一種核電站的卸壓系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種核電站的安全系統(tǒng)領域，尤其涉及一種事故工況下，用于防止核電站安全殼超壓、能減少放射性物質向環(huán)境釋放且能防止氫氣燃爆的的卸壓系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]核電站的安全殼是防止放射性產(chǎn)物釋放到環(huán)境中的最后一道屏障，它的完整性對于環(huán)境保護具有相當大的作用。盡管在核電站設計中執(zhí)行縱深防御安全原則，設置了多重安全屏障，并采用了大量經(jīng)過工程驗證的設計方案，用以保證核電站在設計基準事故下的安全可靠；但是核電站依然存在發(fā)生超設計基準事故的可能，如發(fā)生堆芯熔融這樣的嚴重事故；當堆芯熔融事故發(fā)生后，安全殼內(nèi)的溫度大幅上升，如果沒有任何緩解措施，堆芯熔融物與水及混凝土底板相互反應，產(chǎn)生大量的不凝結氣體，隨著事故的發(fā)展，氣體不斷增加，從而導致安全殼內(nèi)安全壓力的不斷升高，最終將破壞安全殼完整性，造成發(fā)射性物質外泄，進而對周圍環(huán)境造成污染，危及周邊人員的安全。
[0003]核電站的卸壓系統(tǒng)通過主動、可控、卸壓使安全殼內(nèi)的壓力不超過其承載限值，從而確保安全殼的完整性，即將超壓安全殼內(nèi)的部分氣體排出，達到卸壓的目的，并對排出的氣體進行有效的過濾，盡可能減少進入環(huán)境的放射性物質。已知的卸壓系統(tǒng)主要考慮卸壓和對放射性氣體的過濾，而未考慮排放系統(tǒng)中的氫氣的燃爆效應，特別是安全殼中的混合氣體包含水蒸氣、氫氣、氣溶膠等，在經(jīng)水洗過濾后，大量的水蒸氣、氣溶膠被凝結，而導致氫氣濃度突增，增加了氫氣的燃爆風險；而一旦卸壓系統(tǒng)中的氫氣燃爆，核電站的卸壓系統(tǒng)被破壞，大量的放射性物質將會直接泄漏到周圍環(huán)境中，造成對環(huán)境的核污染。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種在事故工況下，用于防止核電站安全殼超壓、能減少放射性物質向環(huán)境釋放且能防止氫氣燃爆的卸壓系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種核電站的卸壓系統(tǒng)，該核電站包括用于密封放射性載體的安全殼和用于卸壓的安全殼出口，所述卸壓系統(tǒng)包括過濾裝置、充氣裝置、第一隔離閥、第一管道、第二管道、充氣管道和第一止回閥；所述過濾裝置包括過濾室，所述過濾室的入口藉由所述第一管道與所述安全殼出口連通，所述第一隔離閥設置于所述第一管道上，所述過濾室的出口藉由第二管道與所述核電廠的排氣口相連；所述充氣裝置藉由充氣管道分別連通于所述過濾室和所述第二管道，所述第一止回閥設置于所述充氣管道上，所述充氣裝置所充的氣為氮氣或惰性氣體。
[0006]較佳地，所述過濾室內(nèi)設置有靠近所述過濾入口的水洗過濾器和靠近所述過濾出口的金屬纖維過濾器，且所述金屬纖維過濾器的放置位置高于所述水洗過濾器的放置位置，以使所述金屬纖維過濾器中的液體能流入所述水洗過濾器。
[0007]較佳地，所述過濾室包括第一腔室、第二腔室和連通所述第一腔室和所述第二腔室的第三管道，所述水洗過濾器位于所述第一腔室，所述金屬纖維過濾器位于所述第二腔室，所述第二腔室的下端設有與所述第一腔室連接的第一液體回流管，以使經(jīng)所述金屬纖維過濾器分離后的液體回流到所述第一腔室中。
[0008]較佳地，所述過濾室中還設置有位于所述水洗過濾器和所述金屬纖維器之間的折流板，用于在水洗過濾后進一步對混合氣體進行氣液分離。
[0009]較佳地，所述折流板的設置位置高于所述水洗過濾器，所述折流板的下部設有與水洗過濾器連接的第二液體回流管。
[0010]較佳地，所述折流板上設置有消氫材料，可以消除混合氣體中部分氫氣，降低混合氣體中氫氣的濃度。
[0011]較佳地，所述卸壓系統(tǒng)還包括加藥裝置，加藥裝置包括加藥罐、第一注液管和第二止回閥，所述加藥罐通過第一注液管與所述水洗過濾器連接，所述第一注液管上設有有第二止回閥。
[0012]較佳地，還包括所述冷凝裝置，冷凝裝置包括設置于所述加藥罐液面下的熱交換器、第四管道和第二隔離閥，所述熱交換器一端與所述水洗過濾器連接，另一端通過所述第四管道與所述第一管道連接，所述第二隔離閥設置于所述第四管道上。
[0013]較佳地，還包括加水裝置，加水裝置包括水箱、第二注液管和第三止回閥，所述水箱通過第二注液管連接于所述水洗過濾器，所述第三止回閥設置于所述第二注液管上。
[0014]較佳地，所述卸壓系統(tǒng)還包括設置所述水洗過濾器的底端與所述安全殼相連通的第三液體回流管和設置于所述第三液體回流管上的第三隔離閥，通過所述第三液體回流管，將所述水洗過濾器中的溶液輸送回事故機組的安全殼，減少水洗過濾器內(nèi)放射性較強溶液的積聚，避免潛在放射性污染源的擴散。
