核電站的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種核電站(1)，其包括安全容器(2)，該安全容器(2)具有用于容納可裂變的核燃料的反應(yīng)堆壓力容器(3)、氣溶膠過濾級(jí)(6，6’)和泄壓管道(8)，借助該泄壓管道(8)將在氣溶膠過濾級(jí)(6，6’)中過濾的氣體體積流通過安全容器(2)中的套管輸出到環(huán)境，其中，核電站還包括碘過濾級(jí)(7，7’)，借助該碘過濾級(jí)(7，7’)，在氣溶膠過濾級(jí)(6，6’)中已過濾的氣體體積流在輸出到環(huán)境之前可過濾，其中，碘過濾級(jí)(7，7’)也布置在安全容器(2)的內(nèi)部。為改進(jìn)開頭所述類型的核電站，按本發(fā)明規(guī)定，氣溶膠過濾級(jí)(6，6’)和碘過濾級(jí)(7，7’)這樣相互連接，使得氣體體積流在基本上相同的壓力水平上從氣溶膠過濾級(jí)(6，6’)轉(zhuǎn)移到碘過濾級(jí)(7，7’)中。
【專利說明】
核電站
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種核電站包括安全容器，該安全容器具有:用于容納可裂變的核燃料的反應(yīng)堆壓力容器、氣溶膠過濾級(jí)、泄壓管道，借助該泄壓管道使氣溶膠過濾級(jí)中過濾的氣體體積流通過安全容器中的套管輸出到環(huán)境，此外，該安全容器還包括碘過濾級(jí)，借助該碘過濾級(jí)，氣溶膠過濾級(jí)中已過濾的氣體體積流在輸出到環(huán)境之前可過濾，其中，碘過濾級(jí)布置在安全容器的內(nèi)部。
【背景技術(shù)】
[0002]在核電站工作時(shí)，由于故障情況，例如冷卻劑故障情況會(huì)出現(xiàn)，不再可能從中充分地散熱。由于缺乏冷卻會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)堆壓力容器也稱作反應(yīng)堆的過熱，導(dǎo)致由此造成的來自反應(yīng)堆的初級(jí)回路的冷卻水的蒸發(fā)以及導(dǎo)致反應(yīng)堆地基中的水泥的毀壞。由此產(chǎn)生大量的蒸汽和未冷凝的氣體，該氣體導(dǎo)致在安全容器中形成壓力，該安全容器壓力密封地包圍反應(yīng)堆和初級(jí)回路的構(gòu)件。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在高壓水反應(yīng)堆中根據(jù)結(jié)構(gòu)方式，在堆芯熔化事故時(shí)大致2至5天之后達(dá)到2.5至9bar之間的安全容器的故障壓力。然后，在安全容器的環(huán)境中(取決于自然的無其他外部措施進(jìn)行的衰變過程)僅還存在原始由堆芯熔化形成的、放射性氣溶膠的量的部分。
[0004]作為在1986年切爾諾貝利(蘇聯(lián))中發(fā)生的故障的后果，為了預(yù)防由于安全容器的突然崩潰導(dǎo)致的殘留活性不被控制的釋放并且為了進(jìn)一步減少被釋放的放射性量，德國所有的核電站都配有泄壓過濾裝置(通風(fēng)過濾器)。在日本福島2011年的反應(yīng)堆災(zāi)難之后，在日本和其他國家都開始給核電站的安全容器配備通風(fēng)過濾器。
[0005]尤其對(duì)于在堆芯熔化事故中出現(xiàn)的在安全容器內(nèi)的極端條件，氣體溫度至250°C和壓力至9bar，由當(dāng)時(shí)的卡爾斯魯厄堆芯研究中心開發(fā)了一種過濾器系統(tǒng)(所謂的干燥過濾方法)由此可以將由放射性氣溶膠和氣態(tài)的放射性的碘或其有機(jī)碘化合物造成的環(huán)境污染減少數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0006]干燥過濾方法是完全無源或被動(dòng)的系統(tǒng)，一般包括:
[0007]-氣溶膠過濾器的金屬毛氈過濾器用于擋住由空氣攜帶的放射性氣溶膠
[0008]-特別摻雜的或?qū)Ｓ门淞康姆肿雍Y-吸附劑用于化學(xué)吸附氣態(tài)的放射性碘和其有機(jī)化合物。
[0009]在堆芯熔化事故中，安全容器的壓力下的氣體-蒸汽-混合物通過因此在通過高效故障過濾器之后才導(dǎo)入到廢氣排放囪。泄壓防止安全容器由于超壓而崩潰，過濾器系統(tǒng)保護(hù)環(huán)境不會(huì)遭受空氣攜帶的放射性氣溶膠和碘化合物的破壞。
[0010]從DE2011056889B3中得知在核電站的泄壓裝置中使用一種氣溶膠-過濾器設(shè)備，該氣溶膠-過濾器設(shè)備能夠更多地輸出熱量。
[0011]DE3815850A1描述一種用于給核電站泄壓的方法，其中，首先以金屬毛氈過濾器將泄壓流去濕和氣溶膠過濾，然后通過膨脹干燥泄壓流，之后已干燥的泄壓流與分子篩直接接觸以便碘吸附過濾。由DE3815850A1已知的方法導(dǎo)致的問題是，在故障情況中存在較高的壓力以及由于水蒸汽存在較高的空氣濕度，其中，水蒸汽使通過分子篩的碘吸附過濾由于水分子在分子篩中的積聚(抑制)而不可能。已干燥的泄壓流才可以有效地導(dǎo)引通過分子篩。由于故障情況中存在的在安全容器內(nèi)部的高壓(2至9bar)，泄壓流一般通過前置于碘過濾器的節(jié)流閥(也稱為減壓閥或膨脹閥)的干燥僅在安全容器的外部進(jìn)行，其中，但體積增加了數(shù)倍。泄壓流在安全容器外部的干燥帶來的缺點(diǎn)是:
[0012]—方面泄壓流為干燥的目的體積增加數(shù)倍要求相應(yīng)地大尺寸的過濾器設(shè)備，另一方面，放射性氣溶膠和氣態(tài)的放射性碘以及含有其有機(jī)化合物泄壓流的過濾發(fā)生在安全容器的外部，也就是說在控制范圍之外。這使得需要附加的屏蔽措施來保護(hù)人員和環(huán)境不會(huì)遭受放射性，尤其是碘的放射性同位素和其有機(jī)化合物的影響。此外，由于在泄壓流和過濾器設(shè)備之間高的溫度差存在安全容器之外的過濾器設(shè)備中的冷凝風(fēng)險(xiǎn)，由此尤其是放射性的殘留冷凝物保留在位于安全容器外部的過濾器設(shè)備中。
[0013]按一種實(shí)施變型，在前述的DE3815850A1中或DE3806872A1規(guī)定，在氣溶膠過濾級(jí)旁也設(shè)有在安全容器內(nèi)部的碘過濾級(jí)，從而避免了大量的前述缺點(diǎn)。為確保足夠的分離度，在氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)之間提供節(jié)流閥用于降低壓力，也就是說膨脹，從而實(shí)現(xiàn)了足夠大的露點(diǎn)距離，以確保碘吸附機(jī)制。但還為了確保在碘過濾級(jí)和安全容器外部的環(huán)境之間存在壓力降，為泄壓強(qiáng)制需要的是，另一個(gè)節(jié)流閥在流動(dòng)方向上觀察布置在碘過濾級(jí)之后，該碘過濾級(jí)保證在碘過濾級(jí)中一定的壓力。該第二節(jié)流閥必須能與個(gè)性化存在的壓力比匹配并且需要控制單元。因此還要求，碘過濾級(jí)的殼體必須設(shè)計(jì)得極其穩(wěn)定，以經(jīng)受住故障情況中存在的、在碘過濾級(jí)的外部范圍，也就是說在安全容器內(nèi)部，和碘過濾級(jí)的內(nèi)部區(qū)域之間的壓力降。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]現(xiàn)在本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，改進(jìn)開頭所述類型的核電站，以避免前述的缺點(diǎn)。
