地下核电站放射性液体非能动收集方法与流程

1.本发明涉及地下核电站技术领域，具体地指一种地下核电站放射性液体非能动收集方法。


背景技术：

2.为了确保核电站的安全性，现有核电站的设计、建造和运行都严格贯彻了纵深防御的安全原则，在放射源与人之间设置多道屏障，其中最为重要的三道屏障是：燃料元件包壳、一回路压力边界以及安全壳(即反应堆厂房)。一回路压力边界是由反应堆压力容器、管道、稳压器、冷却剂泵以及蒸汽发生器传热管组成，它们将高温、高压、强放射性的燃料元件和冷却剂封闭在内。由于一回路压力边界包含数量较多的阀门和泵等设备，可能存在密封不严等问题，进而造成一定的放射性液体泄漏。核电站正常运行时，仅允许少量泄漏，如小于10kg/h。
3.现有的地面核电站常用的放射性液体收集方法是将放射性液体收集至有标识的容器中，针对一些未被标记、非定量泄漏的放射性液体，将流入安全壳地坑内。该未被标记、非定量泄漏的放射性液体收集方式的最大缺点是：放射性液体的收集速度较为缓慢，影响放射性的探测效率。
4.地下核电站保留地面核电站三重安全屏障的基础上，多设一层山体为主体的天然屏障，安全性更高，但是地下核电站容易受到地震的影响，导致交流电源的丧失。因此，针对地下核电站的特点，研发非能动的，且能够快速收集未被标记、非定量泄漏的放射性液体的收集方法是非常必要的。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是要提供一种地下核电站放射性液体非能动收集方法，实现在非能动的条件下自动、快速收集地下洞室泄漏的放射性液体，防止放射性液体残留在设备表面。
6.为实现上述目的，本发明研制出了一种地下核电站放射性液体非能动收集方法，其特别之处在于，包括如下步骤：
7.步骤1)，放射性液体通过排水孔进入中心管道，上吸力板连同环形挡板一起自动向下拉伸，活动板在液压感应器的控制下自动向外侧翻转，将涌来的放射性液体排往内环管道，进入步骤3)；
8.步骤2)，中心管道内的放射性液体减少，活动板在磁力块的磁性吸引力作用下自动复位，上吸力板连同环形挡板一起慢慢恢复原位，继续储存流入中心管道内的放射性液体，进入步骤1)；
9.步骤3)，放射性液体通过排水孔进入或通过中心管道排泄到内环管道，上吸力板连同环形挡板一起自动向下拉伸，内环管道与上吸力板之间打开一圈排水口，使放射性液体排往外环管道，进入步骤5)；
10.步骤4)，内环管道内的放射性液体减少，上吸力板慢慢恢复原位，继续储存流入内环管道的放射性液体，进入步骤3)；
11.步骤5)，放射性液体通过排水孔进入或通过内环管道排泄到外环管道，最后汇总至储存罐中，进行密封储存。
12.进一步地，步骤1)中，所述排水孔设置在排水面上，所述排水面位于山体内部的核电站洞室地面低洼处，所述排水面下方设有呈上下布置的收集管道，所述收集管道由内向外依次设有所述中心管道、内环管道以及外环管道；
13.所述中心管道与内环管道底部齐平，且两者底部设有内置于外环管道的磁性上吸力板，所述上吸力板下方设有固定的、且与上吸力板相排斥的下吸力板；
14.所述中心管道包括能够自由进行上下伸缩的环形挡板，所述环形挡板一部分底端与上吸力板交界处保持磁性相吸，另一部分底端与上吸力板交界处设有能够打开或关闭的活动装置，所述活动装置内设有能够自动控制活动装置打开或关闭的液压感应器；
15.所述活动板铰接在环形挡板下端，且能够向外侧翻转，所述活动板内侧设有与活动板相吸，且位于上吸力板上表面的磁力块。
16.更进一步地，所述排水孔包括中心排水孔和普通排水孔，所述中心排水孔设置在中心管道正上方，所述普通排水孔设置在内环管道和外环管道正上方。
17.更进一步地，所述中心排水孔尺寸大于普通排水孔尺寸。
