[发明专利]地下核电站严重事故下过滤排放系统

说明书

技术领域

本发明属于地下核电站技术，具体地指一种地下核电站严重事故下过滤排放系统。

背景技术

安全壳是核电站防止放射性物质外泄的最后一道实体屏障。严重事故发生时，反应堆所有排热措施均已失效，安全壳内温度和压力急剧升高，威胁安全壳的完整性，可能造成大量放射性物质的外漏，给环境和公众带来严重危害。

目前，许多核电站设置了安全壳过滤排放系统应对反应堆的严重事故。严重事故导致安全壳内超温超压，过滤排放系统能够主动对安全壳内进行卸压，将安全壳内压力降到其承载限制以内，确保其完整性、保证对放射性物质的有效包容，同时通过过滤装置对安全壳内排放气体的放射性进行过滤、减少放射性气体对环境的污染。

然而目前的过滤排放系统存在着一些有待进一步解决的问题：1、大多数过滤排放系统需要通过电动风机能动抽气以达到快速泄压的目的，无法保证核电站丧失电源的事故工况下能够稳定运行；2、仅能过滤气溶胶和碘等一部分放射性物质，大部分放射性惰性气体未经处理、直接排放到环境中；3、当反应堆内压力超过某一限值时，为了达到快速泄压的目的，将大量安全壳内的放射性气体直接排放到大气中；4、过滤器中的滤液容量有限，无法长期运行。上述问题严重制约着核电站的安全运行，亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提出一种地下核电站严重事故下过滤排放系统，既能在严重事故时对安全壳进行快速泄压，保障安全壳的完整性，又能对排放气体进行缓存，事故后经多次过滤再进行安全排放，减小对环境的放射性污染。

为实现上述目的，本发明所设计的地下核电站严重事故下过滤排放系统，包括设置于安全壳内侧的第一隔离阀和第二隔离阀，其特殊之处在于，还包括设置于安全壳外侧的第一过滤排放管线和第二过滤排放管线，所述第一过滤排放管线的输入端与第一隔离阀连通，输出端与核电站的烟囱连通，所述第二过滤排放管线的输入端与第二隔离阀连通，输出端与安全壳外部的地下洞室环形空间连通；所述第一过滤排放管线包括依次连接的文丘里水洗器、金属过滤器、放射性检测装置、排气隔离阀；所述第二过滤排放管线包括依次连接的文丘里水洗器、金属过滤器和第九隔离阀。

进一步地，所述安全壳内侧设置有第八隔离阀，所述第八隔离阀与设置于安全壳外侧的爆破阀连通，所述第八隔离阀和爆破阀形成超高压泄压管线。超高压泄压管线贯穿安全壳内外空间，壳内管道上设有一个状态常开的隔离阀，壳外洞室空间内设有爆破阀，当安全壳内压力超过一定值时，超高压会顶开爆破阀，将壳内气体快速排向地下洞室环形空间。

更进一步地，所述第一隔离阀与第一过滤排放管线的文丘里水洗器之间设置有气体循环管线，所述气体循环管线包括第三隔离阀和抽气泵。气体循环管线用于将环形空间内的气体引入组合湿式过滤器进行循环过滤。

更进一步地，所述第一过滤排放管线的文丘里水洗器的输入端通过连通第五隔离阀与文丘里洗涤液池连通，输出端通过第六隔离阀与第二过滤排放管线的文丘里水洗器的输入端连通，所述第二过滤排放管线的文丘里水洗器的输出端通过第七隔离阀与废液收集池连通，所述第五隔离阀、第六隔离阀、第七隔离阀形成滤芯更换管线。滤芯更换管线利用滤液的重力作用实现非能动更换过滤器溶液，突破了有限滤液容积对过滤器使用寿命的限制，使过滤器可以长期有效运行

更进一步地，所述第一过滤排放管线的放射性检测装置与排气隔离阀之间还包括第四隔离阀，所述第四隔离阀的输入端与放射性检测装置的输出端连通，输出端与地下洞室环形空间连通。第四隔离阀用于将放射性检测不达标的壳内气体排向地下洞室环形空间。

更进一步地，所述文丘里洗涤液池位于地面上，池底设有排液孔洞与滤芯更换管线连通，所述废液收集池位于核反应堆地下洞室底部，利用滤液的重力作用实现非能动更换过滤器溶液。

本发明具有如下优点：

1.将安全壳内超压气体排放至洞室空间，减小安全壳内外压差，有效提高安全壳的承压能力；

2.洞室内的负压对安全壳进行非能动泄压，在电厂失去外电源后保证系统可靠性，维持安全壳的完整性；

3.核反应堆地下洞室直接包容放射性气体，避免无过滤排放威胁环境及人员安全；对放射性气体进行多次反复过滤，延长裂变产物释放的时间，降低放射性强度，缓解放射性排放；

4.文丘里水洗器与金属过滤器组成的组合湿式过滤器可除去几乎全部的放射性气溶胶和碘，过滤效果好。本系统滤液更换管线利用滤液的重力作用实现非能动更换过滤器溶液，突破了有限滤液容积对过滤器使用寿命的限制，使过滤器可以长期有效运行。