[发明专利]一种防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于核电厂设计技术，具体涉及一种防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的系统及方法。

背景技术

目前核电厂采用双层安全壳的外壳有两个主要功能：一方面，外壳保护内壳免受外部事件的影响，比如飞射物、飞机撞击等；另一方面，与内壳一起形成安全壳环形空间，设置了环形空间通风系统保持其持续的负压状态，可用于控制内壳泄漏的物质向环境释放。但是，外壳承压能力差，且密封性一般比内壳差一个数量级以上，事故情况下并不能作为放射性气体包容空间。

在发生严重事故时，如果内壳失效了气体排放到环形空间，则环形空间通风系统将无法维持其负压，放射性气体直接由外壳排放到了环境中；如果启动安全壳过滤排放系统防止内壳超压，虽然气溶胶和碘等小部分放射性物质被过滤掉，但占大部分的放射性惰性气体仍将被排放到环境中。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的系统及方法，用于核电厂超设计基准事故和严重事故工况下最终保障安全壳的功能--包容放射性物质。

本发明的技术方案如下：一种防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的系统，包括贯穿安全壳内壳的卸压管路，所述卸压管路位于内壳内部的一端设有进气口，卸压管路的排气口位于内壳与外壳之间的环形空间内，在位于所述内壳内的卸压管路上依次设有文丘里水洗过滤器和金属过滤器，在位于所述环形空间内的卸压管路上设有隔离阀和爆破阀；在所述环形空间内设有与废物处理系统连接的接口；在所述环形空间的底部设有废液收集坑。

进一步，如上所述的防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的系统，其中，在位于所述外壳外部的接口管道上设有阀门。

进一步，如上所述的防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的系统，其中，在所述环形空间内设有放射性探测仪、压力探测仪、温度探测仪。

进一步，如上所述的防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的系统，其中，所述的文丘里水洗过滤器、金属过滤器以及隔离阀、爆破阀均在贴近内壳壁面的位置设置。

进一步，如上所述的防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的系统，其中，所述外壳具有一定承压能力和密封性，能满足内壳的卸压需求。

一种采用上述系统防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的方法，在严重事故下，内壳压力持续上升，当内壳压力上升到管理限值时，打开隔离阀，爆破阀达到开启限值时自动开启，内壳气态产物通过文丘里水洗器过滤器和金属过滤器过滤后排放到环形空间，由环形空间进行包容，避免了大规模放射性向环境的释放；根据严重事故管理规程要求，当内壳压力下降到设计压力以下的压力设定值时，则关闭隔离阀；放射性废液流入废液收集坑内；事故后，通过环形空间与废物处理系统之间设置的接口，将放射性气体和放射性废液排入废物处理系统进行处理，当废物处理系统无法处理时，将放射性气体和放射性废液返回内壳待处理。

如果内壳已经失效，放射性气体排放到了环形空间，则外壳可作为一道屏障，在一定程度防止放射性直接释放到环境中。

本发明的有益效果如下：采用本发明所提供的方法和系统，可以在发生严重事故的情况下，将内壳的放射性气体非能动地(无需任何外部动力)经过过滤排放到环形空间中，降低了内壳的压力，同时减小了内壳承受的内外部压差，有效地提高了内壳的承压能力，并且通过文丘里水洗过滤器以及金属过滤器有效地去除了放射性气溶胶以及元素碘等放射性物质，保证了安全壳的完整性和放射性包容功能。通过经济合理地提高外壳的承压能力和密封性，保证了环形空间成为内壳空间在严重事故工况下的补充和冗余，满足纵深防御的原则，提高了事故下安全壳对于放射性物质大量释放的最终包容能力，确保了公众的安全。综上所述，本发明可在严重事故下有效保障安全壳的放射性物质包容功能，防止大规模放射性向环境释放。

附图说明

图1为防止双层安全壳的内壳失效及放射性释放的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明充分利用双层安全壳的内外壳之间环形空间的自由容积作为内壳空间的补充和冗余，合理可行地加强外壳的密封屏蔽作用，保证了安全壳作为防止放射性释放最后一道屏障的完整性和可靠性。