18.更进一步地，所述环形挡板包括环形内挡板，所述环形内挡板外侧设有用于插接环形内挡板，且能够沿环形内挡板上下移动的活动环，所述活动环外侧插接有能够沿活动环上下移动的环形外挡板。
19.更进一步地，所述环形挡板一部分底端范围m为环形挡板前后对称的150
°
范围，所述环形挡板另一部分底端范围n为环形挡板左右对称的30
°
范围。
20.更进一步地，所述活动板投影形状为方形。
21.更进一步地，步骤2)中，所述下吸力板大小、形状与上吸力板大小、形状相同。
22.更进一步地，所述下吸力板与上吸力板间间距大小由两者之间的排斥力决定。
23.更进一步地，步骤3)中，所述上吸力板外围与内环管道边界重合。
24.本发明的优点在于：
25.1、本收集方法通过将放射性液体引流到管道中心的中心管道，在放射性液体重力的作用下，使上吸力板连同环形挡板一起自动向下拉伸；同时，通过液压感应器将中心管道下端的活动装置打开，将放射性液体排泄至内环管道，增大排水面积，加快废液流动速度；
26.2、内环管道中的放射性液体在自身重力的作用下，促使上吸力板连同环形挡板一起自动向下拉伸，通过内环管道与上吸力板之间打开的排泄口将放射性液体排泄至外环管道，增大排水面积，加快废液流动速度；
27.本发明地下核电站放射性液体非能动收集方法利用液体自身重力、磁性排斥力及磁性吸引力，将放射性液体由管道内向管道外进行逐级排泄，加快液体流动速度。
附图说明
28.图1是本发明地下核电站放射性液体非能动收集方法的流程图；
29.图2是本发明地下核电站放射性液体非能动收集方法中的收集系统轴向的正视结
构示意图；
30.图3是图2中的中心管道下部分右视结构示意图；
31.图4是图2中的中心管道底端俯视结构示意图；
32.图中：
33.洞室地面1、收集管道2、中心管道21、内环管道22、外环管道23、排水面3、上吸力板4、下吸力板5、排水孔6、中心排水孔61、普通排水孔62、储存罐7；
34.中心管道21包括：环形挡板211、活动装置212、液压感应器213；
35.环形挡板211包括：环形内挡板2111、活动环2112、环形外挡板2113；
36.活动装置212包括：活动板2121、磁力块2122；
37.环形挡板211一部分底端范围m、环形挡板211另一部分底端范围n。
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
40.本地下核电站放射性液体非能动收集方法，流程图如图1所示，包括如下步骤：
41.步骤1)，放射性液体从核电站洞室地面1向排水面3流动，首先聚集在中心管道21正上方，流入中心管道21，上吸力板4在液体重力的作用下连同环形挡板211一起自动向下拉伸，当流入量增加到一定程度后，液压感应器213感应到充足的液体液压信号，中心管道21下部两侧的活动板2121在液压信号的控制下自动向外侧翻转，将涌来的放射性液体排往内环管道22，进入步骤3)。由于内环管道22内径大于中心管道21内径，因此放射性液体的排水面积增加，流动速度增大。
42.步骤2)，中心管道21内的放射性液体减少到一定程度，中心管道21下部的液压感应器213感应到的液体液压信号不足，中心管道21下部两侧的活动板2121在磁力块2122的磁性吸引力作用下自动复位，上吸力板4承受的液体重力小于上吸力板4与下吸力板5之间的磁性排斥力时，上吸力板4在磁性排斥力的作用下，连同环形挡板211一起慢慢恢复原位，继续储存流入中心管道21内的放射性液体，进入步骤1)。
