[發明專利]用于核技術設備的泄壓和活度約束系統

在審

• 申請號: 201480028663.2
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN105210153A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: R·費爾巴哈;A·希爾
• 申請（專利權）人: 阿海琺有限公司
• 主分類號: G21F9/02
• 分類號: G21F9/02;G21C9/004;G21C19/317;G21F9/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

本發明涉及一種用于核技術設備，尤其是核電站的泄壓和活度約束系統。本發明還涉及一種相應的操作方法。

當在核電站中出現故障或事故的情況下，需根據每個故障的情況以及在必要時采取的應對措施計算安全護套內可能出現的顯著的壓力升高。為了要避免可能由此產生的安全護套或反應堆外殼自身的損壞，或者被布置在其中的系統部件的損壞，可將核電站設計為在必要時通過釋放反應堆外殼-大氣壓(排氣)來為反應堆外殼泄壓。其中，可在核技術設備的安全護套上連接一個泄壓管道。

而當發生嚴重故障時，在反應堆外殼-大氣中通常包含放射性材料，例如包含惰性氣體、碘或者氣溶膠(Aerosol)，其在排氣過程中可能被釋放到核電站的周圍環境中。

尤其在比較嚴重的故障發生時伴隨可能出現的核心熔毀可能會出現反應堆外殼內夾帶空氣的活度物質(氣溶膠)的濃度變得特別高，使得當存在較高程度的不密封性或者在產生不可靠的過壓情況時，能夠釋放顯著量的該類型的氣溶膠或活度物質到核技術設施的周圍環境中。這種夾帶空氣的活度因可能攜帶的例如碘或鈣同位素的很長的半衰期而可能導致持續比較長時間的地質污染。

為了要避免這樣的情況發生，為反應堆外殼-大氣的排氣而預定的泄壓系統通常設有過濾裝置或者約束裝置，其將防止攜帶于反應堆外殼-大氣中的夾雜空氣的活度物質釋放到周圍環境中。借助用于排氣流的清潔系統和過濾系統，將在氣溶膠及碘成分方面，尤其在有機碘方面，真正達到99.5％且更高的約束率。

然而，反應堆外殼大氣壓還包含例如氙和氪這樣的放射性惰性氣體，目前還無法在泄壓時以充分的措施來約束這些惰性氣體，并且無法根據天氣情況，尤其根據用于采取故障應對措施的電站的地勢來接近這些惰性氣體。

因此，本發明的任務在于消除所述弊端并且提供一種裝置及對應的方法，借助其能夠以簡單且成本有利的方式實現在核技術設施的反應堆外殼排氣時對這些惰性氣體可靠地加以約束，使得將避免對周圍環境產生不期望的負面影響。

在裝置方面,該任務根據本發明通過權利要求1的特征來解決。

因而，用于核技術設施的泄壓和活度約束系統設置有被安全護套包圍的反應堆外殼，用于在故障或事故發生時泄壓的泄壓管道被連接到該反應堆外殼上，其中沿泄壓流的流動方向觀察，以下部件被串聯接合至該泄壓管道中：

·用于(優選無焰式地)將包含在泄壓流中的氫和氧轉化為水蒸汽的催化復合裝置；

·用于從泄壓流中分離出氣溶膠(Aerosolabscheidung)的濕洗器或者作為替代的干燥過濾器；

·具有至少兩個平行分支的管道部段，所述分支各具有一個用于延遲/約束包含在泄壓流中的惰性氣體的吸附柱。

此外，

·在該吸附柱上連接有沖洗和反饋系統；

·借助相應的(截止)閥能夠將至少一個吸附柱從泄壓流脫離接合，以啟動沖洗操作，在該沖洗操作過程中，借助沖洗介質將被收集在該吸附柱中的惰性氣體沖回至反應堆外殼中；

·該沖洗和反饋系統被設計為被動系統，該系統由包含在反應堆外殼中或者泄壓流中的衰變熱來驅動。

總之，根據本發明的構思基本上包括過濾式地反應堆外殼泄壓，以便分離夾雜氣溶膠的活度以及布置在下游的、通過再循環至反應堆外殼中而延遲惰性氣體的被動過程。其中，優選設置兩個呈成對配置的吸附柱并設置切換的可能性，以便在排氣操作的過程中實現對這些吸附柱的反沖洗。

由此產生的優勢尤其在于，除了氣溶膠和有機碘的夾雜氣體的活度之外還對惰性氣體加以約束。即，擁有活度的惰性氣體被循環至反應堆外殼中。換句話說:明顯的特征在于在延遲的同時進行泄壓并且將惰性氣體再引入反應堆外殼中，在該反應堆外殼處確保能夠可靠地使這些惰性氣體衰變。借助該方法能夠自動將例如氪85之類的長效稀有氣體同位素從排氣流中分離出來。相反，例如為氮、氧和水蒸汽的無害氣體則在被過濾后經由排煙道排放到周圍環境中并導致反應堆外殼的泄壓。

惰性氣體分離過程所需的工藝流程條件在吸附柱中被動地產生，并且優選借助經由噴射泵過加熱的水蒸汽并且在充分利用濕洗器中積聚的裂變產物的衰變熱的情況下產生。因此，該衰變熱優選被從構造為文丘里清洗器的濕洗器中導出并用于為沖回和在吸附柱中產生負壓所提供的蒸汽產生過程。由此，文丘里容器中的儲水被冷卻并因此能夠在不采取此類措施的情況下被更長時間地加以利用。

該裝置的其它有利的設計以及與方法相關的特性由從屬權利要求中以及從詳細的附圖-說明中得出。

下面借助示圖更詳細地說明本發明的多個不同的實施方式。其中在分別以極大程度簡化的且示意性的示圖中示出了：