CN209962706U - 一种安全壳卸压排放装置及包含该装置的安全壳系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安全壳卸压排放装置，包括母管和过滤组件，所述母管的输入端能够与安全壳连接，用于将所述安全壳内的气体导出；所述过滤组件，用于对所述气体进行过滤，所述过滤组件包括喷嘴，所述喷嘴设置于所述母管的输出端上。本实用新型还公开了一种安全壳系统，包括安全壳和以上所述的安全壳排放装置。本实用新型可以实现对安全壳内气体的排放与高效过滤，降低安全壳内压力，避免安全壳超压风险。

Description

一种安全壳卸压排放装置及包含该装置的安全壳系统

技术领域

本实用新型属于核电技术领域，具体涉及一种安全壳卸压排放装置及包含所述安全壳卸压排放装置的安全壳系统。

背景技术

安全壳是核电站防止放射性产物释放到环境中的最后一道屏障，当发生事故，尤其是严重事故时，由于堆芯熔化，大量的放射性气体将充斥在安全壳内，压力和温度骤然升高，安全壳内的压力会威胁到安全壳完整性，因而需要对安全壳进行有效的卸压。核安全局也对此提出了要求，明确指出要加强核电厂安全壳超压排放功能，优化乏燃料水池内管道、排气口的布置以及乏池冷却和净化系统，提高放射性物质水洗过滤的效率，严格控制排放至环境中的气体的放射性。

然而，目前在核电厂安全壳内的压力威胁到安全壳完整性时，一般是通过开启反应堆冷却剂系统(RCS)热段至正常余热排出系统(RNS)入口隔离阀、RNS入口母管壳外隔离阀、RNS至乏燃料水池(SFP)隔离阀，实现从安全壳向乏燃料水池的排气，以达到安全壳卸压目的。这种安全壳卸压方式借用了RNS的管道，它没有独立的排放通道，且排放口的结构存在以下不足：

(1)RNS的管口即为现有的安全壳卸压排放口，过滤效率低，排出的气体中仍含有较多的放射性物质；

(2)排放口缺乏保护措施，排放的气体会对周边设备造成冲击，影响设备正常工作。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种安全壳卸压排放装置及包含该装置的安全壳系统，可以实现对安全壳内气体的排放与高效过滤，以降低安全壳内压力，避免安全壳超压风险。

根据本实用新型的一个方面，提供一种安全壳卸压排放装置，其技术方案为：

一种安全壳卸压排放装置，包括母管和过滤组件，所述母管的输入端能够与安全壳连接，用于将所述安全壳内的气体导出；所述过滤组件，用于对所述气体进行过滤，所述过滤组件包括喷嘴，所述喷嘴设置于所述母管的输出端上。

优选的，所述喷嘴的数量为多个，多个所述喷嘴分布在所述母管的不同高度位置上，同一高度位置上的所述喷嘴沿所述母管的圆周方向分布。

优选的，所述喷嘴采用文丘里喷嘴。

优选的，所述母管的输出端的底部为密封面。

优选的，所述排放装置还包括外罩，所述过滤组件能够处于所述外罩的内部。

优选的，所述外罩上设置有第一通道和/或第二通道，外部水源通过所述第一通道能够对所述外罩内部进行补水；所述第二通道，用于排出所述气体。

优选的，所述外罩包括罩身，所述罩身为圆筒状；

所述第一通道设于所述罩身的底部。

优选的，所述外罩包括罩身和盖设于所述罩身顶部的顶盖，所述罩身为圆筒状；所述顶盖上开设有穿孔，所述母管的输出端穿过所述穿孔而处于所述罩身的内部。

优选的，所述第一通道设于所述罩身的底部，所述第二通道设于所述顶盖上。

本实用新型提供的安全壳卸压排放装置，由于包括有过滤组件，通过过滤组件可以将安全壳中排出的放射性气体尽可能分散排出到水体中，从而提高气体中的放射性物质的过滤效果，减少对环境的污染；所述装置还包括有外罩，通过外罩可以将高速气体流体与周边设备隔离，避免对周边设备或设施造成不良影响。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种安全壳系统，其技术方案如下：

一种安全壳系统，包括安全壳，还包含上述的安全壳卸压排放装置。

本实用新型提供的安全壳系统，由于具有上述安全壳卸压排放装置，因而可以将安全壳内的气体顺利排出，避免安全壳内超压，优化了安全壳系统的排气口的结构，并且可以显著提高放射性物质的过滤效果，以严格控制排放至环境中的气体的放射性，还能避免气体对周边设备或设施造成冲击，进一步提升核反应堆机组的安全性，对提高核电厂的安全性起到了非常积极的作用。

附图说明

图1为本实用新型实施例中安全壳卸压排放装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中的排气单元的结构示意图；

