阅读说明：本技术 地下核电站气载放射性过滤系统 (Underground nuclear power station airborne radioactivity filtration system ) 是由 钮新强 张涛 刘海波 潘霄 金乾 刘爽 何杰 张顺 陈卫鹏 党莹颖 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及地下核电站技术领域,公开了一种地下核电站气载放射性过滤系统,包括位于地下岩层内的安全壳、卸压洞室及地面水池,卸压洞室内设有备用管线组和过滤装置,过滤装置包括进气口、出气口及首尾分别与进气口和出气口连通的文丘里过滤器组,文丘里过滤器组包括若干个通过备用管线组内管线连通的过滤器,备用管线组上设有备用截止阀组,备用截止阀组包括若干个设置在管线上通过开闭实现过滤器串并联的截止阀,进气口通过卸压管与安全壳内连通,出气口通过卸压排出管线与地面烟囱连通,过滤装置还通过地面注入管线和地面排出管线与地面水池相连。本发明地下核电站气载放射性过滤系统,可根据事故严重程度灵活机动地设置接入的过滤器数量,容易实现在役更换,使用寿命长。(The present invention relates to underground nuclear power station technical fields, disclose a kind of underground nuclear power station airborne radioactivity filtration system, including the containment in rock stratum located underground, release cavern and ground pond, active redundancy pipeline group and filter device are equipped in release cavern, filter device includes air inlet, the venturi filter group that gas outlet and head and the tail are connected to air inlet and air outlet respectively, venturi filter group includes that several pass through the filter that active redundancy pipeline group gut line is connected to, active redundancy pipeline group is equipped with spare cut-off valve group, spare cut-off valve group includes that several are arranged on pipeline by being opened and closed the shut-off valve for realizing that filter is series-parallel, air inlet in relief tube and containment by being connected to, gas outlet is connected to by release discharge pipe with ground chimney, filter device also injects pipeline and ground discharge pipe by ground and is connected with ground pond.The number of filters of access, in-service replacement easy to accomplish, long service life can be arranged flexiblely in underground nuclear power station airborne radioactivity filtration system of the present invention according to severity of injuries.)

地下核电站气载放射性过滤系统

技术领域

本发明涉及地下核电站技术领域，具体涉及一种地下核电站气载放射性过滤系统。

背景技术

地下核电站将核岛等涉核厂房置于地下，利用地下岩体的防护、包容作用，限制潜在的放射性物质向环境释放，提高了核电站安全性，为我国核电安全发展提供了新思路。

而且地下核电站的一大优势是可以防止严重事故中气载放射性不受控地立即向外界环境释放，造成放射性污染。对此，现有技术中多使用干式的砂床过滤和湿式的文丘里过滤做成过滤系统，但这种方式缺乏灵活性，过滤容量不可调，且造成的二次放射性污染滤芯不便更换。

中国发明专利申请(公开日：2017年02月15日、公开号：CN106409370A)公开了一种具有气载放射性过滤排放功能的低中放废物处置库及方法，利用透气混凝土和过滤细沙层过气载放射性中的放射性微粒，但这种过滤会产生难以处理的放射性沙层，且过滤容量确定，不可更换。

中国发明专利申请(公开日：2014年09月24日、公开号：CN104064238A)公开了一种地下核电站气载放射性流出物非能动水洗过滤系统，利用水洗过滤气载放射性中的放射性微粒，但该方案过滤容量单一，且不能根据事故严重程度选择不同的过滤容量，一旦投入使用，即使过滤少量气载放射性物质，该系统也将整体被污染，其系统不能在役更换。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种地下核电站气载放射性过滤系统，可根据事故严重程度灵活机动地设置接入的过滤器数量，且容易实现在役更换，使用寿命长。

为实现上述目的，本发明所设计的地下核电站气载放射性过滤系统，包括位于地下岩层内的安全壳、卸压洞室及位于地面上的地面水池，所述卸压洞室内设有备用管线组和过滤装置，所述过滤装置包括进气口、出气口及首尾分别与所述进气口和出气口连通的文丘里过滤器组，所述文丘里过滤器组包括若干个通过所述备用管线组内管线连通的过滤器，所述备用管线组上设有备用截止阀组，所述备用截止阀组包括若干个设置在所述管线上通过开闭实现所述过滤器串并联的截止阀，所述进气口通过卸压管与所述安全壳内连通，所述出气口通过卸压排出管线与地面烟囱连通，所述过滤装置还通过地面注入管线和地面排出管线与所述地面水池相连。

