地下核电站严重事故下安全壳泄压系统

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地下核电站严重事故下安全壳泄压系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及核电站安全壳设计技术，具体地指一种地下核电站严重事故下安全壳泄压系统。\n背景技术\n[0002] 当核电站面临严重事故时，安全壳内压力随温度不断升高，安全壳将面临失效风险。此时，一方面为了防止安全壳内带放射性的空气大规模扩散，必须将放射性尽可能的包容在安全壳内；另一方面，为了维持安全壳完整性，必须对安全壳进行紧急泄压，而这会造成放射性的大量泄漏，给环境和公众带来严重危害。在这种矛盾下，核电站操作员稍有迟疑，事故就会进一步恶化，造成不可控的严重后果。\n[0003] 目前运行的绝大多数核电站在严重事故方面，主要关注点都集中在严重事故的预防和减缓措施，如向一回路注硼，给一回路降温降压等。也有少部分核电站考虑严重事故下的安全壳过滤排放泄压，它们主要采用过滤系统，严重事故下，将安全壳内带放射性的空气过滤的同时给安全壳降压。在所有这些设计中，由于过滤系统自身有一定的压力阻力，严重事故下，安全壳内快速上升的压力变化下，这些系统并不能满足及时泄压的要求。本发明结合地下核电站的布置特点，提出一种核电站严重事故的应对措施，既能满足严重事故下核电站安全壳迅速泄压的要求，又能在事故后过滤排放带放射性的气体，同时给安全壳泄压。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于克服上述核电站在严重事故时，不能同时兼顾安全壳迅速泄压和放射性气体的排放缺点，提供一种既能满足严重事故下核电站安全壳迅速泄压的要求，又能在事故后过滤排放带放射性的气体，同时给安全壳泄压的地下核电站严重事故下安全壳泄压系统。\n[0005] 为实现上述目的，本发明所设计的地下核电站严重事故下安全壳泄压系统，包括安全壳、泄压管线、泄压室，所述安全壳位于反应堆厂房内，其特殊之处在于：\n[0006] 所述泄压管线一端包括与反应堆厂房联通的第一支路和与安全壳联通的第二支路，所述泄压管线另一端包括与泄压室联通的第三支路和与外界烟囱联通的第四支路，所述第四支路位于泄压室内。\n[0007] 所述第一支路上依次串联设置有第一安全阀和第一爆破阀，所述第一爆破阀上并联设置有第二安全阀；\n[0008] 所述第二支路上依次串联设置有第二爆破阀、第三安全阀和第四安全阀，所述第二爆破阀上并联设置有第五安全阀，所述第四安全阀和第三安全阀分别位于安全壳内外两侧；\n[0009] 所述第三支路上依次设置有第六安全阀和第三爆破阀；\n[0010] 所述第四支路上依次设置有第七安全阀和并联的放射性物质处理装置。\n[0011] 进一步地，所述放射性物质处理装置有两套，第二套放射性物质处理装置与第一套放射性物质处理装置结构相同，所述第一套放射性物质处理装置包括串联的第一放射性过滤排放装置和第一放射性检测排放装置，所述第一放射性检测排放装置上设置有联通第一放射性过滤排放装置的第一逆止阀，且第二套放射性物质处理装置入口处设置有第四爆破阀。\n[0012] 更进一步地，所述第七安全阀上并联有风机，所述风机入风口设置有第八安全阀。\n[0013] 再进一步地，所述泄压室顶部围绕内壁设置有喷淋管线，所述喷淋管线上设置有喷淋器，所述喷淋管线入口处连接到外部喷淋水给水系统。\n[0014] 再进一步地，所述泄压室底部围绕室壁设置有废水收集管线，所述废水收集管线通过第八安全阀连接到安全壳内。\n[0015] 本发明的优点在于，严重事故下，根据压力的不同启动相应级别的泄压方式，以达到迅速泄压的目的，维持了严重事故下安全壳的完整性，避免了放射性向周边环境的大量释放。同时，两套放射性物质处理装置在整个事故周期中，不断的过滤排放带放射性的空气，进一步缓解严重事故，减缓事故后果；并且通过风机提供的压头对安全壳、反应堆洞室和泄压洞室内的带放射性空气进行强制过滤排放，同时净化该空间内带放射性的空气；几套应对措施除了根据压力大小自动依次启动外，它们还构成冗余系统，如果其中一套应对措施失效，只要压力继续升高到相应阈值，其它应对措施仍能自动投入运行；泄压洞室由于作为放射性空气的泄压空间，其洞室壁会沾染带放射性的微粒、尘埃，通过外接的喷淋系统引入喷淋溶液经过喷头对洞室内部进行喷淋清洗，逐渐降低泄压洞室内的放射性强度，并将清洗后的带放射性的废水引入到安全壳内部进行过滤，简化了操作。\n附图说明\n[0016] 图1为地下核电站严重事故下安全壳泄压系统结构示意图。\n[0017] 图中：1.第四安全阀，2.第三安全阀，3.第一安全阀，4.第六安全阀，5.第七安全阀，6.第二爆破阀，7.第四爆破阀，8.第三爆破阀，9.第一爆破阀，10.第二安全阀，11.第五安全阀，12.第八安全阀，13.风机，14.第二放射性过滤排放装置，15.第一放射性过滤排放装置，16.