本发明涉及核动力装置安全壳环境及压力控制技术领域，具体涉及一种安全壳抑压及水洗过滤集成系统。
背景技术：
安全壳是核动力系统实现放射性包容的最后一道屏障，在任何时候都必须防止因安全壳结构超压破裂引起放射性物质不可控释放。对于小型核动力装置如破冰船、浮动电站等，受总体资源约束，安全壳自由容积远小于核电厂安全壳，一旦发生破口事故，带有放射性物质的高温高压冷却水/蒸汽进入安全壳，安全壳内的压力将在数十秒内迅速上升并超过安全壳的设计承压，目前核电站一般采用喷淋或非能动安全壳冷却系统来应对破口事故，对于小型核动力装置，无法像电站那样配置超大流量喷淋系统及超大功率的非能动堆舱冷却系统，且喷淋系统启动及非能动堆舱冷却系统建立自然循环均需要一定时间，其排热速率也远低于破口时质能释放的速率，因此无法满足堆舱快速降压的要求。此外，对于破口事故时释放的放射性物质，若不及时加以去除，随时都存在泄漏的危险，
目前电站一般采用砂床过滤器、金属纤维过滤器等对气载放射性物质加以去除，但此类型过滤器的体积及配套设施也比较大，占用总体资源较多。
因此，针对破口事故时安全壳的快速泄压及放射性物质的去除，需要综合考虑各方面的因素，对系统进行设计。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种安全壳抑压及水洗过滤集成系统，它能够快速实现泄压及水洗过滤的目的。
本发明为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：
一种安全壳抑压及水洗过滤集成系统，包括安全壳和抑压水箱，所述安全壳和抑压水箱均为密闭结构，所述抑压水箱的上部是气空间，下部是水，所述安全壳通过喷管与所述抑压水箱的下部连通，所述喷管包括浸没于所述抑压水箱下部的入口段和喉管，所述喉管的直径小于所述入口段的直径，所述喉管的上方设有冷却水入口；当发生破口事故时，含有放射性物质的混合蒸汽先后通过所述入口段和喉管进入所述抑压水箱，实现安全壳的快速泄压；所述抑压水箱内的冷却水通过所述冷却水入口进入所述喉管，在高速气流的作用下雾化，通过与混合蒸汽内的放射性物质碰撞，对放射性物质进行去除。
上述方案中，所述抑压水箱位于所述安全壳的外部。
上述方案中，所述喷管还包括收缩段，所述收缩段一端与所述入口段连通，收缩段的另一端与所述喉管连通。
上述方案中，所述收缩段的直径从所述入口段至喉管渐变收缩。
上述方案中，所述喷管还包括扩散段，所述扩散段与所述喉管的后端连接，所述扩散段的直径渐变扩大。
上述方案中，所述安全壳与抑压水箱之间还安装有泄压管道，所述泄压管道的一端与安全壳连通，泄压管道的另一端与抑压水箱的上部连通，所述泄压管道上安装有平衡阀。
上述方案中，所述平衡阀为压差平衡阀。
本发明的有益效果在于：
1.本发明将安全壳抑压系统与水洗过滤系统集成化，安全壳内混合蒸汽通过喷管进入抑压水箱，使蒸汽冷凝，实现安全壳的快速抑压；另外，喷管的中部设置喉管，喉管的直径小于入口段直径，使气体流速增大而导致气压降低，冷却水在负压状态下雾化，雾化颗粒通过与混合蒸汽内的气溶胶放射性物质碰撞，减小放射性物质的速度，使放射性物质在水中滞留，实现放射性物质的去除。这样，利用抑压水箱及特殊设计的喷管实现了快速泄压及水洗过滤的双重功能，大大减小了系统对总体资源的需求。
2.喉管后面设置扩散段，扩散段的直径渐变扩大，使蒸汽流速降低，气压增大，在喷管口处形成明显的搅混，加强水箱内的混合，提高冷凝效率。
3.安全壳与抑压水箱之间设有平衡阀，正常工况下，平衡阀处于常闭状态，当抑压水箱内的压力高于安全壳内的压力时，抑压水箱上方的平衡阀开启，对抑压水箱进行泄压后关闭，待安全壳内压力再次大于抑压水箱的压力时，抑压水箱继续实现抑压及水洗过滤功能，提高了资源的利用率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的安全壳抑压及水洗过滤集成系统的示意图。
图中：10、安全壳；20、抑压水箱；30、喷管；31、入口段；32、收缩段；33、冷却水入口；34、喉管；35、扩散段；40、泄压管道；41、平衡阀。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，为本发明一较佳实施例的安全壳抑压及水洗过滤集成系统，包括安全壳10和抑压水箱20，安全壳10和抑压水箱20均为密闭结构，抑压水箱20的上部是气空间，下部是水，安全壳10通过喷管30与抑压水箱20的下部连通。喷管30包括依次相连的入口段31、收缩段32和喉管34，喉管34的直径小于入口段31的直径，收缩段32的直径渐变收缩，喉管34的上方设有冷却水入口33；当发生破口事故时，含有放射性物质的混合蒸汽先后通过入口段31、收缩段32和喉管34进入抑压水箱20，实现安全壳10的快速泄压。快速泄压的过程中，抑压水箱20内的冷却水通过冷却水入口33进入喉管34，由于从入口段31到喉管34的截面变窄，气体流速增大而导致气压降低，使冷却水在负压状态下雾化，雾化颗粒通过与混合蒸汽内的气溶胶放射性物质碰撞，减小放射性物质的速度，使放射性物质在水中滞留，实现放射性物质的去除。
进一步优化，本实施例中，抑压水箱20位于安全壳10的外部。
进一步优化，本实施例中，喷管30还包括扩散段35，扩散段35与喉管34的后端连接，扩散段35的直径渐变扩大。混合蒸汽依次通过入口段31、收缩段32、喉管34和扩散段35进入抑压水箱20后，在喷管30口处形成明显的搅混，加强水箱内的混合，防止水箱热分层影响蒸汽冷凝，进而影响抑压效果。
进一步优化，本实施例中，安全壳10与抑压水箱20之间还安装有泄压管道40，泄压管道40的一端与安全壳10连通，泄压管道40的另一端与抑压水箱20的上部连通，泄压管道40上安装有平衡阀41。正常工况下，平衡阀41处于常闭状态，安全壳10与抑压水箱20之间的管路隔开；当抑压水箱20内的压力高于安全壳10内的压力时，抑压水箱20上方的平衡阀41开启，对抑压水箱20进行泄压后关闭。待安全壳10与抑压水箱20之间再次建立压力差时，抑压水箱20继续实现抑压及水洗过滤功能。
进一步优化，本实施例中，平衡阀41为压差平衡阀。
本发明的安全壳抑压及水洗过滤集成系统将安全壳抑压及过滤系统集成，利用抑压水箱20即可实现快速泄压及水洗过滤的双重功能，大大减小了系统对总体资源的需求，系统装置简单，使用方便。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。