通风过滤装置及核电厂的蒸汽大气排放系统的制作方法

1.本实用新型涉及核电安全技术领域，尤其涉及一种通风过滤装置及核电厂的蒸汽大气排放系统。


背景技术：

2.核电厂在事故下存在向环境释放放射性的潜在风险，因此核电厂专门设计了缓解事故后果的专设安全设施，并通过运行技术规范等措施限制向环境的放射性释放。核电厂蒸汽大气排放系统即属于缓解事故后放射性后果的专设安全设施。
3.在蒸汽发生器传热管破裂的情况下，如果破损蒸汽发生器的压力达到或超过蒸汽大气排放系统的压力整定值，大气释放阀将会开启以平衡一回路和破损蒸汽发生器的压力，从而消除一回路向破损蒸汽发生器的泄漏。然而，这将导致带有放射性的蒸汽直接排放到环境，对电厂工作人员和公众造成放射性危害。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种有效去除核电厂蒸汽大气排放系统中的水溶性放射性核素和放射性碘的通风过滤装置、设有该通风过滤装置的核电厂的蒸汽大气排放系统。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种通风过滤装置，设置在核电厂的蒸汽大气排放系统的排放管线上，所述通风过滤装置包括依次排布在所述排放管线的主蒸汽释放隔离阀和主蒸汽释放控制阀之间的汽水分离器和碘过滤器、用于回收放射性冷凝水的疏水单元；所述疏水单元连接所述汽水分离器。
6.优选地，所述汽水分离器为汽旋型汽水分离器。
7.优选地，所述碘过滤器的进口与所述汽水分离器的出口连接；所述疏水单元与所述汽水分离器底部的排水口连接。
8.本实用新型还提供一种核电厂的蒸汽大气排放系统，包括至少一用于排放蒸汽的排放管线、设置在所述排放管线上的用于去除蒸汽中水溶性放射性核素和放射性碘的通风过滤装置。
9.优选地，所述排放管线包括相间隔连接的主蒸汽释放隔离阀和主蒸汽释放控制阀；
10.所述通风过滤装置设置在所述主蒸汽释放隔离阀和主蒸汽释放控制阀之间。
11.优选地，所述通风过滤装置包括依次排布在所述主蒸汽释放隔离阀和主蒸汽释放控制阀之间的汽水分离器和碘过滤器。
12.优选地，所述汽水分离器为汽旋型汽水分离器。
13.优选地，所述通风过滤装置还包括连接所述汽水分离器，用于回收放射性冷凝水的疏水单元。
14.优选地，所述排放管线还包括连接所述主蒸汽释放控制阀的消音器。
15.本实用新型的通风过滤装置，设置在核电厂的蒸汽大气排放系统上，有效去除核电厂蒸汽大气排放系统中的水溶性放射性核素和放射性碘，有效降低核电厂蒸汽发生器传热管破裂(sgtr)事故后的放射性释放，能够显著提高核电厂的可靠性和安全性。
附图说明
16.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
17.图1是本实用新型一实施例的通风过滤装置在蒸汽大气排放系统上连接结构示意图。
具体实施方式
18.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
19.本实用新型的通风过滤装置，设置在核电厂的蒸汽大气排放系统上。核电厂的蒸汽大气排放系统通常具有三条排放管线，每条排放管线均装有一个主蒸汽释放隔离阀和一个主蒸汽释放控制阀。主蒸汽释放控制阀出口装有消音器，用以降低系统的噪音水平，并承担部分压降。
20.如图1所示，本实用新型的通风过滤装置具体设置在蒸汽大气排放系统的排放管线1上，其包括汽水分离器10、碘过滤器20以及疏水单元30。主蒸汽释放隔离阀2和主蒸汽释放控制阀3沿着排放管线1间隔布置并通过排放管线1连接，汽水分离器10和碘过滤器20依次排布在排放管线1的主蒸汽释放隔离阀2和主蒸汽释放控制阀3之间；疏水单元30连接汽水分离器10，用于回收放射性冷凝水。
