用于核技術設備的泄壓和活度約束系統技術方案

本發明專利技術涉及一種泄壓和活度約束系統，其用于尤其是核電站的核技術設備(6)，所述泄壓和活度約束系統具有被安全護套(8)包圍的反應堆外殼(4)，在所述反應堆外殼上連接有泄壓管道(10)，以便在故障或事故發生時泄壓，其中沿所述泄壓流的流動方向觀察，以下部件被串聯連接至所述泄壓管道(10)中：催化復合裝置(14)，其用于使包含在泄壓流中的氫與氧發生反應以產生水蒸汽；濕洗器(24)或者作為替代的干燥過濾器(100)，用于從泄壓流中分離出氣溶膠；以及具有至少兩個平行分支的管道部段，該至少兩個平行分支分別具有一個用于約束包含在泄壓流中的惰性氣體的吸附柱(44)。此外，在所述吸附柱(44)上接合有沖洗和反饋系統(56)；借助相應的閥(46、48、84、86)能夠將至少一個所述吸附柱(44)從泄壓流中脫離接合，并移至沖洗操作中，在所述沖洗操作過程中，借助沖洗介質將被收集在所述吸附柱(44)中的惰性氣體沖回所述反應堆外殼(4)中。所述沖洗和反饋系統(56)被設計為被動系統，該系統由包含在反應堆外殼(4)中或者包含在泄壓流中的衰變熱來驅動。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利說明】用于核技術設備的泄壓和活度約束系統 本專利技術涉及一種用于核技術設備，尤其是核電站的泄壓和活度約束系統。本專利技術 還涉及一種相應的操作方法。 當在核電站中出現故障或事故的情況下，需根據每個故障的情況以及在必要時采 取的應對措施計算安全護套內可能出現的顯著的壓力升高。為了要避免可能由此產生的安 全護套或反應堆外殼自身的損壞，或者被布置在其中的系統部件的損壞，可將核電站設計 為在必要時通過釋放反應堆外殼-大氣壓（排氣）來為反應堆外殼泄壓。其中，可在核技 術設備的安全護套上連接一個泄壓管道。 而當發生嚴重故障時，在反應堆外殼-大氣中通常包含放射性材料，例如包含惰 性氣體、碘或者氣溶膠（Aerosol)，其在排氣過程中可能被釋放到核電站的周圍環境中。 尤其在比較嚴重的故障發生時伴隨可能出現的核心熔毀可能會出現反應堆外殼 內夾帶空氣的活度物質（氣溶膠）的濃度變得特別高，使得當存在較高程度的不密封性或 者在產生不可靠的過壓情況時，能夠釋放顯著量的該類型的氣溶膠或活度物質到核技術設 施的周圍環境中。這種夾帶空氣的活度因可能攜帶的例如碘或鈣同位素的很長的半衰期而 可能導致持續比較長時間的地質污染。 為了要避免這樣的情況發生，為反應堆外殼-大氣的排氣而預定的泄壓系統通常 設有過濾裝置或者約束裝置，其將防止攜帶于反應堆外殼-大氣中的夾雜空氣的活度物質 釋放到周圍環境中。借助用于排氣流的清潔系統和過濾系統，將在氣溶膠及碘成分方面，尤 其在有機碘方面，真正達到99. 5%且更高的約束率。 然而，反應堆外殼大氣壓還包含例如氙和氪這樣的放射性惰性氣體，目前還無法 在泄壓時以充分的措施來約束這些惰性氣體，并且無法根據天氣情況，尤其根據用于采取 故障應對措施的電站的地勢來接近這些惰性氣體。 因此，本專利技術的任務在于消除所述弊端并且提供一種裝置及對應的方法，借助其 能夠以簡單且成本有利的方式實現在核技術設施的反應堆外殼排氣時對這些惰性氣體可 靠地加以約束，使得將避免對周圍環境產生不期望的負面影響。 在裝置方面，該任務根據本專利技術通過權利要求1的特征來解決。 因而，用于核技術設施的泄壓和活度約束系統設置有被安全護套包圍的反應堆外 殼，用于在故障或事故發生時泄壓的泄壓管道被連接到該反應堆外殼上，其中沿泄壓流的 流動方向觀察，以下部件被串聯接合至該泄壓管道中： ?用于（優選無焰式地）將包含在泄壓流中的氫和氧轉化為水蒸汽的催化復合裝 置； ?用于從泄壓流中分離出氣溶膠（Aerosolabscheidung)的濕洗器或者作為替代 的干燥過濾器； ?具有至少兩個平行分支的管道部段，所述分支各具有一個用于延遲/約束包含 在泄壓流中的惰性氣體的吸附柱。 此外， ?在該吸附柱上連接有沖洗和反饋系統； ?借助相應的（截止）閥能夠將至少一個吸附柱從泄壓流脫離接合，以啟動沖洗操 作，在該沖洗操作過程中，借助沖洗介質將被收集在該吸附柱中的惰性氣體沖回至反應堆 外殼中； ?該沖洗和反饋系統被設計為被動系統，該系統由包含在反應堆外殼中或者泄壓 流中的衰變熱來驅動。 總之，根據本專利技術的構思基本上包括過濾式地反應堆外殼泄壓，以便分離夾雜氣 溶膠的活度以及布置在下游的、通過再循環至反應堆外殼中而延遲惰性氣體的被動過程。 其中，優選設置兩個呈成對配置的吸附柱并設置切換的可能性，以便在排氣操作的過程中 實現對這些吸附柱的反沖洗。 由此產生的優勢尤其在于，除了氣溶膠和有機碘的夾雜氣體的活度之外還對惰性 氣體加以約束。即，擁有活度的惰性氣體被循環至反應堆外殼中。