15，氮气单元15包括氮气回路151，以及设置在氮气回路151上的氮气瓶152，氮气隔离阀153以及氮气逆止阀154，氮气隔离阀153与设置在第一级过滤容器43内部的压力检测仪连接，用于当压力检测仪检测到第一级过滤容器43内压力低于预设的最低压力时，打开氮气隔离阀153和氮气逆止阀154向第一级过滤容器43中充氮气，当安全壳过滤排放系统内压力达到正常值是，关闭氮气隔离阀153以及氮气逆止阀154，停止充气，氮气逆止阀154用于保证氮气只能有氮气瓶152流向至第一级过滤容器43，而不能反向流动，避免排放气体进入氮气瓶152.。
进一步地，安全壳过滤排放系统还包括设置在排放管线组件2上的平衡阀16，平衡阀16输入端与AgX非能动干式过滤器输出端连接，平衡阀16输出端与孔板10输入端连接，用于当安全壳过滤排放系统需要检修时，关闭平衡阀16，防止排放气体排放至大气中。
进一步地，安全壳过滤排放系统还包括连接平衡阀16两端的安全阀17，安全阀17与设置在第一级过滤容器43内部的压力检测仪连接，用于当压力检测仪检测到第一级过滤容器43内压力超过预设的最高压力时，安全阀17起跳进行卸压，保证安全壳过滤排放系统的安全。
实施例二
本发明实施例提供了一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放方法，包括：
步骤S1、通过排放管线组2可控制地将安全壳1排放的气体输送至第一级过滤单元4；使安全壳1内的压力不超过其承载限值，从而确保安全壳1的完整性；
步骤S2、在第一级过滤单元4内对排放气体进行水洗过滤，并对水洗过滤后的排放气体进行除氢处理，实现滞留安全壳排放的气体中携带的气溶胶、放射性核素和氢气的目的；通过上述第一级过滤单元4使不可避免释放到环境中的放射性物质维持在尽可能低的水平，并避免核电厂严重事故后安全壳过滤排放系统投运时湿式过滤装置内的氢燃、氢爆风险问题；
步骤S3、在第二级过滤单元5中对除氢后的排放气体进行甲基碘过滤，并将过滤后符合要求的排放气体排放至大气，使不可避免释放到环境中的放射性物质维持在尽可能低的水平，保证环境友好和公众的剂量安全。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。
综上所述，本发明提出了一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放方法，通过排放管线组件将安全壳排放的气体输送至第一级过滤单元滞留安全壳排放的气体中携带的气溶胶、放射性核素和氢气；通过第二级过滤单元滞留安全壳排放的气体中携带的甲基碘；通过排放管线组件将经过第二级过滤单元滞留后的安全壳排放的气体输送烟囱排出至大气，解决了现有技术中所存在的核电厂严重事故后安全壳过滤排放系统投运时存在的氢燃、氢爆风险等技术问题采用串联结构，且第一级过滤容器采用水洗过滤和腔室冷凝回流的结构设计，非能动折流板催化氢气复合单元置于第一级过滤容器顶部，从而有效消除过滤排放时的氢气，同时保证了过滤排放气体在排出到大气环境前的有效滞留和阻挡，提高了过滤排放过程的安全性；本发明采用了非能动消氢与非能动过滤排放两种非能动原理的有机结合，无需配置额外的动力电源，布置要求简单、消氢能力稳定、成本增加较少；设置有安全阀保证过滤排放系统在高压状态下更安全运行；进一步地，采用银质AgX干性过滤装置有效提升甲基碘滞留效率的方法；采用大小头以降低出口气体流速和减少噪音的方法；采用电动安全壳隔离阀操作阀门，解决了手动远传安全壳隔离阀的远传驱动装置不抗震的问题，同时电动主控操作阀门能有效降低现场人员的操作剂量，保护人员安全，本发明提高了核电厂的安全性和可比经济性，在确保稳定的过滤排放策略的前提下，综合性能更优。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放系统，用于在执行严重事故时，对安全壳(1)排放气体进行过滤，其特征在于，包括：排放管线组件(2)以及设置在排放管线组件(2)上的第一级过滤单元(4)和第二级过滤单元(5)；