图3为图2中排气单元的A-A剖面图；

图4为图2中母管的俯视图；

图5为本实用新型实施例中又一种外罩是结构示意图。

图中：1-母管；11-输入端；12-输出端；2-喷嘴；3-外罩；31-第一通道；32-第二通道；33-通孔；4-水体。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

针对现有某些技术中，安全壳卸压排放系统的排放口缺少过滤装置和防护措施，导致安全壳内含放射性物质的气体在排出时的过滤效率低和气体排放过于集中造成的对周边设备或设施形成冲击，影响设备正常运行等问题，本实用新型提供一种安全壳卸压排放装置，包括母管和过滤组件，所述母管的输入端能够与安全壳连接，用于将所述安全壳内的气体导出；所述过滤组件，用于对所述气体进行过滤，所述过滤组件包括喷嘴，所述喷嘴设置于所述母管的输出端上。

相应地，本实用新型还提供一种安全壳系统，包括以上所述的安全壳卸压排放装置。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例公开一种安全壳卸压排放装置，应用于安全壳卸压，其包括母管1和过滤组件，其中：母管1能够与安全壳连接，用于将安全壳内的放射性气体导出；过滤组件设置于母管1上，用于对安全壳导出的放射性气体进行过滤，提升过滤效果。

具体的，如图2所示，母管1优选为圆形管道，也可以是其它形状，本实施例不作进一步限定。母管1包括输入端11和输出端12，母管1的输入端11用于与安全壳连接，以便将安全壳内的气体输入到母管1；母管1的输出端12的底部为密封面，防止气体从输出端12的底部排出，影响气体分散排出的效果。母管1的尺寸大小及长度，可以根据气体排放量及布置的位置来确定，本实施例不作进一步限定。

具体的，过滤组件包括喷嘴2，喷嘴2设置于母管1上，更准确的说，应该是设置于母管1的输出端12的侧壁上。喷嘴2的数量为多个，如两个或以上，喷嘴2尽可能均匀的分布在母管1的输出端上，本实施例优选环形排布，即多个喷嘴2分布在母管1的不同高度位置上，同一高度位置上的喷嘴2沿母管1的圆周方向分布。也就是说，有多个喷嘴2沿母管1的径向方向上排列成一圈(如图3所示)，而沿母管1的轴向方向排列有由喷嘴围成的多个圈(如图4所示)。这种环形排布的喷嘴可以使排出的气体更分散，避免对水体造成过大的冲击。

进一步的，喷嘴2优选文丘里喷嘴，当然喷嘴2也可以是其它类型的喷嘴，本实施例不作进一步限定。为了获得较好的过滤效果，文丘里喷嘴的尺寸大小需要保证气体在文丘里喷嘴的喉部流速为临界流，这样气体在通过文丘里喷嘴的喉部时可以达到更高流速，使气体与水体的接触面积更大，以获得较强的过滤效果。本实施例中文丘里喷嘴的尺寸规格，可以根据实际操作过程中气体的流量进行选择，本实施例不做进一步的限定。

优选的，若气体排放量为4kg/s(表压0.42MPa,150摄氏度)，则母管1的外径尺寸优选为168.3mm，长度为2m；文丘里喷嘴总共有40个，即沿母管1的径向方向上均匀设置有8个文丘里喷嘴，沿母管1的轴向方向排列5排喷嘴。

在实际操作过程中，本实施例的安全壳卸压排放装置需要布置在水体4中，可以是将排放装置整体布置在水体4中，也可以是只有母管1的输出端布置在水体4中，将母管1的输入端与安全壳连接，则安全壳内的放射性气体导入母管中，再从文丘里喷嘴喷出到水体4中进行水洗过滤。水体4优选采用乏燃料水池的水体，当然也可以是其它可以起到过滤放射性物质的过滤池，本实施例不作进一步限定。

进一步的，所述安全壳卸压排放装置(以下简称排放装置)还包括外罩3，外罩3可以起到隔离放射性气体的冲击的作用。

具体的，将母管1整体或者是至少母管1的输出端设置于外罩3中，文丘里喷嘴的出口处于外罩3的内部，外罩3可以减少文丘里喷嘴喷出的高流速气体对水体4的冲击，避免对水体4中其它周边设备或设施的影响。

如图1所示，外罩3包括罩身，罩身的形状为圆筒状，罩身的底部端面为封闭面，其顶部为敞口。罩身上设置有第一通道31，第一通道31用于向罩身的内部补充水量(在实际操作中，水体4优选乏燃料池，乏燃料池内的衰变热和排放气体携带的热量会使外罩内的水体4蒸发，排出的气体也会携带水分，造成水量减少，所以需要连续自动补充水量)，第一通道31可以设置于罩身的底部、顶部，也可以设置于罩身的底部、侧壁，本实施例优选设置于罩身的底部，以便获得具有较大流通面积的水体通道。过滤后的放射性气体从罩身的顶部排出，再通过核电厂厂房顶部的天窗(或者其他途径)排出到大气环境中。

