岩洞低中放废物处置场事故应急放射性防扩散系统的制作方法

本发明属于地下核电站技术，具体地指一种岩洞低中放废物处置场事故应急放射性防扩散系统。

背景技术：

岩洞型低中放废物处置场位于地下几十米到几百米深的地下空间，处置区一般有隧洞型、筒仓型以及隧洞筒仓相结合的形式，处置区通过两条隧道与地面设施相连通。低中放废物包通过运输车辆运送至处置区。通过分析处置场运行期间的各种可能事故，最大可信事故发生在废物包运输和吊装过程中。废物包运输过程中可能产生的事故由外因引起，一般为运输车辆的起火导致废物包的炸裂，进而造成废物包内已经固化的放射性废物散落到运行隧道中，形成放射性释放；废物包在吊装过程中产生的事故发生在处置区，废物包由于意外脱钩掉落破裂，导致废物破碎散落形成放射性释放。这两种可信事故中的放射性污染形式包括固体粉尘和放射性气溶胶，需要对固体进行重新收集，对气体进行除尘过滤，保证放射性不污染运行隧道和处置区，且不能通过通风系统排至外部环境。还有一种可能是处置库在几十年的运行期间，废物包装由于锈蚀或者被微生物分解产生气体，气体携带放射性颗粒以气溶胶的形式污染处置区。

以上的几种可能事故都需要对放射性的固体和气溶胶进行除尘和过滤，对废物包重新进行整备，目前国内运行的处置场均为近地表处置场，废物包损坏后形成的固体废物可以重新收集，但对于气态废物只能任其扩散，而一般的隧道防火排烟设施并未考虑对放射性废物的限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，结合地下隧洞空间的结构特点，提出一种岩洞低中放废物处置场事故应急放射性防扩散系统，既能满足正常运行状态下处置库的通风排烟要求，又能防止事故应急状态下放射性废物的扩散。

为实现上述目的，本发明所设计的岩洞低中放废物处置场事故应急放射性防扩散系统，包括防扩散通风系统和固体污染物清理打包装置，其特征在于：所述防扩散通风系统包括设置于处置场内隧道中的一号通风竖井和二号通风竖井、设置于隧道顶部的排烟通道、设置于处置区顶部的通风通道和机械通风设备，所述排烟通道为隧道顶板与隧道顶部的密闭空间，所述密闭空间的中部垂直设置于隔离板，所述隔离板将密闭空间分隔为正常排烟通道和事故排烟通道，所述正常排烟通道和事故排烟通道分别与一号通风竖井连通，所述通风通道包括正常通风通道和事故通风通道，所述正常通风通道和事故通风通道分别与二号通风竖井连通，所述事故排烟通道和事故通风通道内设置有放射性过滤装置。

进一步地，所述机械通风设备包括设置于处置场内运行隧道和运行支隧道中的射流风机、位于处置区连接隧道中的轴流风机。处置区的隧道入口设置轴流风机为处置区提供风压。

更进一步地，所述一号通风竖井位于运行隧道的中部，所述二号通风竖井位于运行支隧道中与处置区连通处。根据处置场的整体布置形式和隧道长度，设置两个通风竖井，位于运行隧道中的一号通风竖井，以及位于运行支隧道中的二号通风竖井，用于自然通风。

更进一步地，所述正常排烟通道依次通过正常电动排烟阀、正常排烟风机与一号通风竖井连通，所述事故排烟通道依次通过事故电动排烟阀、事故排烟风机、放射性过滤装置与一号通风竖井连通，事故排烟风机串联过滤装置过滤烟雾、粉尘和气溶胶中的放射性物质。

更进一步地，所述正常通风通道依次通过正常通风风管、正常通风连接防火阀、正常通风通道风机与二号通风竖井连通，所述事故通风通道依次通过事故通风风管、事故连接防火阀、事故通风通道风机、放射性过滤装置与二号通风竖井连通。

更进一步地，所述运行隧道内设置有应急厂房，所述连接隧道内设置有应急支隧道，所述固体污染物清理打包装置放置于应急厂房和应急支隧道中。废物处置区为筒仓形式，通过隧洞连接至运行隧道和运行支隧道，处置区的隧道入口设置应急支隧道，为事故工况下为放射性固体废物提供清理和打包设备。

