一種使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及核電技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了應(yīng)對(duì)石化燃料的短缺和保證能源安全，核電因其清潔性和高能量密度而受到青睞，進(jìn)入了一個(gè)積極發(fā)展時(shí)期，由此也帶來了對(duì)核電站卸下的乏燃料進(jìn)行有效管理的問題。
[0003]燃料在堆中燃燒(即鈾裂變成為中等質(zhì)量的核素)，產(chǎn)生吸收中子的毒物，235U濃縮度減小，燃料元件也可能發(fā)生變形、腫脹等現(xiàn)象，到了一定正度，必須將燃料元件取出反應(yīng)堆，這種卸下來的燃料稱為解乏燃料。
[0004]乏燃料組件中一般還剩余約1%鈾-235、新生約0.5%钚-239和約1%。钚-241可裂變物質(zhì)，為了充分利用這一資源，目前主要是將其加工作為重水核電站用的燃料元件，即使用乏燃料作為池式常壓供熱堆的燃料使用。
[0005]池式常壓供熱堆一般由混凝土屏蔽層、水池、堆芯、換熱器、水栗等組成一次供熱系統(tǒng)，再由中間回路、換熱器、水栗向供熱網(wǎng)供給無任何放射性的熱水。目前的供熱堆，通常在水池上部設(shè)有至少一道氣體密封屏蔽，以保證燃料元件破損時(shí)，放射性物質(zhì)包容在這道密封屏障內(nèi)。然而這種屏蔽并沒有從根本上消除廢氣，只是暫時(shí)緩存，還需要額外的設(shè)備對(duì)其進(jìn)行處理。而現(xiàn)有的乏燃料廢氣處理裝置仍然存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便、機(jī)械故障較多、氣體易泄露、體積大占空間等問題，影響生產(chǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型提供了一種使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，放射性污染物去除干凈，占用空間小，操作方便。
[0007]本實(shí)用新型提供的使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)，包括依次管道連接的洗滌罐、冷卻器、汽水分離器、加熱除水器、干燥塔、吸收塔和風(fēng)機(jī)，其中吸收塔內(nèi)含有至少一個(gè)容置活性炭滯留床的衰變箱。
[0008]洗滌罐中的溶液主要是含0.2?0.4M硝酸汞的硝酸(8?1M)水溶液，能夠?qū)U氣中的碘轉(zhuǎn)化為碘酸鹽和汞絡(luò)合物而由氣體狀態(tài)轉(zhuǎn)入水溶液。具體化學(xué)反應(yīng)式如下:
[0009]CH3I + Hg(NO3)2 = HgI + NO3-+ CH3NO3
[0010]I2 + 5HN03 + H2O = 2103—+ 2H+ + 5HN02
[0011]Hg2+ + 2103—= Hg(13)2o
[0012]使用水洗方法去污系數(shù)可達(dá)103，Hg(103)2為固體產(chǎn)物，而且后續(xù)可以進(jìn)一步進(jìn)行苛性堿溶液洗滌工藝將其轉(zhuǎn)化為Na13。
[0013]由于廢氣中除了含有放射性氣體以外，還有放射性氣溶膠，其主要是從溶液形成，如某些操作中由水霧、噴霧和氣泡性無機(jī)物質(zhì)；形成氣溶膠的另一個(gè)重要過程是正常溫度下的氣相化學(xué)反應(yīng)。因此為了避免后續(xù)去除困難，先將其通入洗滌罐進(jìn)行洗滌，然后經(jīng)過多級(jí)干燥處理，提高吸收塔工作效率并保障其工作環(huán)境，降低系統(tǒng)故障率。
[0014]作為優(yōu)選方案，上述使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)中，所述吸收塔與風(fēng)機(jī)之間還連接有核素檢測(cè)報(bào)警裝置。核素檢測(cè)裝置能夠及時(shí)檢測(cè)經(jīng)過處理的廢氣是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0015]作為優(yōu)選方案，上述使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)中，核素檢測(cè)報(bào)警裝置與風(fēng)機(jī)之間設(shè)有三通閥，三通閥分別連接核素檢測(cè)報(bào)警裝置、風(fēng)機(jī)以及吸收塔。當(dāng)報(bào)警裝置檢測(cè)到核素超標(biāo)時(shí)，三通閥調(diào)節(jié)氣路重新回到吸收塔，進(jìn)行二次吸附，完成過濾。
[0016]作為優(yōu)選方案，上述使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)中，所述吸收塔內(nèi)還設(shè)有過濾器，過濾器中的濾料為超細(xì)玻璃纖維濾紙。
[0017]超細(xì)玻璃纖維為現(xiàn)有市售商品(例如可購(gòu)自沈陽(yáng)超越達(dá)玻璃纖維制品有限公司)，有一定的吸附作用，對(duì)低濃度的超微米(小于Ιμπι)顆粒凈化效率達(dá)99.96%。過濾器流體阻力較小，使用數(shù)年都無需維修，但由于受潮后阻力變大，若遇堿液，纖維易被腐蝕或結(jié)成團(tuán)塊，造成氣體短路而失效，因此必須保證進(jìn)來的氣體干燥性。
[0018]作為優(yōu)選方案，上述使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)中，所述洗滌罐底部設(shè)有進(jìn)氣口，頂部設(shè)有出氣口，進(jìn)氣口端設(shè)有抽氣風(fēng)機(jī)將氣體抽至洗滌罐中。
[0019]本實(shí)用新型提供的使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)，具有如下有益效果:
[0020]本實(shí)用新型充分考慮到使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣成分以及性質(zhì)，通過合理設(shè)置工藝設(shè)備流程，并且選擇恰當(dāng)?shù)南礈觳牧弦约拔讲牧?，能夠有效去除廢氣中的絕大多數(shù)放射性核素成分，經(jīng)過處理的潔凈廢氣由風(fēng)機(jī)排出。本新型的廢氣處理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理過程方便，廢氣不易泄露，能夠?qū)U氣中的氮氧化物、碘、氫、氪、碳等放射性核素去除，排出的氣體符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型所提供的使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)各裝置連接關(guān)系不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023]請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型所提供的使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)包括依次管道連接的洗滌罐、冷卻器、汽水分離器、加熱除水器、干燥塔、吸收塔和風(fēng)機(jī)，其中吸收塔內(nèi)含有至少一個(gè)容置活性炭滯留床的衰變箱(圖中未示出)。洗滌罐底部設(shè)有進(jìn)氣口，頂部設(shè)有出氣口，進(jìn)氣口端設(shè)有抽氣風(fēng)機(jī)將氣體抽至洗滌罐中。吸收塔內(nèi)還設(shè)有過濾器，過濾器中的濾料為超細(xì)玻璃纖維濾紙。
[0024]系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由抽氣風(fēng)機(jī)連續(xù)將池式常壓供熱堆設(shè)備中的氣體抽至洗滌罐，氣體通過洗滌液的洗滌后，被送入冷卻器進(jìn)行冷凝使水汽冷凝為液體，剩余氣體通入汽水分離器以除去其內(nèi)懸浮狀水滴，分離后的氣體再經(jīng)加熱除水器加熱以降低相對(duì)濕度，最后通過干燥塔內(nèi)的吸附劑將氣體中殘存的水汽吸收干燥完全。干燥的氣體進(jìn)入吸收塔經(jīng)由活性炭和超細(xì)玻璃纖維依次吸附去除其中的放射性核素，最后排出的氣體能夠符合排放標(biāo)準(zhǔn)，由風(fēng)機(jī)排入大氣。
[0025]為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)排氣質(zhì)量，在吸收塔與風(fēng)機(jī)之間還可以連接核素檢測(cè)報(bào)警裝置，核素檢測(cè)報(bào)警裝置與風(fēng)機(jī)之間設(shè)有三通閥，三通閥分別連接核素檢測(cè)報(bào)警裝置、風(fēng)機(jī)以及吸收塔。當(dāng)核素達(dá)到預(yù)設(shè)的最低值時(shí)，報(bào)警裝置便發(fā)出報(bào)警，通過電路控制三通閥的開閉，將氣體重新導(dǎo)入吸收塔進(jìn)行二次吸收，以確保放射性核素被吸收徹底。
[0026]使用本實(shí)用新型提供的能夠?qū)U氣中的氮氧化物、碘、氫、氪、碳等放射性核素去除，排出的氣體符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
[0027]以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，包括依次管道連接的洗滌罐、冷卻器、汽水分離器、加熱除水器、干燥塔、吸收塔和風(fēng)機(jī)，其中吸收塔內(nèi)含有至少一個(gè)容置活性炭滯留床的衰變箱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收塔與風(fēng)機(jī)之間還連接有核素檢測(cè)報(bào)警裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，核素檢測(cè)報(bào)警裝置與風(fēng)機(jī)之間設(shè)有三通閥，三通閥分別連接核素檢測(cè)報(bào)警裝置、風(fēng)機(jī)以及吸收塔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收塔內(nèi)還設(shè)有過濾器，過濾器中的濾料為超細(xì)玻璃纖維濾紙。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述洗滌罐底部設(shè)有進(jìn)氣口，頂部設(shè)有出氣口，進(jìn)氣口端設(shè)有抽氣風(fēng)機(jī)將氣體抽至洗滌罐中。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種使用乏燃料的池式常壓供熱堆的廢氣處理系統(tǒng)，將溶解尾氣進(jìn)行循環(huán)處理。該系統(tǒng)包括依次管道連接的洗滌罐、冷卻器、汽水分離器、加熱除水器、干燥塔、吸收塔和風(fēng)機(jī)，其中吸收塔內(nèi)含有至少一個(gè)容置活性炭滯留床的衰變箱。冷卻器將乏燃料池上層空間的廢氣冷凝去除部分水汽，再經(jīng)汽水分離器除去懸浮水滴，然后通過加熱除水器繼續(xù)除去殘余的水汽以降低廢氣的相對(duì)濕度，再經(jīng)過干燥塔進(jìn)行吸附干燥，將殘留的水汽吸收干燥掉，最后去水的廢氣通入吸收塔以吸附滯留衰變放射性核素，經(jīng)過處理的潔凈廢氣由風(fēng)機(jī)排出。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，處理過程方便，廢氣不易泄露，能夠?qū)U氣中的氮氧化物、碘、氫、氪、碳等放射性核素去除，排出的氣體符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
【IPC分類】G21F9/02
【公開號(hào)】CN205177419
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521021954
【發(fā)明人】田力, 徐剛, 邱清, 朱潔, 袁瑋晨
【申請(qǐng)人】田力, 徐剛, 邱清, 朱潔, 袁瑋晨
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月10日