优选地，所述卸压洞室上部设有起吊所述过滤器的控制航吊。

优选地，所述备用管线组内的管线呈网状交叉连接设置，所述管线的连接节点均通过所述截止阀隔开，所述文丘里过滤器组内的过滤器通过所述管线连通后，任意多个所述过滤器均可通过所述截止阀的开闭实现串联和并联。

优选地，所述备用管线组内的管线布置为四横排和四纵行交叉连接，所述管线四横排的连接节点之间均通过所述截止阀隔开，所述管线四纵排的上三个连接节点之间均通过所述截止阀隔开，所述文丘里过滤器组包括九个过滤器，九个所述过滤器按三横排和三纵行布置，上三横排的所述管线上在每两个连接节点之间均设有一个所述过滤器，两个连接节点之间的所述截止阀位于所述过滤器的进气端，可以实现最少一个所述过滤器、最多九个所述过滤器的灵活接入。

优选地，所述地面注入管线与所述过滤装置的连通点位于所述过滤装置的下部，所述地面排出管线与所述过滤装置的连通点位于所述过滤装置的上部，可充分利用冷却水被加热后密度减小上升的自然驱动力实现自然循环。

优选地，所述过滤装置位于所述卸压洞室底部地坑中，便于将所述地面水池的水引入所述过滤装置。

优选地，所述卸压排出管线上设有放射性监控仪，对过滤的气体进行放射性检测。

优选地，所述卸压管上设有气泵，控制所述安全壳内产生的气体。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、在卸压洞室内利用岩体的辐射屏蔽功能设置下埋式文丘里过滤器组，并通过备用截止阀组的选择性开闭，实现文丘里过滤器组中过滤器的串并联，可根据事故严重程度灵活机动地设置接入的过滤器数量，节约了资源，延长了使用寿命；

2、通过控制航吊，容易实现过滤器的在役更换，进一步延长了过滤装置的使用寿命。

附图说明

图1为本发明地下核电站气载放射性过滤系统的结构示意图；

图2为图1中过滤装置中文丘里过滤器组一种实施例的结构示意图。

图中各部件标号如下：

地下岩层1、安全壳2、卸压洞室3、地面水池4、备用管线组5、过滤装置6、卸压管7、卸压排出管线8、地面烟囱9、地面注入管线10、地面排出管线11、控制航吊12、放射性监控仪13、气泵14、备用截止阀组15、管线51、进气口61、出气口62、文丘里过滤器组63、第一截止阀101、第二截止阀102、第三截止阀103、第四截止阀104、第五截止阀105、第六截止阀106、第七截止阀107、第八截止阀108、第九截止阀109、第十截止阀110、第十一截止阀111、第十二截止阀112、第十三截止阀201、第十四截止阀202、第十五截止阀203、第十六截止阀204、第十七截止阀205、第十八截止阀206、第十九截止阀207、第二十截止阀208、第一过滤器301、第二过滤器302、第三过滤器303、第四过滤器304、第五过滤器305、第六过滤器306、第七过滤器307、第八过滤器308、第九过滤器309。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1及图2所示，本发明地下核电站气载放射性过滤系统，包括位于地下岩层1内的安全壳2、卸压洞室3及位于地面上的地面水池4，卸压洞室3内设有备用管线组5和过滤装置6，过滤装置6位于卸压洞室3底部地坑中，过滤装置6包括进气口61、出气口62及首尾分别与进气口61和出气口62连通的文丘里过滤器组63，文丘里过滤器组63包括若干个通过备用管线组5内管线51连通的过滤器，备用管线组5上设有备用截止阀组15，备用截止阀组15包括若干个设置在管线51上通过开闭实现过滤器串并联的截止阀，进气口61通过卸压管7与安全壳2内连通，卸压管7上设有气泵14，出气口62通过卸压排出管线8与地面烟囱9连通，卸压排出管线8上设有放射性监控仪13，过滤装置6还通过地面注入管线10和地面排出管线11与地面水池4相连，其中，地面注入管线10与过滤装置6的连通点位于过滤装置6的下部，地面排出管线11与过滤装置6的连通点位于过滤装置6的上部。

另外，备用管线组5内的管线51呈网状交叉连接设置，管线51的连接节点均通过截止阀隔开，文丘里过滤器组63内的过滤器通过管线51连通后，任意多个过滤器均可通过截止阀的开闭实现串联和并联。