排放管线组件(2)，一端连接安全壳(1)，用于可控制地将安全壳(1)内的排放气体输送至第一级过滤单元(4)；
第一级过滤单元(4)，用于对所述排放气体进行水洗过滤，并对水洗过滤后的排放气体进行除氢处理；
第二级过滤单元(5)，与第一级过滤单元(4)串联连接，用于对除氢后的排放气体进行甲基碘过滤，并将过滤后符合要求的排放气体排放至大气。
2.根据权利要求1所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述排放管线组件(2)包括串联在所述排放管线组件(2)上的第一电动安全壳隔离阀(201)和第二电动安全壳隔离阀(202)，
所述安全壳过滤排放系统还包括控制单元(3)，连接所述第一电动安全壳隔离阀(201)和第二电动安全壳隔离阀(202)，用于在严重事故时，根据安全壳(1)综合评估结果，远程控制所述第一电动安全壳隔离阀(201)和第二电动安全壳隔离阀(202)的启闭。
3.根据权利要求2所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述安全壳过滤排放系统还包括连接排放管线组件(2)和第一级过滤单元(3)的废液回流管路(7)，所述废液回流管路(7)上设置有废液回流隔离阀(71)，用于在压力平衡条件下，控制所述废液回流隔离阀(71)的启闭，实现废液可依靠重力通过废液回流管路(7)回流至所述安全壳(1)。
4.根据权利要求1所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述第一级过滤单元(4)包括：水洗过滤单元(41)、氢气复合单元(42)以及容纳所述水洗过滤单元(41)、氢气复合单元(42)的第一级过滤容器(43)，
水洗过滤单元(41)，设置在第一级过滤容器(43)底部，包括水洗溶液(411)以及浸泡在水洗溶液(411)中的文丘里喷嘴(412)，文丘里喷嘴(412)的输入端穿过第一级过滤容器(43)通过法兰与排放管线组件(2)连接，用于将排放气体输送至水洗溶液(411)；水洗溶液(411)用于滞留安全壳(1)排放的气体中携带的气溶胶和放射性核素；
氢气复合单元(42)，设置在第一级过滤容器(43)顶部，包括折流板(421)，以及覆盖在折流板(421)上的催化剂(422)，用于消除经水洗溶液(411)清洗后的排放气体中携带的氢气。
5.根据权利要求4所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述第二级过滤单元(5)为AgX非能动干式过滤器，设置在氢气复合单元(42)的下游，用于过滤除氢后的排放气体中的甲基碘。
6.根据权利要求5所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述安全壳过滤排放系统还包括连接所述废液回流管路(7)的补液回路(8)，补液回路(8)上设置有第一逆止阀(81)，第一补液隔离阀(82)以及第一快速接头(83)，第一逆止阀(81)，第一补液隔离阀(82)与设置在第一级过滤容器(43)上的最低水位检测仪(181)连接，用于当最低水位检测仪(181)检测到水洗溶液(411)的水位低于预设最低水位时，打开第一逆止阀(81)、第一补液隔离阀(82)，并将第一快速接头(83)连接至化学加药装置通过废液回流管路(7)向第一级过滤容器(43)补液，确保安全壳过滤排放系统的过滤功能。
7.根据权利要求6所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述第一逆止阀(81)，第一补液隔离阀(82)还与设置在第一级过滤容器(43)上的药物含量检测仪(19)连接，用于当药物含量检测仪(19)检测到水洗溶液(411)的药物含量低于预设最低药物含量位时，重新配制化学加药装置内液体的药物含量，并打开第一逆止阀(81)、第一补液隔离阀(82)，将第一快速接头(83)连接至化学加药装置通过废液回流管路(7)向第一级过滤容器(43)补充重新配制后的液体，确保安全壳过滤排放系统的过滤功能。