換句話說：明顯的特征 在于在延遲的同時進行泄壓并且將惰性氣體再引入反應堆外殼中，在該反應堆外殼處確保 能夠可靠地使這些惰性氣體衰變。借助該方法能夠自動將例如氪85之類的長效稀有氣體 同位素從排氣流中分離出來。相反，例如為氮、氧和水蒸汽的無害氣體則在被過濾后經由排 煙道排放到周圍環境中并導致反應堆外殼的泄壓。 惰性氣體分離過程所需的工藝流程條件在吸附柱中被動地產生，并且優選借助經 由噴射栗過加熱的水蒸汽并且在充分利用濕洗器中積聚的裂變產物的衰變熱的情況下產 生。因此，該衰變熱優選被從構造為文丘里清洗器的濕洗器中導出并用于為沖回和在吸附 柱中產生負壓所提供的蒸汽產生過程。由此，文丘里容器中的儲水被冷卻并因此能夠在不 采取此類措施的情況下被更長時間地加以利用。 該裝置的其它有利的設計以及與方法相關的特性由從屬權利要求中以及從詳細 的附圖_說明中得出。 下面借助示圖更詳細地說明本專利技術的多個不同的實施方式。其中在分別以極大程 度簡化的且示意性的示圖中示出了 ： 圖1是具有安全護套且具有泄壓和活度約束系統的第一種變型的核技術設備，該 泄壓和活度約束系統基于對泄壓流進行濕洗而被用于被安全護套所包圍的內腔； 圖2是基于對泄壓流進行干燥過濾的泄壓和活度約束系統的第二種變型；以及 圖3是一種根據圖2的方案的改進，其也可被用在根據圖1的變型上。 在全部示圖中，相同的部件具有同一附圖標記。 在圖1中示意性示出的泄壓和活度約束系統2實現了當在反應堆外殼中有顯著壓 力積聚的事故或者故障情況下，對也被稱為反應堆外殼4的核技術設備6 (尤其是核電廠） 的安全包封進行過濾式泄壓。在目前的情況下，除了約束放射性氣溶膠和碘/碘化合物之 外，還特別將設計的重點放在約束放射性惰性氣體上。 為此，該泄壓和活度約束系統2具有從反應堆外殼4出來，穿過安全護套8 (也被 示作安全容器）被向外引導至外界環境中的泄壓管道10,用于處理和清潔/過濾流經該泄 壓管道的泄壓流的多個不同裝置被接入該泄壓管道中。 泄壓管道10的位于該安全護套8內的部段在流入口 12 (用于在泄壓操作時從反 應堆外殼4中流入泄壓管道10中形成泄壓流的氣體和蒸汽混合物，簡稱：排放氣體）的下 游具有已知構型的催化復合裝置14,以便將泄壓流中伴隨引導的氫與氧無焰復合成水蒸 汽。在放熱式復合反應中通常原本已經以相對較高的溫度流入流入口 12中的泄壓流變得 過熱，很大程度上超出飽和蒸汽條件。 將泄壓流第一次冷卻至可在被布置于下游的清潔和過濾裝置中進行操作的溫度 水平在安全護套8內通過此處僅示意性示出的、被布置在復合裝置14的下游的氣體冷卻器 16實現，該氣體冷卻器例如因反應堆外殼4內的自然通風（自然對流）而被再冷卻。作為 替代或補充，該氣體冷卻器16能夠在冷卻液的次級側被再冷卻，該冷卻液優選被動地借助 噴射栗或由相應的模型制成的同類在反應堆外殼內被抽吸（此處未示出）。在另一個變型 中，該再冷卻過程也可部分地或者完全在反應堆外殼4外部實現。 在穿過安全護套8的貫穿部18的下游將兩個截止閥20串聯接設在泄壓管道10 中，這些截止閥在核技術設備6正常運行時關閉，并且在當由安全護套8包圍的反應堆外殼 4內出現明顯的壓力增大的事故或故障時打開以便進行泄壓操作當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種泄壓和活度約束系統，該泄壓和活度約束系統用于尤其是核電站的核技術設備(6)，所述泄壓和活度約束系統具有被安全護套(8)包圍的反應堆外殼(4)，在所述反應堆外殼上連接有泄壓管道(10)，以便在故障或事故發生時泄壓，其中沿所述泄壓流的流動方向觀察，以下部件被串聯接設至所述泄壓管道(10)中：?催化復合裝置(14)，該催化復合裝置用于使包含在所述泄壓流中的氫與氧發生反應以產生水蒸汽；?濕洗器(24)或者作為替代的干燥過濾器(100)，用于從所述泄壓流中分離出氣溶膠；?具有至少兩個平行分支的管道部段，該至少兩個平行分支分別具有一個用于約束包含在所述泄壓流中的惰性氣體的吸附柱(44)，其中此外?沖洗和反饋系統(56)，該沖洗和反饋系統連接至所述吸附柱(44)；?借助相應的閥(46、48、84、86)能夠將至少一個所述吸附柱(44)從泄壓流脫離接合并能夠移至沖洗操作中，在所述沖洗操作過程中，借助沖洗介質將被收集在所述吸附柱(44)中的惰性氣體被沖回至所述反應堆外殼(4)中；并且其中所述沖洗和反饋系統(56)被設計為被動系統，該被動系統由包含在所述反應堆外殼(4)中或者包含在所述泄壓流中的衰變熱來驅動。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R·費爾巴哈，A·希爾，
申請(專利權)人：阿海琺有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE