[發明專利]一種高效率的三代核電站安全殼地坑過濾系統

有效

• 申請號: 201310745095.5
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103721460A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 景東明;黃定忠;耿遠;俞高偉;竇冬梅;譚子雄;金波
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院;上海科達機電控制有限公司
• 主分類號: B01D29/07
• 分類號: B01D29/07;B01D29/52;G21C15/00;G21C9/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種可用于三代核電站的安全系統，尤其是涉及一種高效率的三代核電站安全殼地坑過濾系統。本發明的過濾系統由一種“折疊”式的折疊式濾網單元組成的濾網模塊形成，“折疊”式的折疊式濾網單元在顯著增加有效過濾面積的同時也減小了濾網系統的體積，能提高過濾系統抗震性能，提升過濾效率和流量。

背景技術

核電站的核島事故通常需要用堆芯緊急冷卻系統，該緊急冷卻系統在事故發生時使得大量的冷卻劑循環到關鍵的反應堆區域。在核電站發生基準事故如冷卻劑喪失事故(即LOCA)或主蒸汽管道破裂事故(即MSLB)后，冷卻劑通過破口進入安全殼地坑，這些冷卻劑將通過安全殼地坑過濾器過濾，過濾后的冷卻劑依靠重力或泵閥進入安全注入系統用于反應堆冷卻，以避免堆芯嚴重損傷和安全殼超壓。因此，安全殼地坑過濾器是三代核電站安全系統的重要設備之一，再循環工況下它的工作狀況直接影響到核電站的安全運行。在事故后進入安全殼地坑的冷卻劑中夾雜著大量的保溫材料和其它材料的碎片等雜質，必須通過地坑過濾器將這些碎片雜質過濾到合適的程度，以確保進入安注系統和噴淋系統執行相關的安全功能。

由于認識到在緊急冷卻系統的冷卻劑中夾帶有固體碎屑或纖維而引起可能的潛在問題，在現有技術中通常將濾網浸沒在冷卻劑儲存器中進行布置。關鍵是這些濾網能夠去除不可接受的較大固體顆粒和纖維，而不會過度延遲冷卻劑的流動。由于三代核電站采用安注系統依靠重力使冷卻劑流動，這樣，通過濾網的冷卻劑壓力(壓頭)損失必須保持最小。現有的濾網通常包括一系列帶孔的平板或濾網來防止大于給定尺寸的碎屑通過濾網而進入相關設備。

在反應堆意外事件中，大量的纖維材料能夠進入循環的冷卻劑中。通常來源于反應器管件或部件的絕緣材料(該絕緣部分在上述冷卻劑損失意外事件中受損和進入緊急堆芯冷卻系統的冷卻劑中)的該纖維材料通常都積聚在濾網表面，并捕獲流體中的細顆粒物質。在濾網表面上形成的纖維碎屑床能夠快速阻塞流體的通過，即使捕獲的顆粒可能小到足以通過濾網孔。這樣，隨著時間的流逝，碎屑足以完全覆蓋濾網，一旦這樣，濾網就完全失去了它的過濾功能。

現有技術試圖通過把濾網做得更大來解決上述濾網堵塞對冷卻劑流動的影響，目的是將捕獲的碎屑分布到更大區域上，從而降低流體通過濾網引起的壓頭損失。而在實際應用中，由于反應堆場地的限制，較大的濾網也難以安裝，且制造和安裝成本也更昂貴。

發明內容

本發明的目的是提供一種三代核電站安全殼地坑過濾系統，采用折疊式結構，具有較高的過濾效率且能夠降低流體通過濾網引起的壓頭損失，特別適合在化學沉淀物形成后在流體中混合有固體顆粒和纖維材料的情況下使用，由于折疊結構，在流體過濾的內外濾網間隙，利用流體的紊流作用，可對雜質堵塞起到一定的反沖緩解作用。

為了達到上述目的，本發明提供了一種高效率的三代核電站安全殼地坑過濾系統，其特征在于，包括至少一個濾網模塊，所述的濾網模塊包括濾網支架以及設于濾網支架上的折疊式濾網單元，所述的折疊式濾網單元包括內濾網和外濾網，內濾網設于外濾網內，外濾網的前端構成濾網入口，外濾網的末端與內濾網的末端固定在一起。

進一步地，在從濾網入口到濾網末端的方向上，內濾網的截面逐漸由小變大，外濾網的截面逐漸由大變小。截面的設計可以確保總的過濾面積最大化。

進一步地，所述的內濾網和外濾網由耐腐蝕材料制造。所述的耐腐蝕材料可為金屬或非金屬，非金屬材料可通過模壓、注塑或金屬骨架噴涂等方法生產。

進一步地，所述的內濾網和外濾網的表面形成有孔洞。

進一步地，所述的濾網模塊包括多個折疊式濾網單元，所述的折疊式濾網單元排列成兩列，每一列包含以堆疊方式布置的至少四個折疊式濾網單元。這樣形成一個完整堅固的濾網模塊，折疊式濾網單元的流體出口可以相互連通。

更進一步地，所述的濾網模塊共有至少兩個，所述的至少兩個濾網模塊并排布置，濾網模塊的流體出口端設有匯流槽。流體從濾網模塊的入口進入，被過濾后的流體匯集到流體槽內依靠重力流向他處或被泵走。

更進一步地，所述的濾網模塊共有兩組，每組包含至少兩個并排布置的濾網模塊，兩組濾網模塊背靠背設置，流體出口端位于兩組濾網模塊的中間，濾網模塊的流體出口端設有匯流槽。流體從濾網模塊的入口進入，被過濾后的流體匯集到流體槽內依靠重力流向他處或被泵走。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：