一種防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于核電廠設(shè)計技術(shù)，具體涉及一種防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前核電廠采用雙層安全殼的外殼有兩個主要功能:一方面，外殼保護(hù)內(nèi)殼免受外部事件的影響，比如飛射物、飛機撞擊等；另一方面，與內(nèi)殼一起形成安全殼環(huán)形空間，設(shè)置了環(huán)形空間通風(fēng)系統(tǒng)保持其持續(xù)的負(fù)壓狀態(tài)，可用于控制內(nèi)殼泄漏的物質(zhì)向環(huán)境釋放。但是，外殼承壓能力差，且密封性一般比內(nèi)殼差一個數(shù)量級以上，事故情況下并不能作為放射性氣體包容空間。
[0003]在發(fā)生嚴(yán)重事故時，如果內(nèi)殼失效了氣體排放到環(huán)形空間，則環(huán)形空間通風(fēng)系統(tǒng)將無法維持其負(fù)壓，放射性氣體直接由外殼排放到了環(huán)境中；如果啟動安全殼過濾排放系統(tǒng)防止內(nèi)殼超壓，雖然氣溶膠和碘等小部分放射性物質(zhì)被過濾掉，但占大部分的放射性惰性氣體仍將被排放到環(huán)境中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)及方法，用于核電廠超設(shè)計基準(zhǔn)事故和嚴(yán)重事故工況下最終保障安全殼的功能一包容放射性物質(zhì)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，包括貫穿安全殼內(nèi)殼的卸壓管路，所述卸壓管路位于內(nèi)殼內(nèi)部的一端設(shè)有進(jìn)氣口，卸壓管路的排氣口位于內(nèi)殼與外殼之間的環(huán)形空間內(nèi)，在位于所述內(nèi)殼內(nèi)的卸壓管路上依次設(shè)有文丘里水洗過濾器和金屬過濾器，在位于所述環(huán)形空間內(nèi)的卸壓管路上設(shè)有隔離閥和爆破閥；在所述環(huán)形空間內(nèi)設(shè)有與廢物處理系統(tǒng)連接的接口 ；在所述環(huán)形空間的底部設(shè)有廢液收集坑。
[0006]進(jìn)一步，如上所述的防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，其中，在位于所述外殼外部的接口管道上設(shè)有閥門。
[0007]進(jìn)一步，如上所述的防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，其中，在所述環(huán)形空間內(nèi)設(shè)有放射性探測儀、壓力探測儀、溫度探測儀。
[0008]進(jìn)一步，如上所述的防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，其中，所述的文丘里水洗過濾器、金屬過濾器以及隔離閥、爆破閥均在貼近內(nèi)殼壁面的位置設(shè)置。
[0009]進(jìn)一步，如上所述的防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，其中，所述外殼具有一定承壓能力和密封性，能滿足內(nèi)殼的卸壓需求。
[0010]一種采用上述系統(tǒng)防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的方法，在嚴(yán)重事故下，內(nèi)殼壓力持續(xù)上升，當(dāng)內(nèi)殼壓力上升到管理限值時，打開隔離閥，爆破閥達(dá)到開啟限值時自動開啟，內(nèi)殼氣態(tài)產(chǎn)物通過文丘里水洗器過濾器和金屬過濾器過濾后排放到環(huán)形空間，由環(huán)形空間進(jìn)行包容，避免了大規(guī)模放射性向環(huán)境的釋放；根據(jù)嚴(yán)重事故管理規(guī)程要求，當(dāng)內(nèi)殼壓力下降到設(shè)計壓力以下的壓力設(shè)定值時，則關(guān)閉隔離閥；放射性廢液流入廢液收集坑內(nèi)；事故后，通過環(huán)形空間與廢物處理系統(tǒng)之間設(shè)置的接口，將放射性氣體和放射性廢液排入廢物處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，當(dāng)廢物處理系統(tǒng)無法處理時，將放射性氣體和放射性廢液返回內(nèi)殼待處理。
[0011]如果內(nèi)殼已經(jīng)失效，放射性氣體排放到了環(huán)形空間，則外殼可作為一道屏障，在一定程度防止放射性直接釋放到環(huán)境中。
