[发明专利]核电站减压方法、核电站减压系统以及相应的核电站

说明书

本发明涉及核电站减压方法，核电站具有封罩放射性载体的安全壳和用于泄压流的出口，其中，泄压流通过配设有过滤系统的泄流管道从安全壳被排导入大气，该过滤系统包括具有过滤室入口、过滤室出口和位于两者间的吸附过滤器的过滤室，并且泄压流首先在高压部段中导送，随后在节流机构处被膨胀减压，接着被至少部分导流经过带吸附过滤器的过滤室，最后排入大气。

本发明还涉及用于核电站的相应的减压系统，核电站具有封罩放射性载体的安全壳和用于泄压流的出口，其中配设有过滤系统的泄流管道被连接至该出口，该过滤系统包括具有过滤室入口、过滤室出口和位于两者间的吸附过滤器的过滤室，并且泄流管道包括高压部段，在高压部段的末端，节流机构被接入该泄流管道，该泄流管道在节流机构的下游通入该过滤室入口，并且该过滤室出口与通入大气的排气口相连通。

最后，本发明涉及具有这样的减压系统的核电站。

为了截留在事故状况尤其是堆芯熔毁的难以置信情况下出现的放射性气体或蒸汽，一般用比较坚固的、相对于外界气密封闭的、由混凝土、钢筋混凝土或钢构成的安全壳来封罩核电站，安全壳也被称为保护外壳。通常，这样的安全壳被设计用于也能经受住内部高压，比如像在氢氧气体爆炸或冷却剂蒸气从冷却剂回路释放出时所出现的内部高压。

但是，对在显著增高的事故压力下的保护外壳性能的研究表明，有可能在不利情况下会因为出现泄漏位置而相对释放出污染较严重的气体至环境中。为了尽量减少这种未经过滤的泄漏气体，可执行尽量减压至微正压或甚至环境压力是很有利的。这尤其对保护外壳有着重要的意义，对于保护外壳而言，在这样的正压阶段内因建筑的缘故而出现开裂是很有可能的，例如像在混凝土保护外壳中或在敏感的密封区域如闸门处等那样。

因此，在许多核电站中已装设了用于在事故情况下限制正压和保护外壳(过滤)减压的不同的系统。这些装置允许悬浮微粒和有时还有元素碘的截留。迄今尚无法做到在无外界能量供给的被动运行中有效截留来自泄压流的有机碘。但近年来对事故研究的认识表明，在这样的事件中，尤其是所排出的有机碘部分可能主要给居民增加辐射负担并因而与危险相关。在本发明的范围内，有机碘尤指呈低碳数有机化合物形式的碘例如甲基碘等。

例如在根据国际公开文本WO90/16071的上述方法和相应设备中，经泄流管道从安全壳流出且处于较高压力的泄压流在其减压和膨胀干燥后通过也被称为节流阀门的节流阀被引导流过带吸附过滤器的过滤室。这种吸附过滤器也被称为分子筛分机或简称分子筛并且比较好地吸附截留下泄压流中的元素碘，此时如此选择工作条件，在分子筛中没有出现泄压流的冷凝析出。而在湿式运行中可能出现敏感易损的过滤器面的损坏或不可逆的“堵塞”。

为避免于此，根据WO90/16071，如此确保尤其包含硝酸银覆层的碘吸附过滤器有足够高的工作温度，较热的泄压流在泄压管道的高压部段里即在节流机构的上游在过滤室旁被引导流过(或也流过穿过多个过滤元件的加热管)并同时传热预热该过滤室。该装置可以与前置的粗过滤器和精过滤器、气体除湿用金属纤维筛和还有自由排气式文丘里涤气器组合。在低压部段内获得的泄压流露点差基本上由(理论)节流温度来定并且在这里取决于建筑结构地只等于大约5℃。根据近年来的研究，有机碘的截留如上所述还是不能令人满意的，肯定不是按照未使用外界能量的经济运行的工作方式。

另外，尤其在沉积阶段中(无流通)因沉积的放射性物质衰变而出现显著的补热量。这可能导致分子筛相对变热，在这里，已经在约210℃工作温度出现微晶体因硝酸银覆层熔融而损坏，因而，丧失了沉积作用并发生了放射性物质的释放。

在安全壳内通过(经过滤)吹出处于正压的气体或蒸汽至大气来泄压的过程也被称为通风。与此相应，泄压流也被称为通风流或类似名称。

在设计和可能有的放射性物质释放方面，迄今投入运行的设备与第三代(3代)新型反应堆有明显区别，这是因为在第三代中已经在设计中考虑了堆芯熔毁。已加装的装置例如像涤气器或砂床过滤器组合本身无法解决要新评估的有机碘截留问题和所力求的尽量减压，尤其是因为在涤气器内所需要的高驱动压力和用于液相物质交换的小反应面以及碘在湿式运行的砂床或分子筛中的很差的沉积效果。也在现有设备中改善这些装置对于达到更严格的核电站安全标准有着重要的意义。

空气所携带的所有悬浮微粒和碘放射性物质的沉积也会允许第三代设备的成本显著降低，这是因为不可截留的惰性气体放射性物质在白天时段衰变，因而可以实现中期减压而不会有相关的释放。这实现了保护外壳和相应的安全系统的简化设计，结果，实现了成本显著降低。