[发明专利]用于核反应堆安全壳通风系统的过滤器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请依照美国专利法35U.S.C.第119条第e款要求于2012年6月6日提交的题目为“使用纤维过滤器且用于压水反应堆和沸水反应堆安全壳通风的湿式洗涤器”的美国临时申请序列号No.61/668,585的优先权。

技术领域

本发明整体上涉及核反应堆安全壳通风系统，并且更加特别地涉及一种用于所述系统的湿式过滤器。

背景技术

在许多司法辖区中，核电站必须被设计成确保即使在发生事故的情况下，也应当提供一种机构以防止或者最小化放射性物质和惰性气体逃逸。为了防止放射性物质释放，反应堆系统通常罩盖在一次安全壳结构中，所述一次安全壳结构由钢和钢筋混凝土构成。一次安全壳容器被设计成能够承受可能因多种事故场景导致的大压力。然而，已经提出在严重事故中安全壳容器自身会由于压力逐渐增大而失效的假设。尽管这种事故发生的概率非常低，但是与周围人群暴露于这种事故的放射性释放有关的健康风险已经使得许多人相信，应当提供一种机构以便在对安全壳容器进行通风以降低其压力的情况下过滤气体并且将放射性释放最小化。即，理想的是既提供一种用于安全壳容器的压力释放装置又提供一种机构，所述机构用于在将可能由安全壳释放的任何气体释放到大气中之前对其进行过滤。

1986年在乌克兰切尔诺贝利发生的核事故以及最近于2011年在日本福岛第一核电站发生的核事故均清晰表明了具有长衰变时间的裂变产物释放的后果。受损的发电站周围的大区域面积均被污染并且使得其在数十年内均不适于使用。代价影响非常巨大。不同形式的短寿命裂变产物(诸如碘)虽然对人类造成的危害更大，但其后果却更易于处理。具有长寿命的小气溶胶形式的裂变产物能够根据气象条件散布很远距离。由于这些事故，多国政府已经决定核电站必须安装带过滤器的安全壳通风系统，以保护人员和周边陆地免受放射性污染造成的危害。

在过去，已经提出了多种过滤系统，诸如在颁发给Leach并且转让给本发明的受让人的美国专利No.4,610,840中描述的过滤系统。Leach公开了一种用于核反应堆的裂变产物洗涤系统。具体地，与安全壳流体连通的第二隔间部分地填充水。在压力增量很大的情况下，布置在源自二次隔间的通风管中的安全隔片爆裂以释放压力。当安全隔片爆破时，来自安全壳的放射性气体和蒸气通过由水填充的二次隔间，然后从当时打开的通风管释放。当热的安全壳气体和蒸气通过存储在包封的二次隔间中的水时，将从安全壳气体中洗涤出大部分裂变产物。尽管这种系统能够是有效的，但是仍然存在针对减小这种系统的尺寸以及提高有效性的改进空间，以将这类释放有可能引起的任何暴露最小化。

因此，本发明的一个目的是提供一种更有效的过滤器，所述过滤器即使不能完全除去可能携带在源自核一次安全壳的任何气体释放中的任何放射性排放物，但是也会使所述任何放射性排放物最小化。

本发明的另一目的是提供这样一种过滤系统，所述过滤系统在不占据很大空间的情况下就能够被支撑在核一次安全壳内或者一次安全壳附近的现有构造或者新的构造中。

发明内容

通过一种核电发电设备来实现这些和其它目的，所述核电发电设备具有用于罩盖核反应堆的一次安全壳。安全壳限制了从核反应堆泄漏出的任何放射物的大部分。一次安全壳具有通风出口，用于在如果所述安全壳内的气氛排放物的压力积聚达到威胁损害所述安全壳的结构完整性的水平时，则提供对积聚在所述安全壳内的气氛压力的受控释放。过滤器连接到通风出口并且包括容器，所述容器具有连接到通风出口的输入喷嘴以及与入口喷嘴流体连通的入口管道，入口管道延伸到过滤器容器内部的下部中。歧管连接到入口管道并且延伸到所述容器的下部中。歧管在容纳在过滤器容器内的液体池下方处包括多个歧管出口，所述多个歧管出口被设计成释放第一安全壳气氛排放物的一部分。在歧管出口处附接有纤维过滤器。由歧管分配的来自一次安全壳的排放物通过纤维过滤器。容器出口还设置成与容器内部流体连通并且可操作，以将过滤的安全壳气氛排放物排出至安全壳外部的外界气氛。在一个实施例中，歧管和纤维过滤器由诸如水的液体覆盖，所述液体可以具有溶解在液体中的硫代硫酸钠。