一种基于水上小型堆的安全壳过滤排放系统的制作方法

本发明涉及小型核反应堆技术领域，具体涉及一种基于水上小型堆的安全壳过滤排放系统。

背景技术：

核电站安全壳是防止放射性物质释放到环境中的最后一道屏障。当严重事故发生后，安全壳内的压力逐渐升高，最终可能会破坏安全壳的完整性，造成放射性物质的外泄。安全壳过滤排放系统通过主动泄压使安全壳内的压力不超过其承载限值，从而确保安全壳的完整性。同时，通过安装在卸压管线上的过滤装置对排放气体的放射性物质进行过滤，使排放到环境中放射性剂量在环境允许范围内。

图1示出了一种传统大型压水堆核电站（如CPR1000）的安全壳过滤排放系统结构示意图。在该现有技术中，安全壳过滤排放系统管道自反应堆安全壳直接引出，进入文丘里水洗器；排气经文丘里水洗器过滤后进入金属纤维过滤器过滤，后通过放射性监测装置最终排向电厂烟囱。其中文丘里水洗器的洗涤液在喷管喉部雾化，实现被过滤气体和洗涤液的充分接触，去除排气中的气溶胶和碘。文丘里水洗器与金属纤维过滤器相连，金属纤维过滤器进一步去除排气中所带液体及残留放射性废物，降低排气中的放射性废物。但是，由于传统大型压水堆核电站体积庞大，安全壳外空间布置几乎不受尺寸限制，其安全壳过滤排放系统质量、体积均偏大。

而在一些小型反应堆中，例如置于海上（水上）的小型堆，由于其空间狭小、载荷有限，现有技术中传统的这种压水堆核电站的沉重、庞大的安全壳过滤排放系统不适用于移植到小型堆中运用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于水上小型堆的安全壳过滤排放系统，占用空间小，工艺简单，过滤效果好。

为了解决上述技术问题，本发明实施例的一方面提供一种基于水上小型堆的安全壳过滤排放系统，用于在小型堆发生严重事故时，对安全壳排放的气体进行过滤，至少包括过滤主容器，设置于所述过滤主容器内部的通气管线、文丘里喷管、金属纤维过滤层，以及与所述过滤主容器连接的卸压管线、加药管线、排放管线，其中：

所述过滤主容器为小型堆的船体密封舱室或隔间，在所述过滤主容器下部充有除盐水，所述通气管线一端与所述卸压管线连通，另一端位于所述过滤主容器底部；所述文丘里喷管设置于所述通气管线的末端，且位于除盐水的液面以下；所述过滤主容器内部设置有金属纤维过滤层，将除盐水上部的空间分隔成两部分；

所述卸压管线穿设在安全壳与所述过滤主容器之间，其上设置有安全壳手动隔离阀；

所述加药管线一端穿设在所述过滤主容器的底部，另一端连接一加药箱，所述加药箱的位置高于所述除盐水的液面，在所述加药管线上设置有手动隔离阀；

所述排放管线一端穿设在所述过滤主容器位于金属纤维过滤层之上的空间，另一端连接通风系统，在所述排放管线上设置有逆止阀。

其中，所述安全壳手动隔离阀为相互串联的两个常关的带远传功能的手动隔离阀。

其中，所述加药箱盛放有氢氧化纳和硫代硫酸纳的混合溶液。

实施本发明实施例，具有如下的有益效果：

首先，本发明利用船上已有的密封舱室或隔间作为过滤主容器的外壳，将文丘里水洗过程和金属纤维过滤过程集于一体，无需占用额外布置空间的情况下，即可有效降低严重事故下向环境释放的放射性气溶胶，其利用了小型堆现有设备，节省了系统成本和布置空间；

同时，在卸压时将排气中的放射性物质集中滞留在船体舱体或隔间内，减少了放射性的泄露，且便于后期放射性废物的处理；

另外，本发明系统依靠重力进行加药，无加药泵和相关辅助设备，可以实现非能动过滤排放功能，减少了工艺复杂度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有的一种大型压水堆核电站的安全壳过滤排放系统结构示意图；

图2是本发明提供的一种基于水上小型堆的安全壳过滤排放系统的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，示出了本发明提供的一种基于水上小型堆的安全壳过滤排放系统的一个实施例的结构示意图，在该实施例中，该安全壳过滤排放系统用于在小型堆发生严重事故时，对安全壳排放的气体进行过滤，其至少包括过滤主容器1，设置于所述过滤主容器1内部的通气管线10、文丘里喷管12、金属纤维过滤层13，以及与所述过滤主容器1连接的卸压管线2、加药管线3、排放管线4，其中：

所述过滤主容器1为小型堆的船体密封舱室或隔间，在所述过滤主容器1下部充有除盐水14，所述通气管线10一端与所述卸压管线2连通，另一端位于所述过滤主容器1底部；所述文丘里喷管12设置于所述通气管线10的末端，且位于除盐水14的液面以下；所述过滤主容器1内部设置有金属纤维过滤层13，将除盐水14上部的空间分隔成两部分；

所述卸压管线2穿设在安全壳5与所述过滤主容器1之间，其上设置有安全壳手动隔离阀20，具体地，，所述设置于所述卸压管线2上的安全壳手动隔离阀20为相互串联的两个常关的带远传功能的手动隔离阀；

所述加药管线3一端穿设在所述过滤主容器1的底部，另一端连接一加药箱6，所述加药箱6的位置高于所述除盐水14的液面，在所述加药管线3上设置有手动隔离阀30；所述加药箱6中盛放在化学试剂，在一个实施例中，所述化学试剂可以是诸如氢氧化纳和硫代硫酸纳的混合溶液。

所述排放管线4一端穿设在所述过滤主容器1位于金属纤维过滤层13之上的空间，另一端连接通风系统7，在所述排放管线4上设置有逆止阀70，该逆止阀70可以防止烟气倒吸。

具体地，下述说明一下本发明的工作原理及工作过程：

在水上小型堆发生严重安全事故（如超设计基准事故）后，当安全壳内压力超过允许限值时，则开始启动该过滤排放系统对安全壳进行卸压以及对其排气进行过滤处理，具体地，将与安全壳连接的安全壳手动隔离阀以及设置于加药管线上的手动隔离阀打开，加药箱中的化学药剂依靠重力通过加药管线加入到小型堆密封舱室或隔间底部；安全壳内的排气经卸压管线进入小型堆密封舱室或隔间底部，文丘里喷管将气泡与溶液搅浑，增大气体和小堆舱室或隔间中溶液的接触面积，在舱室或隔间中溶液的润湿作用下，使气溶胶和放射性碘被滞留在水溶液中或水面上。经水洗后的排气上升，通过金属纤维过滤层，排气中所夹带的放射性水滴和直径＜1μm的气溶胶粒子被金属纤维过滤层过滤。从而，通过文丘里管水洗和金属过滤层可以对排放气体进行两级过滤。

经过滤后的排气，进入小堆舱室或隔间顶部的排放管线排向通风系统。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

首先，本发明利用船上已有的密封舱室或隔间作为过滤主容器的外壳，将文丘里水洗过程和金属纤维过滤过程集于一体，无需占用额外布置空间的情况下，即可有效降低严重事故下向环境释放的放射性气溶胶，其利用了小型堆现有设备，节省了系统成本和布置空间；

同时，在卸压时将排气中的放射性物质集中滞留在船体舱体或隔间内，减少了放射性的泄露，且便于后期放射性废物的处理；

另外，本发明系统依靠重力进行加药，无加药泵和相关辅助设备，可以实现非能动过滤排放功能，减少了工艺复杂度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。