8.根据权利要求7所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述安全壳过滤排放系统还包括连接所述废液回流管路(7)的疏水回路(9)，疏水回路(9)上设置有第一疏水隔离阀(91)，第二疏水隔离阀(92)以及第二快速接头(93)，第一疏水隔离阀(91)和第二疏水隔离阀(92)与设置在第一级过滤容器(43)上的最高水位检测仪(182)连接，用于当最高水位检测仪(182)检测到水洗溶液(411)的水位高于预设最高水位时，打开第一疏水隔离阀(91)，第二疏水隔离阀(92)，并将第二快速接头(93)连接至外部容器，通过疏水回路(9)将废液排放至外部容器，确保安全壳过滤排放系统的过滤功能。
9.根据权利要求8所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述安全壳过滤排放系统还包括依次设置在排放管线组件(2)上且位于AgX非能动干式过滤器下游的孔板(10)，爆破膜(11)、大小头(12)、放射监测仪(13)，以及烟囱(14)，所述孔板(10)用于保证安全壳过滤排放系统以滑压方式运行；所述爆破膜(11)用于当系统压力达到预设数值时，所述爆破膜(11)破裂，排放气体得以释放；所述大小头(12)具有大头端(122)和小头端(121)，小头端(121)与爆破膜(11)连接，大头端(122)与放射监测仪(13)输入端连接，用于降低大头端(122)气体流速并减少噪音；所述放射监测仪(13)输入端连接大头端(122)，输出端连接所述控制单元(3)，用于实时监测大头端(122)输出的气体的放射性，生成排放气体放射性监测结果，若排放气体放射性监测结果满足大气排放要求，则通过烟囱(14)将排放气体排放至大气，若不满足大气排放要求，则所述控制单元(3)发出指令，将所述第一电动安全壳隔离阀(201)和第二电动安全壳隔离阀(202)关闭。
10.根据权利要求9所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述安全壳过滤排放系统还包括连接所述第一级过滤容器(43)的氮气单元(15)，氮气单元(15)包括氮气回路(151)，以及设置在氮气回路(151)上的氮气瓶(152)，氮气隔离阀(153)以及氮气逆止阀(154)，氮气隔离阀(153)与设置在第一级过滤容器(43)内部的压力检测仪连接，用于当压力检测仪检测到第一级过滤容器(43)内压力低于预设的最低压力时，打开氮气隔离阀(153)和氮气逆止阀(154)向第一级过滤容器(43)中充氮气。
11.根据权利要求10所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述安全壳过滤排放系统还包括设置在排放管线组件(2)上的平衡阀(16)，所述平衡阀(16)输入端与AgX非能动干式过滤器输出端连接，平衡阀(16)输出端与孔板(10)输入端连接，用于当安全壳过滤排放系统需要检修时，关闭平衡阀(16)，防止排放气体排放至大气中。
12.根据权利要求11所述的安全壳过滤排放系统，其特征在于，所述安全壳过滤排放系统还包括连接平衡阀(16)两端的安全阀(17)，所述安全阀(17)与设置在第一级过滤容器(43)内部的压力检测仪连接，用于当压力检测仪检测到第一级过滤容器(43)内压力超过预设的最高压力时，打开安全阀(17)进行卸压，保证安全壳过滤排放系统的安全。
13.一种具有氢气复合单元的核电厂安全壳过滤排放方法，其特征在于，包括：
通过排放管线组件(2)可控制地将安全壳(1)排放的气体输送至第一级过滤单元(4)；
在所述第一级过滤单元(4)中对所述排放气体进行水洗过滤，并对水洗过滤后的排放气体进行除氢处理；
在第二级过滤单元(5)中对除氢后的排放气体进行甲基碘过滤，并将过滤后符合要求的排放气体排放至大气。
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