[發(fā)明專利]核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410396114.2
• 申請(qǐng)日: 2014-08-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104157318B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于世昆;劉昱;白嬰;姚兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中廣核工程有限公司;中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G21F9/02
• 分類號(hào): G21F9/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才;王冬華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核電站放射性廢氣處理領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在核電站運(yùn)行期間，反應(yīng)堆會(huì)裂變產(chǎn)生放射性氣態(tài)同位素(主要是氪和氙)，這些同位素是核電廠放射性廢氣的主要來(lái)源。當(dāng)發(fā)生燃料包殼破損時(shí)，部分放射性同位素會(huì)釋放到反應(yīng)堆冷卻劑中，由于反應(yīng)堆冷卻劑不能完全溶解這些放射性廢氣，因此這些氣體很容易釋放到環(huán)境中。為了降低放射性廢氣對(duì)公眾的輻射劑量，需要在核電站中設(shè)置放射性氣體處理系統(tǒng)去除揮發(fā)性的放射性廢氣。

根據(jù)廢氣來(lái)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類。其中，含氧廢氣來(lái)源于各種放射性液體暫存箱的箱體排氣，主要包含氧氣、氮?dú)狻⑸倭康牡夂蜌馊苣z微粒，這部分廢氣的放射性水平較低，一般通過(guò)核島廠房通風(fēng)系統(tǒng)處理后即可排放；而含氫廢氣來(lái)源于一回路反應(yīng)堆冷卻劑，主要包含放射性氣態(tài)同位素氪和氙以及氫氣和氮?dú)猓捎谶@部分廢氣放射性水平較高，所以必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格處理后才能向外界排放。

對(duì)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(jī)對(duì)含氫廢氣進(jìn)行壓縮，然后送入衰變箱密閉衰變；在貯存大約45～60天后，當(dāng)廢氣的放射性滿足排放要求時(shí)，開(kāi)啟排氣控制隔離閥，將廢氣排往核輔助廠房通風(fēng)系統(tǒng)并向外界排放。衰變箱加壓貯存衰變工藝具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、處理工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)，但是由于系統(tǒng)中設(shè)置了大量的廢氣衰變箱和壓縮機(jī)，工藝流程較為繁瑣復(fù)雜；此外，由于系統(tǒng)運(yùn)行壓力較高，一旦發(fā)生泄漏會(huì)有形成氫氣爆炸的風(fēng)險(xiǎn)；

二是常規(guī)活性炭延滯處理工藝：這種工藝?yán)没钚蕴繉?duì)不同氣體具有選擇性吸附的特點(diǎn)，這一特點(diǎn)使含氫放射性廢氣流經(jīng)活性炭床時(shí)，氣流中的放射性核素會(huì)在活性炭中歷經(jīng)吸附解吸過(guò)程；在此過(guò)程中，氫氣、氮?dú)鈱⒖焖俅┻^(guò)活性炭層流出，而氣態(tài)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(guī)活性炭延滯處理工藝具有設(shè)備占用空間小、操作相對(duì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是由于系統(tǒng)內(nèi)存在較高濃度的氫氣，仍然有氫氣爆炸的可能性；此外，該工藝僅適合于處理流量較小的放射性廢氣，適用范圍相對(duì)較窄。

有鑒于此，確有必要提供一種安全性更高、可用性更強(qiáng)的核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種安全性更高、可用性更強(qiáng)的核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)，其包括氣體冷卻器、氫氧復(fù)合器、氣體干燥器、壓縮機(jī)、延滯處理單元和放射性監(jiān)測(cè)控制裝置，氣體冷卻器通過(guò)進(jìn)氣管線與上游系統(tǒng)管線相連接，氫氧復(fù)合器、氣體干燥器、壓縮機(jī)、延滯處理單元和放射性監(jiān)測(cè)控制裝置依次通過(guò)管線串聯(lián)連接在氣體冷卻器的下游；氣體冷卻器與氫氧復(fù)合器之間的管線上連接有分別用于調(diào)節(jié)廢氣中氫氣、氧氣濃度的氫氣注入管線和氧氣注入管線。

作為本發(fā)明核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，還包括氣體濃度分析包，氣體濃度分析包通過(guò)氣體取樣管線連接至廢氣處理系統(tǒng)中不同設(shè)備之間的連接管線上，對(duì)各取樣點(diǎn)處的氣流相關(guān)參數(shù)進(jìn)行選擇性監(jiān)測(cè)，所述氣流相關(guān)參數(shù)包括但不限于氣體中氫、氧、氪、氙、碘、微粒、氚的濃度以及氣體濕度。

作為本發(fā)明核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，在所述氫氧復(fù)合器上游設(shè)置有連接至氣體濃度分析包的第一氣體取樣管線；第一氣體取樣管線位于氫氣注入管線和氧氣注入管線連接點(diǎn)之前的連接管線上，用于監(jiān)測(cè)分析含氫放射性廢氣中的氫氣、氧氣濃度。

作為本發(fā)明核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，在氣體干燥器的出口管線上以及延滯處理單元的入口管線上，分別設(shè)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(jiān)測(cè)氣流中的氫氣、氧氣濃度和氣體濕度，以核實(shí)氫氧復(fù)合效果。

作為本發(fā)明核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，在延滯處理單元的出口管線上設(shè)置有連接至氣體濃度分析包的第三氣體取樣管線，第三氣體取樣管線監(jiān)測(cè)分析氣體濕度以及氣流中氪、氙、碘、微粒和氚的濃度，以核實(shí)延滯處理單元對(duì)氣體的處理效果。

作為本發(fā)明核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述壓縮機(jī)將氣流壓力增大至表壓為20kPa～200kPa。

作為本發(fā)明核電站含氫放射性廢氣處理系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述氫氧復(fù)合器、氣體干燥器、延滯處理單元設(shè)備的底部均設(shè)有連接至放射性液體廢物處理系統(tǒng)的疏水管線。