[0015]該技術(shù)問題解決的方案是，氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)這樣相互連接，使得氣體體積流從氣溶膠過濾級(jí)到碘過濾級(jí)中的轉(zhuǎn)移在基本上相同的壓力水平上進(jìn)行。因此，“在基本上相同”的壓力水平的限定引起的原因是，由系統(tǒng)決定地會(huì)存在一定的壓力損失，例如在管道長度上的自然壓力損失。在本申請(qǐng)意義上，在氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)之間可能的壓力偏差僅小于200mbar。
[0016]按本發(fā)明省掉在碘過濾級(jí)之前的膨脹干燥，亦即在氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)之間不存在膨脹閥。出于此原因，還省掉了附加的可控的用于維持一個(gè)確定的最小壓力的節(jié)流閥，該節(jié)流閥一般在氣體體積流的流動(dòng)方向上設(shè)置在碘過濾級(jí)之后。按本發(fā)明，據(jù)此通常取消膨脹閥在整個(gè)泄壓管道中的布置。因此，碘過濾級(jí)在故障情況下在高壓范圍內(nèi)工作，亦即，在碘過濾級(jí)中存在與安全容器中的壓力大致相同的壓力。當(dāng)然，從安全容器的內(nèi)部空間經(jīng)過氣溶膠過濾級(jí)、碘過濾級(jí)、連接它的管道和泄壓管道存在一定的壓力降，該壓力降能夠使氣體體積流排出到環(huán)境。在泄壓流輸出到環(huán)境之前，它可以從泄壓管道例如導(dǎo)入到煙道或首先通入廢氣排放通道，它又通入煙道。但泄壓管道備選地也可以直接地通入環(huán)境。
[0017]以碘過濾級(jí)按本發(fā)明在高壓范圍內(nèi)使用的事實(shí)，不顧專業(yè)領(lǐng)域長期存在的偏見，即碘過濾級(jí)中使用的吸附劑僅在具有露點(diǎn)距離即待過濾的氣體體積流通過膨脹被干燥時(shí)可靠地作用。與之相關(guān)還適用的規(guī)則是，分離度在露點(diǎn)距離也增大時(shí)變大。但在本
【申請(qǐng)人】的實(shí)驗(yàn)裝置的范圍內(nèi)，巧合的發(fā)現(xiàn)，即使在露點(diǎn)距離為約OK時(shí)，也可在現(xiàn)今使用的吸附劑中實(shí)現(xiàn)足夠大的分離度。而現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，吸附劑即使在較高的空氣濕度中或在露點(diǎn)條件(它冷凝)下，工作完全正常，從而才可以完全省掉在氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)之間的泄壓流的膨脹。
[0018]由于取消了在碘過濾級(jí)之前的膨脹閥(在待過濾的氣體體積流的流動(dòng)方向上觀察)得到下列的優(yōu)點(diǎn)。與氣溶膠過濾級(jí)相似地在現(xiàn)行的不超過1bar的超壓下使用碘過濾級(jí)，由此可得出，相比傳統(tǒng)使用的碘過濾級(jí)輸送與壓力幾乎成正比更小的氣體體積流。由于明顯更低的待過濾的氣體體積流現(xiàn)在可以明顯更小地構(gòu)造碘過濾級(jí)，這尤其在安全容器內(nèi)部狹窄的條件中變得重要。因此也實(shí)現(xiàn)了在可能的安裝位置方面的靈活性以及在碘過濾級(jí)設(shè)計(jì)時(shí)明顯更好的手動(dòng)可操作性。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，總是存在足夠的壓力降，這必須為通風(fēng)的無源系統(tǒng)保證而存在。