[0012]本發(fā)明的有益效果如下:采用本發(fā)明所提供的方法和系統(tǒng)，可以在發(fā)生嚴(yán)重事故的情況下，將內(nèi)殼的放射性氣體非能動地(無需任何外部動力)經(jīng)過過濾排放到環(huán)形空間中，降低了內(nèi)殼的壓力，同時減小了內(nèi)殼承受的內(nèi)外部壓差，有效地提高了內(nèi)殼的承壓能力，并且通過文丘里水洗過濾器以及金屬過濾器有效地去除了放射性氣溶膠以及元素碘等放射性物質(zhì)，保證了安全殼的完整性和放射性包容功能。通過經(jīng)濟合理地提高外殼的承壓能力和密封性，保證了環(huán)形空間成為內(nèi)殼空間在嚴(yán)重事故工況下的補充和冗余，滿足縱深防御的原則，提高了事故下安全殼對于放射性物質(zhì)大量釋放的最終包容能力，確保了公眾的安全。綜上所述，本發(fā)明可在嚴(yán)重事故下有效保障安全殼的放射性物質(zhì)包容功能，防止大規(guī)模放射性向環(huán)境釋放。
【附圖說明】
[0013]圖1為防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015]本發(fā)明充分利用雙層安全殼的內(nèi)外殼之間環(huán)形空間的自由容積作為內(nèi)殼空間的補充和冗余，合理可行地加強外殼的密封屏蔽作用，保證了安全殼作為防止放射性釋放最后一道屏障的完整性和可靠性。
[0016]如圖1所不，一種防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，包括具有相應(yīng)承壓能力的外殼1，內(nèi)殼2 ;以及外殼I與內(nèi)殼2之間的環(huán)形空間14，一卸壓管路13貫穿安全殼內(nèi)殼2，所述卸壓管路13位于內(nèi)殼2內(nèi)部的一端設(shè)有進(jìn)氣口 3，卸壓管路13的排氣口 8位于內(nèi)殼2與外殼I之間的環(huán)形空間14內(nèi)，在位于所述內(nèi)殼2內(nèi)的卸壓管路13上依次設(shè)有文丘里水洗過濾器4和金屬過濾器5，在位于所述環(huán)形空間14內(nèi)的卸壓管路13上設(shè)有隔離閥6和爆破閥7;在外殼I上設(shè)有接口管道，接口管道的一端為位于所述環(huán)形空間14內(nèi)的接口 10，另一端貫穿于外殼I與廢物處理系統(tǒng)11連接，在位于所述外殼I外部的接口管道上設(shè)有閥門12 ;在所述環(huán)形空間14的底部設(shè)有廢液收集坑9。
[0017]上述技術(shù)方案在貼近內(nèi)殼2的壁面設(shè)置了進(jìn)風(fēng)口，內(nèi)殼依次設(shè)置了文丘里水洗過濾器4、金屬過濾器5 ;環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置了隔離閥6、爆破閥7以及排氣口 8。所有系統(tǒng)管線及設(shè)備盡量貼近內(nèi)殼(內(nèi)/外)壁面，縮短連接管道的長度，保證系統(tǒng)在事故工況下(例如地震)的有效性和功能性。
[0018]環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置了溫度、壓力及放射性探測儀表，監(jiān)測信號傳遞給主控室操縱員進(jìn)行監(jiān)控，并適當(dāng)?shù)臅r候采取措施。
[0019]環(huán)形空間與電廠廢物處理系統(tǒng)設(shè)置了接口，可在事故后對環(huán)形空間的放射性廢物進(jìn)行處理或返回內(nèi)殼待處理。設(shè)置了廢液收集地坑，用來收集冷凝下來的液體。
[0020]由于該系統(tǒng)用于應(yīng)對超設(shè)計基準(zhǔn)事故，不必滿足單一故障準(zhǔn)則。系統(tǒng)配置卸壓管線和過濾設(shè)備，盡量減少內(nèi)殼的貫穿件數(shù)量，保證內(nèi)殼作為包容放射性屏障的有效性和可靠性。一方面，根據(jù)嚴(yán)重事故下內(nèi)殼卸壓需求，經(jīng)濟合理地提高外殼的承壓能力和環(huán)形空間大小，比如采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土等；另一方面，提高外殼的密封性，比如貫穿部件做好密封設(shè)計、外殼內(nèi)壁增加密封涂料等。
[0021]上述防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)運行方式如下:
[0022]在嚴(yán)重事故下，內(nèi)殼2壓力持續(xù)上升，如果僅能依靠排氣卸壓，當(dāng)內(nèi)殼壓力上升到管理限值時，打開隔離閥6，爆破閥7達(dá)到開啟限值時自動開啟，內(nèi)殼氣態(tài)產(chǎn)物通過文丘里水洗器過濾器4和金屬過濾器5過濾后排放到環(huán)形空間14，由環(huán)形空間14進(jìn)行包容，避免了大規(guī)模放射性向環(huán)境的釋放。這樣，既降低了內(nèi)殼2壓力，又由于環(huán)形空間14壓力上升而降低了內(nèi)殼2承受的內(nèi)外壓差，從而提高了內(nèi)殼2的承壓能力(絕對壓力)。根據(jù)嚴(yán)重事故管理規(guī)程要求，當(dāng)內(nèi)殼2壓力下降到設(shè)計壓力以下某一壓力時，則關(guān)閉隔離閥6。如果內(nèi)殼2已經(jīng)失效，氣體排放到了環(huán)形空間14，則外殼I就成了一道的密封屏障，防止放射性直接釋放到環(huán)境中。環(huán)形空間14與廢物處理系統(tǒng)11設(shè)有接口，地板設(shè)有廢液收集地坑。在事故后，可通過廢物處理系統(tǒng)11對環(huán)形空間14的放射性物質(zhì)進(jìn)行處理或當(dāng)廢物處理系統(tǒng)無法處理時，將放射性氣體和放射性廢液返回內(nèi)殼待處理。