21.蒸汽大气排放系统排放的蒸汽沿着排放管线1，依次经过主蒸汽释放隔离阀2、汽水分离器10和碘过滤器20，再经主蒸汽释放控制阀3和消音器4排至大气中。
22.其中，汽水分离器10用于去除蒸汽中的水分，从而去除其中的水溶性放射性核素(如碘离子和铯离子等离子态核素)。在排放管线1上，汽水分离器10的进口连接主蒸汽释放隔离阀2，汽水分离器10的出口连接碘过滤器20的进口；湿蒸汽通过主蒸汽释放隔离阀2后进入汽水分离器10，在其中进行汽水分离；汽水分离后形成的干蒸汽(干燥气体)从汽水分离器10的出口输出后进入碘过滤器20。汽水分离器10内经汽水分离后得到的放射性冷凝水流入汽水分离器10底部的集水槽中，再从汽水分离器10的排水口排出。
23.汽水分离器10可采用汽旋型汽水分离器或其他类型的汽水分离器。
24.汽旋型汽水分离器采用一连串的肋片以便产生高速气旋，使蒸汽在分离器内高速旋转流动。蒸汽大气排放系统中的湿蒸汽进入汽水分离器10后，在其中以旋流向下作倾斜式运动，旋流的湿蒸汽中夹带的水分由于速度降低，在离心力的作用下，被分离出来聚集在汽水分离器10的内壁上，聚集后在重力的作用下流入底部的集水槽中，排放至疏水单元30。经分离后形成的干蒸汽从汽水分离器10的出口排出。
25.碘过滤器20设置在汽水分离器10之后，对汽水分离器10输出的干蒸汽进一步处理，用于去除干蒸汽中残余的放射性碘。碘过滤器20采用深床式可再装载型新装或新填充碘吸附器，净化系数大于等于1000(即效率大于等于99.9％)。
26.疏水单元30用于回收蒸汽大气排放系统排放期间的放射性冷凝水，避免其中的放
射性冷凝水对核电厂人员和设备造成污染。疏水单元30回收的放射性冷凝水可以排向核电厂核岛排气和疏水系统，并根据其特性、种类以及相应的处理工艺，分别转送至对应的处理系统。
27.本实用新型中的汽水分离器10和碘过滤器20，均为非能动设计，无需人为操作，不依赖外部电源和泵等能动部件，具有较高的系统可靠性。疏水单元30可包括疏水箱或疏水罐等结构，与汽水分离器10的排水口连接，接收来自汽水分离器10中汽水分离得到的放射性冷凝水。
28.本实用新型的通风过滤装置适用于新建核电厂中，也适用于对核电厂中已有设备进行改造，作为核电厂蒸汽大气排放系统的组成部分，达到去除蒸汽中水溶性放射性核素和放射性碘的目的。本实用新型的通风过滤装置适用的核电厂类型包括但不限于cpr1000核电厂、华龙一号核电厂(第三代压水堆核电厂)。
29.参考图1，本实用新型的通风过滤装置使用时，随蒸汽大气排放系统启动而启动。
30.在核电厂中，蒸汽发生器传热管破裂事故发生后，一回路冷却剂向破损蒸汽发生器转移，破口导致一回路压力下降，二次侧受到放射性污染。根据电厂初始状态和操作条件，反应堆停堆信号自动触发。紧急停堆信号触发汽轮机停机，蒸汽发生器压力迅速上升，考虑gct不可用，从而导致蒸汽大气排放系统开启。蒸汽大气排放系统启动后，主蒸汽释放隔离阀2开启，主蒸汽系统中的湿蒸汽迅速进入汽水分离器10。湿蒸汽中的水分在汽水分离器10内被分离出来并进入疏水单元30，从而去除了其中的水溶性放射性核素，分离出水分后的干燥气体(干蒸汽)从汽水分离器10排出并进入碘过滤器20。碘过滤器20将干燥气体中残余的放射性碘去除，经处理后的气体从碘过滤器20排出再进入主蒸汽释放控制阀3，经过消音器4后排入大气。
31.经sgtr事故源项分析和放射性后果分析的初步结果表明，本实用新型的通风过滤装置，应用在核电厂蒸汽大气排放系统上，能够将cpr1000核电厂sgtr事故的有效降低约90％，甲状腺剂量降低约99％；将华龙一号核电厂sgtr事故的有效降低约80％，甲状腺剂量降低约99％。
32.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。