43.步骤3)，中心管道21将放射性液体排泄到内环管道22，或者排水面3表面的放射性液体流量增大，就会通过内环管道22正上方的排水孔6直接进入内环管道22，上吸力板4在液体重力的作用下连同环形挡板211一起自动向下拉伸，内环管道22与上吸力板4之间打开一圈排水口，使放射性液体排往外环管道23，进入步骤5)。由于外环管道23内径大于内环管道22内径，因此放射性液体的排水面积增加，流动速度增大。
44.步骤4)，内环管道22内的放射性液体减少到一定程度，上吸力板4承受的液体重力小于上吸力板4与下吸力板5之间的磁性排斥力时，上吸力板4将在磁性排斥力的作用下慢
慢恢复原位，继续储存流入内环管道22的放射性液体，进入步骤3)。
45.步骤5)，内环管道22将放射性液体排泄到外环管道23，或者排水面3表面的放射性液体流量持续增大，就会通过外环管道23正上方的排水孔6直接进入外环管道23，外环管道23内的放射性液体最后汇总至储存罐7中，进行密封储存。
46.本收集方法将放射性液体由内向外，即由中心管道21向内环管道22排泄，第一轮增大排水面积，加快废液流动速度；再由内环管道22向外环管道23排泄，第二轮增大排水面积，加快废液流动速度；经过两轮的增大排水面积，从而实现对放射性液体的自动、快速收集。
47.上述收集方法中的收集系统包括以下内容，如图2～4所示：
48.上述步骤1)中，所述排水孔6设置在排水面3上，所述排水面3位于山体内部的核电站洞室地面1低洼处，所述排水面3下方设有呈上下布置的收集管道2，所述收集管道2由内向外依次设有所述中心管道21、内环管道22以及外环管道23。
49.所述中心管道21与内环管道22底部齐平，且两者底部设有内置于外环管道23的磁性上吸力板4，所述上吸力板4下方设有固定的、且与上吸力板4相排斥的下吸力板5。
50.所述中心管道21包括能够自由进行上下伸缩的环形挡板211，所述环形挡板211一部分底端与上吸力板4交界处保持磁性相吸，另一部分底端与上吸力板4交界处设有能够打开或关闭的活动装置212，所述活动装置212内设有能够自动控制活动装置212打开或关闭的液压感应器213；
51.中心管道21下部两侧的所述活动板2121铰接在环形挡板211下端，且能够向外侧翻转，所述活动板(2121)投影形状为方形或长方形。两侧所述活动板2121内侧均设有与活动板2121相吸，且位于上吸力板4上表面的磁力块2122。
52.所述环形挡板211包括环形内挡板2111，所述环形内挡板2111外侧设有用于插接环形内挡板2111，且能够沿环形内挡板2111上下移动的活动环2112，所述活动环2112外侧插接有能够沿活动环2112上下移动的环形外挡板2113。
53.上述步骤2)中，所述下吸力板5大小、形状与上吸力板4大小、形状相同。所述下吸力板5与上吸力板4之间间距大小由两者之间的排斥力决定。
54.上述步骤3)中，所述上吸力板4外围与内环管道22边界重合。
55.另外，所述排水孔6包括中心排水孔61和普通排水孔62，所述中心排水孔61设置在中心管道21正上方，所述普通排水孔62设置在内环管道22和外环管道23正上方。所述中心排水孔61尺寸大于普通排水孔62尺寸。
56.为了增加上吸力板4与环形挡板211底端的吸引力，避免上吸力板4与环形挡板211向下拉伸的时候，由于上吸力板4与环形挡板211底端之间的吸引力不足致使上吸力板4脱离中心管道21底端，引起后续的上吸力板4复位错位。所以，将所述环形挡板211一部分底端范围m设定为环形挡板211前后对称的150
°
范围，所述环形挡板211另一部分底端范围n设定为环形挡板211左右对称的30
°
范围，如图4所示。
57.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等等，均应包含在本发明的保护范围之内。