第二逆止阀，17.第一逆止阀，18.第一放射性检测排放装置，19.第二放射性检测排放装置，20.喷淋器，21.外部喷淋水给水系统，22.废水收集管线，23.第八安全阀，24.泄压室，25.安全壳。\n具体实施方式\n[0018] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：\n[0019] 图中所示的地下核电站严重事故下安全壳泄压系统，包括安全壳25、泄压管线、泄压室24，安全壳位于反应堆厂房26内，泄压管线一端包括与反应堆厂房联通的第一支路和与安全壳联通的第二支路，泄压管线另一端包括与泄压室联通的第三支路和与外界烟囱联通的第四支路，第四支路位于泄压室内。\n[0020] 第一支路上依次串联设置有第一安全阀3和第一爆破阀9，所述第一爆破阀9上并联设置有第二安全阀10；\n[0021] 第二支路上依次串联设置有第二爆破阀6、第三安全阀2和第四安全阀1，所述第二爆破阀6上并联设置有第五安全阀11，所述第四安全阀1和第三安全阀2分别位于安全壳25内外两侧；\n[0022] 所述第三支路上依次设置有第六安全阀4和第三爆破阀8；\n[0023] 所述第四支路上依次设置有第七安全阀5和并联的两套放射性物质处理装置，第七安全阀5上并联有风机13，风机13入风口设置有第八安全阀12。第一套放射性物质处理装置包括串联的第一放射性过滤排放装置15和第一放射性检测排放装置18，所述第一放射性检测排放装置18上设置有联通第一放射性过滤排放装置15的第一逆止阀17；第二套放射性物质处理装置与第一套放射性物质处理装置结构相同，包括串联的第二放射性过滤排放装置14和第二放射性检测排放装置19，所述第二放射性检测排放装置19上设置有联通第二放射性过滤排放装置14的第二逆止阀16；第二套放射性物质处理装置入口处设置有第四爆破阀7。\n[0024] 泄压室24顶部围绕内壁设置有喷淋管线，所述喷淋管线上设置有喷淋器20，喷淋管线与外部喷淋水给水系统21相连接。\n[0025] 地下核电站正常运行时候，安全阀1、2、3、4、5和23处于开启状态，安全阀10、11、12处于关闭状态。地下核电站发生严重事故后，安全壳内压力随温度不断升高。上升的压力顶开爆破阀6，在压差推动下，带放射性的空气经泄压管线经在射性过滤排放装置15处过滤，过滤后的空气在放射性监测排放装置18处经监测合格后由烟囱27排出，若经监测的空气放射性仍不达标，空气经逆止阀17返回放射性过滤排放装置15继续过滤处理。\n[0026] 随着事故的发展，安全壳内温度和压力进一步升高，此时地下核电站严重事故下安全壳泄压系统会根据压力升高的程度不同自动响应不同的应对措施：\n[0027] 随着压力继续升高，当一套放射性过滤排放系统的处理能力不能满足压力继续上升的状况时，另一套备用系统也自动投入运行。压力升高，顶开爆破阀7经放射性过滤排放装置14过滤，过滤后的空气在放射性监测排放装置18处经监测合格后由烟囱27排出。若监测不合格，带放射性的空气由逆止阀16返回放射性过滤排放装置14继续处理。\n[0028] 随着严重事故的恶化，安全壳内的压力随温度继续升高，当放射性过滤排放系统的泄压能力不足以满足迅速上升的压力时，安全壳内压力继续升高，压力顶开泄压洞室内爆破阀8，由泄压洞室空间泄压，迅速给安全壳泄压。\n[0029] 若安全壳内压力继续升高，压力顶开反应堆厂房洞室内的爆破阀9，高温高压气体通过反应堆厂房洞室空间进行泄压。由于反应堆厂房洞室具有较大的自由空间，而且还有两套放射性过滤排放系统不断过滤排放进行泄压，从而能实现从设计上实际消除大量放射性物质释放的可能性。同时，这几套应对措施除了根据压力大小自动依次启动外，它们还构成冗余系统，如果其中一套应对措施失效，只要压力继续升高到相应阈值，其它应对措施仍能自动投入运行。\n[0030] 事故后期，反应堆洞室和泄压洞室通过已打开的爆破阀8和爆破阀9连通，由于反应堆洞室和泄压洞室内压力高于外界压力，在压力差作用下，带放射性的空气通过过滤排放系统自动过滤排放。而且，通过主控室远程控制关闭安全阀5并打开安全阀12和风机13，通过风机提供的压头对安全壳，反应堆洞室和泄压洞室内的带放射性空气进行强制过滤排放，同时净化该空间内带放射性的空气。远程控制可开启任意的安全阀开关。泄压洞室由于作为放射性空气的泄压空间，其洞室壁会沾染带放射性的微粒、尘埃，通过外接的喷淋系统\n21引入喷淋溶液经过喷头20对洞室内部进行喷淋清洗，逐渐降低泄压洞室内的放射性强度。清洗后的喷淋废液在泄压洞室底部经管线22收集后通过安全阀23导入安全壳25，由安全壳25内过滤净化系统进行统一处理。\n[0031] 本发明结合地下核电站的布置特点，设置泄压洞室、反应堆厂房洞室等泄压空间，既具有安全壳泄压的功能，又能在整个事故周期内对严重事故中产生的带放射性空气进行过滤排放的作用。事故后期通过过滤排放系统净化泄压洞室和反应堆厂房洞室内带放射性空气，通过喷淋系统对泄压洞室内壁的放射性沾染进行喷淋清洗，减轻事故后处理难度。