[0023]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，其特征在于:包括貫穿安全殼內(nèi)殼⑵的卸壓管路(13)，所述卸壓管路(13)位于內(nèi)殼(2)內(nèi)部的一端設(shè)有進(jìn)氣口(3)，卸壓管路(13)的排氣口⑶位于內(nèi)殼(2)與外殼⑴之間的環(huán)形空間(14)內(nèi)，在位于所述內(nèi)殼(2)內(nèi)的卸壓管路(13)上依次設(shè)有文丘里水洗過濾器(4)和金屬過濾器(5)，在位于所述環(huán)形空間(14)內(nèi)的卸壓管路(13)上設(shè)有隔離閥(6)和爆破閥(7);在所述環(huán)形空間(14)內(nèi)設(shè)有與廢物處理系統(tǒng)(11)連接的接口(10);在所述環(huán)形空間(14)的底部設(shè)有廢液收集坑(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，其特征在于:在位于所述外殼(I)外部的接口管道上設(shè)有閥門(12)。
3.如權(quán)利要求1所述的防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，其特征在于:在所述環(huán)形空間(14)內(nèi)設(shè)有放射性探測儀、壓力探測儀、溫度探測儀。
4.如權(quán)利要求1所述的防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，其特征在于:所述的文丘里水洗過濾器(4)、金屬過濾器(5)以及隔離閥(6)、爆破閥(7)均在貼近內(nèi)殼⑵壁面的位置設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)，其特征在于:所述外殼(I)具有一定承壓能力和密封性，能滿足內(nèi)殼的卸壓需求。
6.一種米用權(quán)利要求1-5中任意一項所述的系統(tǒng)防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的方法，其特征在于:在嚴(yán)重事故下，內(nèi)殼壓力持續(xù)上升，當(dāng)內(nèi)殼壓力上升到管理限值時，打開隔離閥，爆破閥達(dá)到開啟限值時自動開啟，內(nèi)殼氣態(tài)產(chǎn)物通過文丘里水洗器過濾器和金屬過濾器過濾后排放到環(huán)形空間，由環(huán)形空間進(jìn)行包容，避免了大規(guī)模放射性向環(huán)境的釋放；根據(jù)嚴(yán)重事故管理規(guī)程要求，當(dāng)內(nèi)殼壓力下降到設(shè)計壓力以下的壓力設(shè)定值時，則關(guān)閉隔離閥；放射性廢液流入廢液收集坑內(nèi)；事故后，通過環(huán)形空間與廢物處理系統(tǒng)之間設(shè)置的接口，將放射性氣體和放射性廢液排入廢物處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，當(dāng)廢物處理系統(tǒng)無法處理時，將放射性氣體和放射性廢液返回內(nèi)殼待處理； 如果內(nèi)殼已經(jīng)失效，放射性氣體排放到了環(huán)形空間，則外殼可作為一道屏障，在一定程度防止放射性直接釋放到環(huán)境中。
【專利摘要】本發(fā)明屬于核電廠設(shè)計技術(shù)，具體涉及一種防止雙層安全殼的內(nèi)殼失效及放射性釋放的系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括貫穿安全殼內(nèi)殼的卸壓管路，所述卸壓管路位于內(nèi)殼內(nèi)部的一端設(shè)有進(jìn)氣口，卸壓管路的排氣口位于內(nèi)殼與外殼之間的環(huán)形空間內(nèi)，在位于所述內(nèi)殼內(nèi)的卸壓管路上依次設(shè)有文丘里水洗過濾器和金屬過濾器，在位于所述環(huán)形空間內(nèi)的卸壓管路上設(shè)有隔離閥和爆破閥；在所述環(huán)形空間上設(shè)有與廢物處理系統(tǒng)連接的接口；在所述環(huán)形空間的底部設(shè)有廢液收集坑。采用本發(fā)明所述的系統(tǒng)能在嚴(yán)重事故下有效保障安全殼的放射性物質(zhì)包容功能，防止大規(guī)模放射性向環(huán)境釋放。
【IPC分類】G21F9-22, G21C13-028, G21C13-10, G21C13-02
【公開號】CN104681107
【申請?zhí)枴緾N201510075276
【發(fā)明人】黃偉峰, 于勇, 宋代勇, 趙強, 劉詩華, 趙樹峰, 顧洲, 諶登華
【申請人】中國核電工程有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月12日