在本实施例中，备用管线组5内的管线51布置为四横排和四纵行交叉连接，管线51四横排的连接节点之间均通过截止阀隔开，管线51四纵排的上三个连接节点之间均通过截止阀隔开，具体而言，如图2所示，依次为横向的第一截止阀101、第二截止阀102、第三截止阀103、第四截止阀104、第五截止阀105、第六截止阀106、第七截止阀107、第八截止阀108、第九截止阀109、第十截止阀110、第十一截止阀111、第十二截止阀112和纵向的第十三截止阀201、第十四截止阀202、第十五截止阀203、第十六截止阀204、第十七截止阀205、第十八截止阀206、第十九截止阀207及第二十截止阀208，文丘里过滤器组53包括九个过滤器，九个过滤器按三横排和三纵行布置，上三横排的管线上在每两个连接节点之间均设有一个过滤器，两个连接节点之间的截止阀位于过滤器的进气端，具体而言，如图2所示，依次为第一过滤器301、第二过滤器302、第三过滤器303、第四过滤器304、第五过滤器305、第六过滤器306、第七过滤器307、第八过滤器308和第九过滤器309，另外，卸压洞室3上部设有起吊过滤器的控制航吊12。

当地下发生严重事故后，只释放少量的气载放射性废物时，根据释放的气载放射性废物量计算，只需要两个过滤器即可满足过滤排放要求，如果选择第八过滤器308和第九过滤器309两个过滤器串联投入使用，此时，通过备用截止阀组15控制截止阀的开闭，串联接入第八过滤器308和第九过滤器309，即打开第十三截止阀201、第十七截止阀205、第十截止阀110、第八截止阀108、第九截止阀109，关闭其它截止阀，即实现了文丘里过滤器组63中第八过滤器308和第九过滤器309的串联接入。此时打开气泵14，安全壳2内产生的气载放射性在气泵14的作用下经过卸压管7排入过滤装置6中，在过滤装置6中，气载放射性经过进气口61、第十三截止阀201、第十七截止阀205、第十截止阀110、第八截止阀108、第八过滤器308、第九截止阀109、第九过滤器309、出气口62依次过滤，过滤后的气体经放射性监控仪13监测达标后经由卸压排出管线8由地面烟囱9排出。在过滤过程中，过滤装置6内温度因放射性过滤而升高，温度升高后，地面水池4内的冷却水经地面注入管线10从过滤装置6底部流入，经加热后在密度差推动下从过滤装置6顶部经由地面排出管线11排出至地面水池4，完成热量释放的排出功能。

同样的，当地下发生严重事故后，产生大量气载放射性废物时，根据释放的气载放射性废物量计算，需要五个过滤器才可满足过滤排放要求，此时结合文丘里过滤器组63内部过滤器的运行剩余容量，选择第一过滤器301、第二过滤器302、第七过滤器307、第八过滤器308和第九过滤器309五个过滤器投入使用，且第一过滤器301和第二过滤器302串联，第七过滤器307和第八过滤器308串联，这两组串联过滤器并联后再与第九过滤器309串联。此时，通过备用截止阀组15控制截止阀的开闭，同样能轻易的实现该目的，具体而言，打开第一截止阀101、第二截止阀102、第十五截止阀203、第十九截止阀207、第十三截止阀201、第十七截止阀205、截止阀第七107、第八截止阀108和第九截止阀109，关闭其它截止阀。此时打开气泵14，安全壳2内产生的气载放射性在气泵14的作用下经过卸压管7排入过滤装置6中，在过滤装置6中，气载放射性经过第一过滤器301、第二过滤器302、第七过滤器307、第八过滤器308和第九过滤器309过滤，过滤后的气体经放射性监控仪13监测达标后经由卸压排出管线8由地面烟囱9排出。在过滤过程中，过滤装置6内温度因放射性过滤而升高，温度升高后，地面水池4内的冷却水经地面注入管线10从过滤装置6底部流入，经加热后在密度差推动下从过滤装置6顶部经由地面排出管线11排出至地面水池4，完成热量释放的排出功能。

以上为两种不同的过滤器串并联方式，当发生事故时，根据释放的气载放射性废物量，结合文丘里过滤器组63内部过滤器的运行剩余容量，可以合理安排过滤器的使用数量及串联或并联，使各过滤器均衡消耗，在保证过滤效率和质量的同时，还能够大大增加过滤装置6的使用寿命。

另外，在严重事故后期，气载放射性过滤完毕后，根据文丘里过滤器组63内过滤器的过滤剩余容量，通过控制航吊12将过滤剩余容量低的过滤器吊出更换，实现过滤器的在役更换，进一步延长了过滤装置6的使用寿命。

本发明地下核电站气载放射性过滤系统，在卸压洞室3内利用岩体的辐射屏蔽功能设置下埋式文丘里过滤器组63，并通过备用截止阀组15的选择性开闭，实现文丘里过滤器组63中过滤器的串并联，可根据事故严重程度灵活机动地设置接入的过滤器数量，节约了资源，延长了使用寿命；同时，通过控制航吊12，容易实现过滤器的在役更换，进一步延长了过滤装置6的使用寿命。