[0019]也在輸送氣體體積流的管道方面，更少的氣體體積流是有利的，因?yàn)樗梢跃哂邢鄳?yīng)更小的管直徑。這又意味著在管道鋪設(shè)方面獲得的自由度，因?yàn)樗枰黠@更小的空間。通過取消在碘過濾級(jí)之前的膨脹干燥也保證，即使管道不超過幾百米和由此引起的壓力損失，在泄壓管道中也總是保持足以導(dǎo)出氣體體積流的壓力降。因此，它是絕對(duì)無源或被動(dòng)的過濾器系統(tǒng)并且不需要輔助能。
[0020]由于在氣溶膠過濾級(jí)中和在碘過濾級(jí)中均具有與在安全容器中相同的壓力的事實(shí)，過濾器殼體可以在其強(qiáng)度方面按照簡單的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造。
[0021]在氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)之間的連接的變型可以存在于管道中，該管道從氣溶膠過濾級(jí)導(dǎo)引至碘過濾級(jí)。在此，管道正好不具有用于限制氣體體積流的裝置，例如膨脹閥。
[0022]對(duì)于氣溶膠和碘過濾級(jí)的化合物的另一個(gè)備選按本發(fā)明的一種實(shí)施形式在于，氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)布置在相同的過濾器殼體的內(nèi)部，使得形成組合的氣溶膠-碘-過濾器單元。因此，兩個(gè)過濾級(jí)可以聯(lián)合成一個(gè)緊湊的單元。由此不需要，將氣溶膠過濾級(jí)通過相應(yīng)密封的且耐抗的管道與分離構(gòu)造的碘過濾級(jí)連接。當(dāng)然，可以將安全容器中的空間條件限制為，使得選擇兩個(gè)過濾級(jí)的分離的設(shè)計(jì)方案。
[0023]就組合氣溶膠-碘-過濾器單元的緊湊的結(jié)構(gòu)方式以及連續(xù)的且均勻的流通而言還有利的是，氣溶膠過濾級(jí)的出口橫截面相當(dāng)于碘過濾級(jí)的入口橫截面。
[0024]由于對(duì)碘過濾級(jí)更少的位置需求，對(duì)于氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)布置在相同的過濾器殼體內(nèi)部從而存在組合的氣溶膠-碘-過濾器單元的情況，在流動(dòng)方向上延伸的、組合的氣溶膠-碘-過濾器單元的深度為1400_到2000_之間，垂直于流動(dòng)方向(和大多數(shù)大致垂直)延伸的、組合的氣溶膠-碘-過濾器單元的高度為2500mm到2900mm之間。這種組合的氣溶膠-碘-過濾級(jí)具有緊湊性并且尤其在核電站緊湊的空間條件中可良好地且靈活地安裝。在過濾器寬度為約1.50m，高度為約3.70m或更大的時(shí)，僅在安全容器(Containments)的外部已知的、傳統(tǒng)的組合的氣溶膠-碘-過濾級(jí)在流動(dòng)方向上延伸的深度為9m。
[0025]按本發(fā)明的核電站的特別有利的結(jié)構(gòu)方案規(guī)定，碘過濾級(jí)化學(xué)地吸附碘和/或尤其是具有碘甲烷(1dmethan)的至少一個(gè)有機(jī)碘化合物，其中，可吸附的碘和/或至少一個(gè)有機(jī)碘化合物可以是放射性的。