进一步的，罩身的底部端面除了可以是封闭面，也可以是开放的，当罩身的底部端面为开放的敞口时，此时罩身敞开的底部即为第一通道31,而不用另外设置第一通道31。

第一通道31和第二通道32的形状，可以是圆形、方形或其他任意形状，本实施例不作进一步限定。第一通道的数量和尺寸大小，可以根据实际情况进行选择，本实施例不作进一步限定。

本实施例公开的安全壳卸压排放装置，结构简单，成本低，不仅可以将安全壳中排出的气体尽可能分散排出到水体中，从而提高气体中的反射性物质的过滤效果，减少对环境的污染，还能将高速气体流体与周边设备隔离，避免对周边设备设施造成不良影响。

实施例2

本实施例中公开的安全壳卸压排放装置与实施例1的区别在于：外罩的结构不同。

如图5所示，本实施例中，外罩3包括罩身和盖设于罩身顶部的顶盖，顶盖盖设于罩身的顶部。

其中，罩身为圆筒状，罩身上设有第一通道31，第一通道31设于罩身的底部，用于向罩身的内部补充水量。

顶盖上设置有第二通道32和通孔33，其中：过滤后的气体通过设置于顶盖的顶部的第二通道32进行集中排放，还能使水体蒸发后的蒸汽冷凝后再次回到外罩中补充水量；通孔33的形状、大小与母管1形状、外径大小相适应，以便母管1穿过，且母管的输出端处于罩身的内部。

外罩3或罩身还可以是其它任意可以使外罩3能够起到隔离排放的气体对周围的设备形成冲击的形状，如球形、方形等，本实施例不作进一步限定。

实施例3

本实施例公开一种安全壳系统，包括安全壳和实施例1或实施例2中所述的安全壳卸压排放装置。

具体的，如图1所述，将排放装置设置于水体4中，将母管1与安全壳连接，将放射性气体从安全壳中导出，进入排放装置，并由文丘里喷嘴喷出到水体4中，气体经水体4的水洗过滤后，从第二通道32排出。

本实施例公开的安全壳系统，可以将安全壳内的放射性气体排出，避免安全壳内超压，优化了安全壳系统的排气口的结构，可以提高放射性物质的过滤效果，严格控制排放至环境中的气体的放射性，还能避免气体对周边设备或设施造成冲击，进一步提升核反应堆机组的安全性，对提高核电厂的安全性起到了非常积极的作用。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种安全壳卸压排放装置，其特征在于，包括母管(1)和过滤组件，

所述母管的输入端(11)能够与安全壳连接，用于将所述安全壳内的气体导出；

所述过滤组件，用于对所述气体进行过滤，所述过滤组件包括喷嘴(2)，所述喷嘴设置于所述母管的输出端(12)上。

2.根据权利要求1所述的安全壳卸压排放装置，其特征在于，所述喷嘴的数量为多个，多个所述喷嘴分布在所述母管的不同高度位置上，同一高度位置上的各个所述喷嘴沿所述母管的圆周方向分布。

3.根据权利要求2所述的安全壳卸压排放装置，其特征在于，所述喷嘴采用文丘里喷嘴。

4.根据权利要求2所述的安全壳卸压排放装置，其特征在于，所述母管的输出端的底部为密封面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的安全壳卸压排放装置，其特征在于，所述排放装置还包括外罩(3)，所述过滤组件能够处于所述外罩的内部。

6.根据权利要求5所述的安全壳卸压排放装置，其特征在于，所述外罩上设置有第一通道(31)和/或第二通道(32)，

外部水源通过所述第一通道能够对所述外罩内部进行补水；

所述第二通道，用于排出所述气体。

7.根据权利要求6所述的安全壳卸压排放装置，其特征在于，所述外罩包括罩身，所述罩身为圆筒状；

所述第一通道设于所述罩身的底部。

8.根据权利要求6所述的安全壳卸压排放装置，其特征在于，所述外罩包括罩身和盖设于所述罩身顶部的顶盖，所述罩身为圆筒状；

所述顶盖上开设有通孔，所述母管的输出端穿过所述通孔而处于所述罩身的内部。

9.根据权利要求8所述的安全壳卸压排放装置，其特征在于，所述第一通道设于所述罩身的底部，所述第二通道设于所述顶盖上。

10.一种安全壳系统，包括安全壳，其特征在于，还包含权利要求1-9任一项所述的安全壳卸压排放装置。

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