更进一步地，所述射流风机为转向风机，根据运行隧道和运行支隧道的长度均匀布置，安装在隧道顶板上，可根据排烟要求及时转向。

更进一步地，所述隧道顶板上均匀设置有两排排烟口，其中一排与正常排烟通道连通，另一排与事故排烟通道连通。

更进一步地，所述排烟口沿隧道顶板长度方向均匀布置，相邻排烟口之间的间距为50～100cm。

更进一步地，所述正常电动排烟阀、事故电动排烟阀、正常通风连接防火阀、事故连接防火阀的控制端均与放射性报警装置的输出端连接。

本发明根据事故可能发生的地点，包括废物包运输区和最终处置区，利用隧洞两侧的支隧道和附属厂房为固体放射性提供整备设备，整体的通风过滤系统按照处置场正常运行和事故状态下进行并联设置，通风方式包括自然通风的通风竖井，通过射流风机强制通风，辅以轴流风机。

本发明具有如下优点：

(1)通过在运行隧道和处置区设置应急厂房和通风设施，可以在事故工况下及时有效对放射性固体粉尘和气溶胶进行清理和过滤，防止放射性物质的二次污染和扩散。

(2)通过合理的设置通风竖井、隧道射流风机、轴流风机，自然通风与机械通风相结合，为整个处置场提供良好的气流组织。

(3)整个通风系统采用正常工况通风和事故工况通风相并联的布置形式，避免由于放射性过滤装置导致长期运行高风压的要求，通风系统总体能耗低。同时通过设置隔离设施，两个并联系统互不影响。

(4)通过设置可变向式射流风机，可以处理每一个潜在事故点的放射性释放和污染，可控性强，有效防止放射性污染范围的扩大。

(5)采用放射性报警与排烟阀、风机、过滤器联动的形式，可以快速启动事故工况下的放射性污染处理措施。

(6)合理布置通风竖井和排风口，使潜在的放射性污染从低污染区流向高污染区，便于放射性物质的控制。

附图说明

图1为本发明低中放处置场及事故应急处置设施的总体布置图。

图2为图1中的a-a截面细节图。

图3为图1中的b-b截面细节图

图中：10.运行隧道，11.运行支隧道，1-1.施工隧道，12.一号通风竖井，13.二号通风竖井，14.连接隧道，15.正常通风通道，16.事故通风通道，101.正常排烟通道，102.事故排烟通道，2.废物处置区，21.低中放废物包，30.射流风机，31.隧道顶板，32.排烟口，33.隔离板，34.轴流风机，35.正常通风风管，36.事故通风风管，37.放射性过滤装置，321.正常电动排烟阀，322.正常排烟风机，323.事故电动排烟阀，324.事故排烟风机，351.正常通风连接防火阀，352.轴流风机，361.事故连接防火阀，362.事故通风通道风机，40.应急厂房，41.应急支隧道。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

如图1～图3所示，本发明一种岩洞低中放废物处置场事故应急放射性防扩散系统设置于岩洞低中放处置场中，处置场的废物处置区2采用筒仓形式，并通过连接隧道14分别与运行隧道10和运行支隧道11连通，运行隧道10作为废物运输的主要通道，运行隧道10内设置有应急厂房40，连接隧道14内设置有应急支隧道41，另外图1中的施工隧道1-1与处置区2筒仓的下部连通。

低中放处置场的最大可信事故主要发生在运行隧道10和处置区2，事故造成的放射性污染形式主要有固体粉尘和放射性气溶胶等，因此需要在保证处置场正常运行状态通风要求的基础上，为放射性污染物提供事故应急措施。

本发明一种岩洞低中放废物处置场事故应急放射性防扩散系统，包括防扩散通风系统和固体污染物清理打包装置。固体污染物清理打包装置放置于应急厂房40和应急支隧道41中。

本发明采用自然通风与机械通风相结合的形式，防扩散通风系统包括设置于处置场内隧道中的一号通风竖井12和二号通风竖井13、设置于隧道顶部的排烟通道、设置于处置区2顶部的通风通道和机械通风设备。一号通风竖井12位于运行隧道10的中部，二号通风竖井13位于运行支隧道11中与处置区2连通处。