[0026]在此還有利的是，碘過濾級(jí)作為吸附劑包含沸石材料，其中，沸石材料是優(yōu)選疏水的。作為疏水的沸石材料可以使用有機(jī)的結(jié)晶網(wǎng)硅酸鹽，該結(jié)晶網(wǎng)硅酸鹽具有由S14(和AlO4)四面體構(gòu)成的三維的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。沸石的特點(diǎn)是其開口的結(jié)構(gòu)，其中，由S14(和AlO4)構(gòu)成的晶格包圍大的空腔，該空腔通過統(tǒng)一準(zhǔn)確定義的直徑的通道(孔)相互連接。
[0027]沸石材料可以摻雜以銀，使得待與分離的碘被沸石結(jié)構(gòu)中鍵合的銀化學(xué)地吸附(化學(xué)吸著)。為防止通過含H2的介質(zhì)可能的催化反應(yīng)，進(jìn)一步優(yōu)選構(gòu)造的沸石材料具有相應(yīng)的化學(xué)特性(抗化劑)。前述的沸石材料具有極端的疏水特性和耐熱性，使得通過該沸石材料可以很好地在蒸汽飽和的環(huán)境中使用(如它可以在安全容器中存在)。
[0028]針對(duì)翻新現(xiàn)有的核電站由于已現(xiàn)有的、一般并且有意具有僅小的尺寸的閘門特別有利的是，氣溶膠過濾級(jí)、碘過濾級(jí)和/或組合的氣溶膠-碘-過濾器單元由至少兩個(gè)可流體密封地相互連接的模塊組成。在此最適宜的是，單獨(dú)的過濾器以圍繞它的部分殼體在至少一側(cè)上設(shè)有環(huán)繞的法蘭，借助環(huán)繞的法蘭對(duì)接的部分殼體相互連接。理所當(dāng)然的是，尤其是在它包括多個(gè)串聯(lián)的過濾器時(shí)，過濾級(jí)或過濾器單元也可以由三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或多個(gè)模塊組成。
[0029]與過濾級(jí)的分離的或組合的構(gòu)造無關(guān)已證明非常有利的是，氣溶膠過濾級(jí)的流出面到碘過濾級(jí)的流入面的距離小于260mm，優(yōu)選小于250mm，進(jìn)一步優(yōu)選小于240mm。該優(yōu)點(diǎn)尤其在于，在氣溶膠過濾級(jí)中積累的熱量加熱并且在此干燥相鄰的碘過濾級(jí)。由此，積極地影響碘過濾級(jí)的分離度。與之相應(yīng)地可以省掉可能提供的用于碘過濾級(jí)的加熱裝置，這在無源的并因此容易受到干擾的系統(tǒng)中正是期望的。
[0030]如已提及那樣，碘過濾級(jí)的尺寸由于按本發(fā)明的碘過濾級(jí)的布置大幅度地減小。甚至可以設(shè)置碘過濾級(jí)，其中，吸附劑的床深度小于80_，優(yōu)選小于60_，進(jìn)一步優(yōu)選小于50mmo
[0031]此外本發(fā)明還涉及一種用于給發(fā)電站的安全容器泄壓的方法，其中，氣體體積流首先導(dǎo)引通過氣溶膠過濾級(jí)，然后導(dǎo)引通過碘過濾級(jí)，之后然后已過濾的氣體體積流通過泄壓管道輸出到環(huán)境，其中，氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)都位于包含反應(yīng)堆壓力容器的安全容器的內(nèi)部。按本發(fā)明，氣體體積流在氣體體積流保持大致相等的情況下從氣溶膠過濾級(jí)轉(zhuǎn)移到碘過濾級(jí)中，從而獲得在發(fā)電站方面的之前描述的優(yōu)點(diǎn)。
