[发明专利]对流的干式安全壳过滤排放系统

说明书

提供一种用于核反应堆安全壳的干式安全壳过滤排放系统。该干式安全壳过滤排放系统包括外壳以及在外壳内的圆形的和/或长形的气溶胶过滤器，该气溶胶过滤器用于在安全壳的排放过程中从通过外壳的气体中去除污染物气溶胶。该外壳包括：至少一个入口部分，其被构造用于在安全壳的排放过程中将气体引入气溶胶过滤器；以及出口部分，其用于在安全壳的排放过程中被气溶胶过滤器过滤后的气体。该干式安全壳过滤排放系统被配置并构造成当经过出口部分的气流被切断时，对流、辐射以及热传导中的至少一者去除气溶胶过滤器俘获到的气溶胶的衰变热。

技术领域

本申请要求于2014年7月14日提交的美国临时专利申请No.62/024,348的优先权，该专利申请通过引用合并于此。

本公开总体涉及安全壳过滤排放系统，并且更具体地涉及包括金属纤维过滤器和分子筛的干式安全壳过滤排放系统。

背景技术

在核电站的不太可能发生以及假设的超过设计基准事件或严重事故的情况下，核反应堆安全壳建筑内的压力能够增大至引起泄漏或者甚至安全壳失效的可能。安全壳过滤排放系统(FCVS)允许在保留裂变产物的同时释放过压(over-pressure)。

历史上已提供两大类安全壳过滤排放系统——湿式和干式。湿式安全壳过滤排放系统使用水溶液作为俘获放射性的主要方法。至于干式安全壳过滤排放系统，不需要水来俘获放射性。干式安全壳过滤排放系统相比湿式安全壳过滤排放系统具有更简单的设计并且压力下降更小。然而，历史上干式安全壳过滤排放系统存在衰变热限制以及可能阻塞的问题。

发明内容

提供一种用于核反应堆安全壳的干式安全壳过滤排放系统。该干式安全壳过滤排放系统包括外壳以及在外壳内的圆形的和/或长形的气溶胶过滤器，该气溶胶过滤器用于在安全壳的排放过程中从通过外壳的气体中去除污染物气溶胶。该外壳包括：至少一个入口部分，其被构造用于在安全壳的排放过程中引导气体进入气溶胶过滤器；以及出口部分，其用于在安全壳的排放过程中被气溶胶过滤器过滤后的气体。该干式安全壳过滤排放系统可被配置和构造成：当经过出口部分的气流被切断时，对流、辐射以及热传导中的至少一者去除气溶胶过滤器俘获到的气溶胶的衰变热。

根据本发明的一方面的安全壳过滤排放系统，将被用于安全壳的外部，可以包括入口部分和出口部分。该入口部分包括延伸进入碗状结构并在入口管的对面具有管板的管或管道。该出口部分具有相似的设计。管板能够具有允许更好的排热的内部烟囱。或者，能够使用集管代替管板。多个管在入口管板/集管与出口管板/集管之间延伸。这些压力管中的每个压力管都可以包括气溶胶过滤器，优选地为金属纤维过滤器(MFF)，以及碘过滤器，优选地为分子筛(MS)。该压力管被定位为间隔开的排列，允许气流从中间流过。这允许辐射、热传导和/或对流以去除衰变热并且防止金属纤维过滤器和分子筛达到不安全温度。此外，可以在过滤器外部与压力管内表面之间设置气隙。该气隙的大小设置为确保最佳热传递的实现，同时足够大到确保进入过滤器的生产流不过冷(sub-cooled)。除了气隙相当于金属纤维过滤器直径的三分之一之外，本发明设计成热表面(排出热)的面积小于冷表面(接收热)的面积。

根据本发明的另一方面的安全壳过滤排放系统，将被用于安全壳内部，可以包括：气溶胶过滤器，其用于在安全壳的排放过程中从流经的气体中去除污染物质；下方入口部分，其用于在安全壳的排放过程中将气体向上引入气溶胶过滤器的下方部分；上方入口部分，其用于在安全壳的排放过程中将气体向下引入气溶胶过滤器的上方部分；以及出口部分，其用于在安全壳的排放过程中气溶胶过滤器过滤后的气体。下方入口部分与上方入口部分被配置成：当经过出口部分的气流被切断时，气体经下方入口部分向上流入、经过气溶胶过滤器的下方部分和上方部分并且经上方入口部分流出，以通过烟囱效应允许对气溶胶过滤器俘获到的气溶胶的衰变热强制对流冷却。

附图说明

下面参考附图描述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的实施方式的干式安全壳过滤排放系统的截面图；