机械通风设备包括设置于处置场内运行隧道10和运行支隧道11中的射流风机30、位于处置区连接隧道14中的轴流风机34。运行隧道10作为新风道，根据运行隧道10的长度设置一号通风竖井12，在运行隧道10和运行支隧道11的隧道顶板31上设置两排射流风机30，运行隧道10与处置区2的连接隧道14处设置轴流风机34，为处置区2提供新风，并通过处置区2与运行支隧道11之间的连接隧道最终排至二号通风竖井13，二号通风竖井13靠近处置区2，通过以上布置达到良好的气流组织，不留通风死角。为正常工况和事故工况提供通风通道。

隧道顶板31与运行隧道10顶部的密闭空间作为排烟通道，密闭空间的中部垂直设置于隔离板33，隔离板33将密闭空间分隔为正常排烟通道101和事故排烟通道102。正常排烟通道101依次通过正常电动排烟阀321、正常排烟风机322与一号通风竖井12连通，事故排烟通道102依次通过事故电动排烟阀323、事故排烟风机324、放射性过滤装置37与一号通风竖井12连通。

隧道顶板31上按一定距离(50～100cm)均匀设置有两排排烟口32，其中一排与正常排烟通道101连通，另一排与事故排烟通道102连通。正常排烟通道101连接正常电动排烟阀321和正常排烟风机322，当隧道内粉尘量大或者发生无放射性释放的火情时，正常电动排烟阀321开启排烟模式，粉尘或烟气连通至一号通风竖井12排出。正常电动排烟阀321、事故电动排烟阀323的控制端均与放射性报警装置的输出端连接。放射性报警装置联动事故电动排烟阀323开启事故排烟过滤模式，首先利用隧道的消防设施扑灭隧道火情，事故起火点下方的部分射流风机调转方向，控制放射性粉尘和烟气不扩散到隧道下游进而污染整个隧道，事故排烟风机324引导烟气和粉尘快速进入事故过滤排烟通道102，放射性粉尘和烟气经放射性过滤装置37过滤后通过一号通风竖井12排至外部空间。扑灭火情的同时，启动应急附属厂房40中的清洗打包设备，对污染隧道的固体废物进行清洗并重新打包。至此由于运行隧道内装有废物包的车辆起火导致废物包炸裂产生的放射性固体和气体污染物得到了清洗、重新打包和过滤排放。

通风通道包括正常通风通道15和事故通风通道16。正常通风通道15依次通过正常通风风管35、正常通风连接防火阀351、正常通风通道风机352与二号通风竖井13连通，事故通风通道16依次通过事故通风风管36、事故连接防火阀361、事故通风通道风机362、放射性过滤装置37与二号通风竖井13连通。正常通风连接防火阀351、事故连接防火阀361的控制端均与放射性报警装置的输出端连接。

运行隧道10的自然风通过轴流风机34引致废物处置区2，通风换气后通过处置区2与运行支隧道11的连接隧道排出，连接隧道采用风管通风，根据工作状态分为并联的两条通道，正常工况下无放射性的气体连通至二号通风竖井13排至外部空间。当吊装过程中废物包破损产生放射性烟雾和气体，或者废物包长期堆放产生的放射性气体超出规定指标时，放射性报警装置启动，同时关闭正常通风通道15的正常通风连接防火阀351，并开启事故通风通道16中的事故连接防火阀361，进入事故排烟过滤模式，放射性粉尘和气体经过事故通风通道风机362引导和放射性过滤装置37过滤后快速排至二号通风竖井13。同时，启动应急支隧道41中的废物清洗和打包设备，对散落的固体废物进行清洗和重新打包。至此由于吊装事故产生的放射性固体和气体废物得到了控制和过滤排放，防止了放射性污染。

其它未详细说明的部分均为现有技术。本发明并不严格地局限于上述实施例。