[0032]按方法的有利的結(jié)構(gòu)方案規(guī)定，氣體體積流從氣溶膠過濾級(jí)直接地引入碘過濾級(jí)，從而碘過濾級(jí)連續(xù)地通過形成于氣溶膠過濾級(jí)中的熱量干燥。如已在前面所提到那樣，吸附劑的分離度由此提高。概念“直接地”應(yīng)當(dāng)在本權(quán)利要求的范圍內(nèi)理解為，密封地依次流過氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)，亦即，可能位于其間的管道設(shè)計(jì)得非常短。優(yōu)選規(guī)定，氣溶膠過濾級(jí)的出口橫截面和碘過濾級(jí)的入口橫截面布置在共同的殼體的內(nèi)部并且可以省掉管道的中間連接。氣溶膠過濾級(jí)和碘過濾級(jí)之間的距離應(yīng)當(dāng)優(yōu)選在240mm和260mm之間，以保持最佳的熱量傳遞。
【附圖說明】
[0033]下列根據(jù)按本發(fā)明的核電站的實(shí)施例并且參照附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。附圖中:
[0034]圖1:是按本發(fā)明的核電站的示意圖，
[0035]圖2:是圖1中的氣溶膠過濾級(jí)的視圖，
[0036]圖3:是通過圖2的氣溶膠過濾級(jí)的水平剖面，
[0037]圖4:是圖1的碘過濾級(jí)的視圖，
[0038]圖5:是通過圖4的碘過濾級(jí)的水平剖面，
[0039]圖6:是通過具有集成的碘過濾級(jí)的備選的按本發(fā)明的氣溶膠過濾級(jí)的水平剖面以及
[0040]圖7:是圖6的氣溶膠過濾級(jí)的垂直剖面。
【具體實(shí)施方式】
[0041]圖1是按本發(fā)明的核電站I的示意圖，該核電站I包括安全容器2，在安全容器2中安設(shè)反應(yīng)堆壓力容器3用于容納圖中未示出的可裂變的核燃料。針對(duì)可能的故障情況，其中，在安全容器2中形成壓力使得需要泄壓，為了過濾從核電站I中流出的氣體體積流(箭頭4)，在安全容器2中設(shè)有相互串聯(lián)的氣溶膠預(yù)過濾級(jí)5、氣溶膠過濾級(jí)6以及碘過濾級(jí)7。三個(gè)前述的過濾級(jí)5，6，7可以在空間上相互分離地安裝并且通過相應(yīng)的未在圖中所示出的管道相互連接或聯(lián)合成一個(gè)緊湊的過濾器單元。三個(gè)過濾級(jí)5，6，7的僅兩個(gè)也可以聯(lián)合成一個(gè)單元。
[0042]從碘過濾級(jí)7出發(fā)，泄壓管道8導(dǎo)引通過安全容器2中的套管9以及核電站I的附加裝置10進(jìn)入煙道11，通過煙道11將已過濾的以箭頭12表示的泄壓流輸出到環(huán)境。因此，泄壓管道8從核電站的整個(gè)安全區(qū)域中導(dǎo)引出并且在煙道11中終止。備選地可以在泄壓管道8和煙道11之間的過渡處附加地設(shè)置廢氣排放通道，從而泄壓流從泄壓管道中經(jīng)過廢氣排放通道導(dǎo)引到煙道中。此外，備選地可以省去煙道11和廢氣排放通道，從而泄壓管道在戶外終止。
[0043]在圖2中是按本發(fā)明的核電站I的氣溶膠過濾級(jí)6的可行的實(shí)施例的視圖，其中，氣溶膠過濾級(jí)6構(gòu)造為與碘過濾級(jí)7分離的單元。氣溶膠過濾級(jí)6具有幾乎長方形的、橫截面為矩形的殼體14，其中，殼體14借助六個(gè)支座15立在地基16上。氣溶膠過濾級(jí)6具有鏡像對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，從而待過濾的(在該圖中以箭頭17示意的)氣體體積流分別從兩個(gè)對(duì)置側(cè)和分別從上方和從下方進(jìn)入到氣溶膠過濾級(jí)6中并且它通過位于氣溶膠過濾級(jí)6的中軸線18上的、殼體14的上側(cè)上的出口 19排出，其中，從氣溶膠過濾級(jí)6中流出的體積流以另一個(gè)箭頭20不意。
