[發明專利]核電站放射性廢氣處理系統

有效

• 申請號: 201410395795.0
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104143368B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 于世昆;白嬰;劉昱;姚兵
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G21F9/02
• 分類號: G21F9/02
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司44202
• 代理人: 王基才,王冬華

技術領域

本發明屬于核電站廢氣處理領域，更具體地說，本發明涉及一種放射性廢氣處理系統。

背景技術

在核電站正常運行和維修期間，核電站會產生放射性的廢氣。根據廢氣來源和組成的不同，核電站放射性廢氣分為含氧廢氣和含氫廢氣兩大類。其中，含氧廢氣來源于各種放射性液體暫存箱的箱體排氣，主要包含氧氣、氮氣、少量的碘和氣溶膠微粒，這部分廢氣的放射性水平較低，一般通過核島輔助廠房通風系統處理后即可排放；而含氫廢氣來源于一回路反應堆冷卻劑，主要包含放射性氣態同位素氪和氙，還包括氫氣和氮氣，由于這部分廢氣放射性水平較高，所以必須經過嚴格處理后才能向外界排放。

對于含氫廢氣，目前主要有以下兩種處理工藝：

一是衰變箱加壓貯存工藝：這種工藝是首先利用壓縮機對含氫廢氣進行壓縮，然后送入衰變箱密閉衰變；在貯存大約45～60天后，當廢氣的放射性滿足排放要求時，開啟排氣控制隔離閥，將廢氣排往核輔助廠房通風系統并向外界排放。衰變箱加壓貯存衰變工藝具有系統結構簡單、處理工藝成熟等優點，但是由于系統中設置了大量的廢氣衰變箱和壓縮機，這些設備體積龐大且高壓易導致氣體泄漏，會造成放射性的非受控釋放；

二是常規活性炭延滯處理工藝：這種工藝利用活性炭對不同氣體具有選擇性吸附的特點，這一特點使放射性廢氣流經活性炭床時，氣流中的放射性核素會在活性炭中歷經吸附解吸過程；在此過程中，氫氣、氮氣將快速穿過活性炭層流出，而氣態放射性核素的放射性也得到了充分地衰變，從而大大地降低了廢氣的放射性活度。常規活性炭延滯處理工藝具有設備占用空間小、操作相對簡單的特點，但是由于廢氣僅依靠上游氣源壓力通過整個系統，導致系統運行壓力較低，吸附劑對氣體的吸附系數較小，因此放射性廢氣的衰變時間較短；同時，該工藝不適合處理氣體流量較大的廢氣，適用范圍相對較窄。

有鑒于此，確有必要提供一種可用性更強、處理效果更好的核電站放射性廢氣處理系統。

發明內容

本發明的目的在于：針對常規活性炭延滯處理工藝吸附劑吸附系數較小、廢氣處理流量較低的缺點，提供一種可用性更強、處理效果更好的核電站放射性廢氣處理系統。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種核電站放射性廢氣處理系統，其包括氣體冷卻器、氣水分離器、壓縮機、延滯處理單元和放射性監測控制裝置，氣體冷卻器通過進氣管線與上游系統管線相連接，氣水分離器、壓縮機、延滯處理單元和放射性監測控制裝置依次通過管線串聯連接在氣體冷卻器的下游。

作為本發明核電站放射性廢氣處理系統的一種改進，所述壓縮機將氣流壓力增大至表壓為20kPa～200kPa。

作為本發明核電站放射性廢氣處理系統的一種改進，所述延滯處理單元包括一臺前置保護床和至少兩臺吸附床，前置保護床通過管線串聯連接在壓縮機的下游，至少兩臺吸附床依次串聯連接在前置保護床和放射性監測控制裝置之間。

作為本發明核電站放射性廢氣處理系統的一種改進，在所述前置保護床的入口管線上設置有壓力監測儀表和溫度監測儀表。

作為本發明核電站放射性廢氣處理系統的一種改進，在最上游吸附床的入口管線上設置有溫度監測儀表和濕度監測儀表。

作為本發明核電站放射性廢氣處理系統的一種改進，所述吸附床的形狀近似于I型、W型、M型或S型，并采用活性炭作為吸附劑。

作為本發明核電站放射性廢氣處理系統的一種改進，還包括氣體濃度分析包，氣體濃度分析包通過氣體取樣管線連接至廢氣處理系統中不同設備之間的連接管線上，對各取樣點處的氣流相關參數進行選擇性監測，所述氣流相關參數包括但不限于氣體中氫氧濃度、放射性活度以及氣體濕度。

作為本發明核電站放射性廢氣處理系統的一種改進，在所述延滯處理單元的入口管線上設置有連接至氣體濃度分析包的第一氣體取樣管線，第一氣體取樣管線監測氣流中的氫氣和氧氣濃度；在延滯處理單元的出口管線上設置有連接至氣體濃度分析包的第二氣體取樣管線，第二氣體取樣管線監測分析氣體濕度、放射性活度、微粒和氚濃度，以核實延滯處理單元對氣體的處理效果。

作為本發明核電站放射性廢氣處理系統的一種改進，還包括第一氣體緩沖罐和第二氣體緩沖罐；第一氣體緩沖罐設置于氣體冷卻器與上游系統管線之間、并通過進氣管線與上游系統管線相連接；第二氣體緩沖罐位于氣水分離器和壓縮機之間的管線上。

作為本發明核電站放射性廢氣處理系統的一種改進，所述氣水分離器、延滯處理單元、第一氣體緩沖罐和第二氣體緩沖罐的底部均設有連接至放射性液體廢物處理系統的疏水管線。