[发明专利]用于核设施的反应堆外壳的通风系统

说明书

本发明涉及一种用于核设施的反应堆外壳、尤其是用于沸水反应堆的也称为通风系统的泄压系统，其带有集成的过滤器。此外，本发明涉及一种相关的操作方法。

在核电站中的具有堆芯熔化的严重事故情况下，在也称为反应堆外壳的安全包体内出现非常高的空气携带的放射量，其在存在高的不密封性和不允许的过压情况下会以明显的量释放到环境中。在这种情况中，尤其是由于所包含的不同的放射性核素(特别是碘同位素和铯同位素)的长半衰期，这些空气携带的放射性会导致核电站环境中的极为不希望的长期土壤污染。

在许多核电站中已经安装了不同的系统用于限制过压和用于在故障情况下对反应堆外壳泄压。这些设备能实现抑制气溶胶以及部分地还抑制元素碘以及有机碘化合物(Organojod)，并且通常包含用于也称为通风流的泄压流的湿式清洁系统或洗涤系统(英语：Scrubber)，其带有罐和其他储存容器构型的体积巨大的储水装置。

这些大的储水装置是需要的，以便限制来自所保留的放射性气溶胶和碘的衰变热的不期望的影响，亦即温度升高直至水蒸发，并且在通风运行中能实现将热气体冷却到饱和水温度。洗涤设备的变干将威胁到抑制功能并且附加地引起所抑制的放射性的再释放。

此外对于现有设施的反应堆外壳性能的研究表明：在确定的事故场景中可能释放显著提高的放射性并因此释放显著提高的气溶胶余热和碘余热。因此在这样的情况下，在通风系统的洗涤设备中的水需求是显著的并且导致相应大容积的设备，这些设备大多不再可以安置于存在的建筑中。这意味着新的搭建建筑，其导致巨大的成本。

已经改造的设备例如洗涤器或砂床过滤器以及相应的组合部分成功地解决了有机碘抑制的问题(该问题在近期基于相应的研究成果还要重新评估)。然而这样的设备必然还需要保护免受外部影响，由此这样的设备在构造上是非常昂贵的并因此导致巨大的成本。

本发明基于如下任务，即对此实现补救并且提供一种用于核设施的反应堆外壳的通风系统，该通风系统能在同时紧凑的结构方式下(特别是关于要准备的洗涤液的量方面)实现用于通风流的湿式洗涤器的有效和可靠的运行。此外应提供一种对于这样的通风系统特别有利的操作方法。

涉及装置的任务根据本发明通过权利要求1的特征解决。关于方法方面，通过权利要求10的特征解决该任务。

本发明有利的扩展方案是从属权利要求以及以下详细描述的主题。

本发明基于如下认识，即通过被动地开发存在的储水装置，在已经存在的设备中也可以实现已知通风系统和相关洗涤设备的改进，以达到较高的安全标准。这能实现反应堆外壳以及相关安全系统的简化设计以及因此明显降低成本。

根据本发明的方法和设备优选用于：在具有堆芯熔化的破损状态下，通过释放的余热产生的气体或蒸汽(包括泄漏物)在超压情况下被完全吸出，并且在放出到环境之前几乎完全将空气携带的放射性清除。在过滤/洗涤中保留的放射性有利地直接回送到反应堆外壳中。由此可以阻止相关的放射性泄漏并且因此产生的在发电站环境中的土地污染。

在根据本发明的方案中成功实现的是，通过利用事故引起的压力梯度来被动产生驱动压力，优选结合被动的液位调节，将洗涤设备中的水位(更一般地：洗涤液水平)分别在通风过程开始前或开始时填满和/或恒定地保持在期望的范围中。在此优选的是，总归存在的或由于事故而形成的液体收集装置用作洗涤液储存装置，使得借助尺寸非常小的外部或附加的储存容器也确保可靠的运行。

洗涤设备的填充，一方面可以在启动通风系统时、尤其是还在实际通风之前以最大驱动的、静态的压力差进行。

另一方面，特别是可以通过在洗涤设备的气体入口区域中通风流的有目的的节流通过使用流体动力关系被动地产生驱动压力，该驱动压力将洗涤液有目的地吸入到洗涤设备中。必要的抽吸负压可以自动地产生，例如通过文氏洗涤器的文氏管中的有目的的节流和压力降低产生。

在此，在洗涤设备的气体入口区域中例如通过喷嘴特别是文氏喷嘴、孔式喷嘴或类似的变型，相对于供给的储水装置而言产生大于0.1巴的负驱动压差，优选在高压的情况下在通风开始时大于1巴，所述供给的储水装置例如是在沸水反应堆情况下的冷凝室或者在压水反应堆情况下的建筑槽。

水抽吸管路此外可以如下设计尺寸：使得在沸腾的具有气泡形成的池的情况下，在抽吸管路中也能实现有效的凝块输送()，特别是通过足够小的、小于25毫米、有利地小于15毫米的直径。

通过不同预定宽度的抽吸管路的组合，也可以分别单独地优化初始的快速填充和随后的液位补充(也连同沸腾的池)。