[實用新型]具有循環過濾功能的安全殼排放系統

有效

• 申請號: 201420743230.2
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN204242599U
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 孔翔程;關仲華;鄧堅;鄧純銳;張明;張渝;余紅星
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: G21C9/004
• 分類號: G21C9/004;G21F9/02;G21F9/12
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 何筱茂

技術領域

本實用新型涉及核技術安全設備技術領域，具體地，涉及一種具有循環過濾功能的安全殼排放系統。

背景技術

根據縱深防御、多道屏障的核電安全理念，安全殼是防止放射性裂變產物釋放的最后一道屏障。核電廠發生嚴重事故意味著堆芯損壞，嚴重事故下放射性裂變產物釋放至安全殼內，安全殼完好時，為了緩解超壓對安全殼完整性的威脅，避免安全殼超壓失效導致長期不可控釋放，將實施安全殼主動卸壓進行可控的安全殼排放。

國內很多壓水堆核電廠為緩解大型干式安全殼的裂變產物釋放設置了安全殼過濾排放系統（Containment?Filtration?and?Exhaust?System，英文縮寫CFES）。CFES一般包括文丘里水洗器（或沙堆過濾器）和金屬纖維過濾器，可以有效過濾安全殼排放的揮發性裂變產物和氣溶膠，通常過濾效率達到99%以上，但是對于不可凝氣體裂變產物如惰性氣體，沒有過濾效果。

CFES的設計理念是利用非能動設備緩解安全殼超壓對安全殼完整性的威脅：通過主動排放進行卸壓的同時，設置文丘里水洗器（或沙堆過濾器）和金屬纖維過濾器對安全殼主動排放進行過濾，減少裂變產物對環境的釋放。

按照當前CFES的設計，主動排放的安全殼氣體經過濾排放后排向大氣，由此必然導致放射性釋放—這是該系統受到質疑的主要原因。但是，當安全殼大氣中存在大量水蒸氣時，安全殼氣體經過濾排放后重新注入安全殼，同樣可以有效緩解安全殼超壓的威脅，同時裂變產物釋放的后果得以緩解。

最初的CFES系統主要是針對不可凝氣體設計的，嚴重事故晚期壓力容器下封頭失效，堆芯熔融物移位至壓力容器外，與混凝土發生相互作用（MCCI），產生不可凝氣體導致安全殼超壓。因為考慮安全殼大氣中可凝結的水蒸氣份額比較小，經CFES過濾后氣體容積改變較小，所以沒有考慮氣體的過濾循環。只將過濾后的廢液設計成回流安全殼。

電廠一二級概率安全分析（PSA）表明，嚴重事故下發生堆芯混凝土相互作用（MCCI）的概率很低，而類似福島全場斷電事故導致的安全殼熱阱喪失事故對于安全殼超壓威脅的影響比較大。而嚴重事故分析表明，嚴重事故發生MCCI后，考慮到安全殼大氣中除空氣外存在不可凝氣體，水蒸汽仍然在安全殼大氣中占有不可忽視的份額。而在核電廠嚴重事故管理中，針對安全殼超壓威脅考慮安全殼主動排放時，不區分安全殼大氣成分或事故進程如MCCI。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠有效減少裂變產物釋放的具有循環過濾功能的安全殼排放系統，該系統在安全殼完好時進行主動排放卸壓，并將過濾后氣體循環回流至安全殼，可以有效減少裂變產物釋放。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：

具有循環過濾功能的安全殼排放系統，包括依次連接的安全殼、安全殼過濾排放系統、對空排放機構；還包括回流管線，所述回流管線上游連接安全殼過濾排放系統的出口，下游與安全殼內空間連通，所述回流管線包括抽氣回流管線，所述抽氣回流管線上設置有回流風機和控制閥A?，F有技術中，安全殼過濾排放系統過濾后的氣體直接排入大氣，氣體放射性較大。發明人在長期的研究中發現，將安全殼過濾排放系統的氣體回流到安全殼中，不僅能夠進行二次過濾還能延長裂變產物排向大氣的時間，緩解裂變產物的釋放，減少排放氣體的放射性，此外回流還能夠緩解安全殼超壓和氫氣的威脅，維持安全殼完整性，因此提出了本方案中增設回流管線的方案，該方案的一種改進帶來了兩個較大的技術效果，具有突出的實質性特點，帶來的技術效果也非常明顯。

進一步，所述回流管線還包括與抽氣回流管線并聯的直接回流管線，所述直接回流管線上設置有第三隔離閥。

進一步，所述回流管線還包括與抽氣回流管線并聯的緩沖回流管線，該緩沖回流管線上設置有壓力緩沖罐、控制閥K和第二流量調節閥，所述壓力緩沖罐設置在控制閥K的下游、第二流量調節閥的上游，所述壓力緩沖罐還通過一條排放管線連接對空排放機構，排放管線上設置控制閥L和第三流量調節閥。

優選的，所述控制閥A數量為2個，回流風機設置在兩個控制閥A中間。

進一步，為了解決現有安全殼上無法設置連接回流管線的接口問題，上述具有循環過濾功能的安全殼排放系統還包括安全殼輸入管線，所述安全殼過濾排放系統連接到安全殼的管線上設置有第一隔離閥；安全殼輸入管線上游與回流管線下游連接，下游連接在第一隔離閥后，輸入管線上設置有控制閥F。