[0015]較佳地，所述過濾裝置還包括設置于所述第二管道上的用于降低氫氣燃燒的柵格網(wǎng)，確保在事故工況下，氫氣的濃度在可控范圍內(nèi)，降低氫氣加速燃燒的可能。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，在事故工況下，安全殼內(nèi)的大量混合氣體在達到一定限值時，通過打開第一隔離閥，大量混合氣體可通過第一管道進入過濾裝置的過濾室，在過濾室內(nèi)大量混合氣體被霧化、凝聚，使不凝結氣體中的氣溶膠凝聚為凝結核，然后凝聚成粒徑較大的含塵水滴，被留在過濾室中，幾乎全部的水蒸氣也同樣被滯留在過濾室中，進而導致過濾室中的混合氣體中的氫氣濃度驟升，當其濃度達到可燃限值時，就有燃爆的可能；而在此引入充氣裝置，向該混合氣體中充入氮氣或惰性氣體，降低混合氣體中氫氣的濃度，防止氫氣的燃爆，從根本上防止核電站安全殼超壓失效、減少放射性物質向環(huán)境釋放的途徑，提高了核電站的安全性，而避免了對周圍環(huán)境和人員的核輻射傷害。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型卸壓裝置與安全殼連接的結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型卸壓裝置與安全殼連接的另一實施方式的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。
[0020]本實用新型提供了一種核電站的卸壓系統(tǒng)，如圖1和2所示，該核電站包括用于密封放射性載體的安全殼I和用于卸壓的安全殼出口 11，核電站的卸壓系統(tǒng)包括過濾裝置、充氣裝置3、第一隔離閥13、第一管道12、第二管道21、充氣管道31和第一止回閥32 ;過濾裝置包括過濾室24，過濾室24的入口(圖中未示)藉由第一管道12與安全殼出口 11連通，第一隔離閥13設置于第一管道12上，在本實施例中為兩個，過濾室24的出口(圖中未示)藉由第二管道21與核電廠的排氣口 22相連；充氣裝置3藉由充氣管道31分別連通于過濾室24的不同部位和第二管道21，第一止回閥32設置于充氣管道31上。在本實施例中，充氣裝置3為充氮氣或充惰性氣體的裝置，第一止回閥32設置有多個，其分別對應設置在充氣管道31主管道和分管道上；過濾室24內(nèi)設置有靠近過濾室的入口的水洗過濾器241和靠近過濾室24出口的金屬纖維過濾器242，且金屬纖維過濾器242的放置位置高于水洗過濾器241的放置位置，以使金屬纖維過濾器242中的液體能流入水洗過濾器241 ;另夕卜，過濾室24中還設置有位于水洗過濾器241和金屬纖維器242之間的折流板243，折流板243上設置有消氫材料，該消氫材料為公知技術。
[0021]如圖1所示，較佳地，該卸壓系統(tǒng)還包括加藥裝置、冷凝裝置和加水裝置其中的一個或多個，其中加藥裝置包括加藥罐4、第一注液管41和第二止回閥42，加藥罐4通過第一注液管41與水洗過濾器241連接，第一注液管41上設有有第二止回閥42 ;冷凝裝置包括設置于加藥罐4液面下的熱交換器5、第四管道51和第二隔離閥52，熱交換器5 —端與水洗過濾器241連接，另一端通過第四管道51與第一管道12連接，且第四管道51位于兩第一隔離閥13之間，第二隔離閥52設置于第四管道51上，該冷凝裝置還可以設置如圖1和2所示的第四管道旁路53，在第四管道旁路53上設置第三隔離閥53a，用于在調節(jié)混合氣流的溫度；加水裝置包括水箱6、第二注液管61和第三止回閥62，水箱6通過第二注液管61連接于水洗過濾器241，第三止回閥62設置于第二注液管61上。較佳地，卸壓系統(tǒng)還包括設置水洗過濾器241底端與安全殼I相連通的第三液體回流管14和設置于第三液體回流管14上的第三隔離閥15，通過第三液體回流管14，將水洗過濾器241中的溶液輸送回事故機組的安全殼1，可減少水洗過濾器241內(nèi)放射性較強溶液的積聚，避免潛在放射性污染源的擴散。
[0022]另外過濾室24的出口與排氣口 22之間的第二管道21上還設置有第四隔離閥21a，第四隔離閥21用來控制混合氣體的流速，此外，還可以相對第四隔離閥21a設置第二管道旁路21b，其上設置第五隔離閥21c，用以對混合氣流進行分流，降低混合氣體的流速；為提高過濾效率，過濾裝置還包括順次設置于第二管道21上用于維持排放氣體流速的的孔板25、用于降低氫氣加速燃燒可能的柵格網(wǎng)26和活性炭吸附器27以及放射性檢測器23，放射性檢測器23設置在最末端，靠近排氣口 22。
[0023]在本實施例中，過濾室24為一個立式的一體式容器，其中從上至下依次設置有金屬纖維過濾器242、折流板243和水洗過濾器241，混合氣體在由過濾入口 22進入過濾室24，依次經(jīng)過水洗過濾器241、折流板243和金屬纖維過濾器242，最后分離得到的氣體物質經(jīng)過濾出口 23流向第二管道21，而分離得到的液體物質則匯聚到水洗過濾器241中，當水洗過濾器241中液體匯聚較多時，可直接打開第三隔離閥15，將多余的液體輸送回安全殼中，防止過濾室24中的放射性物質積聚。