[发明专利]超临界水氧化反应器非能动安全保护系统

说明书

本发明公开了一种超临界水氧化反应器非能动安全保护系统，其包括：通过管路连接反应器的安全收集箱和通过管路连接安全收集箱的真空泵，其中，反应器与安全收集箱之间的管路上设有快开阀，安全收集箱与真空泵之间设有快关阀，安全收集箱在正常运行工况下通过真空泵维持微负压。当反应器内温度超过600℃(略低于反应器设计温度)或压力计测量的压力超过27MPa(压力略低于反应器设计压力)时，快开阀快速打开，快关阀关闭，反应器内的介质快速转移至安全收集箱内。相对于现有技术，本发明超临界水氧化反应器非能动安全保护系统采用非能动方式解决了反应器内温度或压力异常带来的技术难题。

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种超临界水氧化反应器非能动安全保护系统。

背景技术

核电厂、核设施在运行和维修期间会产生一定数量的放射性有机废物，放射性有机废物容易发生热解和生物降解，除了会给公众带来辐射危害，还会造成环境污染。

目前，超临界水氧化技术已广泛用于军工、化工、石油、市政、制药、食品等行业，用于处理有毒、有害、难降解的有机废物。超临界水氧化技术处理有机废物的技术特点为氧化效率高(有机物氧化效率可达99％以上)、反应速度快(几秒甚至几分钟即可反应完全)，因此，为保证有机物可充分发生氧化反应，反应器内需持续高于超临界水的临界条件(如处理核电厂放射性废树脂反应温度≥550℃、反应压力≥26MPa)，为保障系统安全运行，需在设计时考虑足够大的设计裕量。

反应器为超临界水氧化技术的核心场所，为了防止系统超压导致反应器损坏，通用的设计要求是在反应器上设置安全阀，一旦系统超压，安全阀起跳进行释压。但是，由于反应器运行压力和运行温度都很高(反应温度≥550℃、反应压力≥26MPa)，导致市场上无法采购此类安全阀，也无法在反应器上设置超压保护安全阀。

此外，由于待处理的有机物成分复杂，有机物含量也不同，基于超临界水氧化处理有机废物反应速度快的特点，如有机物进料不连续或者不稳定，则可能造成反应器内温度或压力飞升，严重时可能超过反应器所能承受的压力或温度，导致事故发生。

有鉴于此，确有必要提供一种超临界水氧化反应器非能动安全保护系统，以防止系统运行超温或者超压(对处理物项为放射性有机废物时，有可能造成放射性释放)，保障系统安全运行。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种超临界水氧化反应器非能动安全保护系统，以防止系统运行超温或者超压，保障系统安全运行，并对系统异常时紧急排放物进行收集，避免其释放到环境中。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种超临界水氧化反应器非能动安全保护系统，其包括：通过管路连接反应器的安全收集箱和通过管路连接安全收集箱的真空泵，其中，反应器与安全收集箱之间的管路上设有快开阀，安全收集箱与真空泵之间设有快关阀，安全收集箱在正常运行工况下通过真空泵维持微负压。

作为本发明超临界水氧化反应器非能动安全保护系统的一种改进，所述安全收集箱在正常运行工况下的微负压不低于200mbar abs。

作为本发明超临界水氧化反应器非能动安全保护系统的一种改进，当所述安全收集箱内的压力低于设定的微负压时，所述真空泵自动启动，对所述安全收集箱进行抽真空；当所述安全收集箱内的压力达到设定的微负压后，所述真空泵自动停运，所述快关阀快速自动关闭。

作为本发明超临界水氧化反应器非能动安全保护系统的一种改进，在系统异常工况下，所述快开阀打开，所述快关阀关闭，真空泵停运。

作为本发明超临界水氧化反应器非能动安全保护系统的一种改进，所述反应器与安全收集箱之间的管路上设有冷却器，所述快开阀设置于所述冷却器与安全收集箱之间的管路上。

作为本发明超临界水氧化反应器非能动安全保护系统的一种改进，所述快开阀与安全收集箱之间的管路上设有止逆阀。