[0044]在示出圖2的氣溶膠過濾級(jí)6的水平剖面的圖3中可見，在殼體14的內(nèi)部平行地并且相互間隔地設(shè)置十個(gè)過濾器體21a，21b，21c，21d，21e，21f，21g，21h，22a，22b，它們分別環(huán)繞地密封地支承在殼體14的同樣環(huán)繞安裝的支架23上并因此分別封閉殼體14的橫截面。過濾器體21，22精確地支承在支架23上可以以傳統(tǒng)的且已知的方式進(jìn)行，因此此處未進(jìn)一步對(duì)此討論。過濾器體21，22的橫截面為鐮刀形狀，從而它們沿支架23具有小的厚度，而它們?cè)谥行臉?gòu)造得更厚。
[0045]在殼體14的中心，亦即在第五和第六過濾器體22a，22b之間具有凈氣體收集器24，該凈氣體收集器24大致在殼體14的寬度B約400mm，高度H為約2700至約2900mm上延伸并且在上側(cè)設(shè)有出口 19。
[0046]氣溶膠過濾級(jí)6的兩個(gè)入口橫截面分別配設(shè)前室25，待過濾的氣體體積流(以進(jìn)入附圖平面的箭頭17所示)在兩側(cè)既可從上方也可從下方進(jìn)入該前室25。以這種方式避免在安全容器2的內(nèi)部空間中的可能的明火進(jìn)入氣溶膠過濾級(jí)6。在前室25上在流動(dòng)方向上觀察地鄰接殼體14的高度上延伸的、C-型材形式的導(dǎo)引元件26，待過濾的體積流可以從C-型材中僅在其開口的上側(cè)和下側(cè)以及在C-型材和殼體14之間的縫隙處進(jìn)入到過濾器體21，22中。
[0047]因此，氣體體積流從安全容器2中首先流入前室25，然后通過開口進(jìn)入導(dǎo)引元件26，最后通過過濾器體21，22進(jìn)入凈氣體收集器24。
[0048]由于氣溶膠過濾級(jí)6鏡像對(duì)稱地構(gòu)造的現(xiàn)實(shí)，待過濾的氣體體積流(箭頭17)經(jīng)過五個(gè)過濾器體21a，21b，21c，21d，22a或22b，21e，21f，21g，21h，之后他進(jìn)入到凈氣體收集器24中。在流動(dòng)方向上觀察的四個(gè)第一過濾器體21設(shè)計(jì)成預(yù)過濾器，而面朝凈氣體收集器24的過濾器體22分別用作主過濾器。
[0049]在體積流的流動(dòng)方向上觀察，在每個(gè)過濾器體21，22之前具有一排橫截面為圓形的管體27，該管體27垂直延伸并且在上和下側(cè)面28上把殼體14捅穿，從而管體27的內(nèi)部空間與環(huán)境空氣接觸。在氣溶膠過濾級(jí)6工作中，通過氣溶膠過濾級(jí)6中存在的熱量同樣加熱管體27中的環(huán)境空氣，由此產(chǎn)生自然的、用于冷卻氣溶膠過濾級(jí)6的對(duì)流。
[0050]在圖4中，示出按本發(fā)明的圖1的核電站I的碘過濾級(jí)7，該碘過濾級(jí)7與圖2的氣溶膠過濾級(jí)6相似具有長方形的殼體28并且借助四個(gè)支座29固定在地基30上。在殼體28的上側(cè)設(shè)置三個(gè)連接管31，待過濾的體積流通過三個(gè)連接管31進(jìn)入碘過濾級(jí)7。由于碘過濾級(jí)7設(shè)計(jì)成單獨(dú)的單元的事實(shí)，從氣溶膠過濾級(jí)6中獲得的體積流通過相應(yīng)的、在該圖中未示出且連接到碘過濾級(jí)7的連接管31上的管道導(dǎo)入最后提到的碘過濾級(jí)7中。已過濾的體積流通過兩個(gè)矩形的出口開口 32離開碘過濾級(jí)7，在該出口開口 32，上又連接未在該附圖中所示的泄壓管道。
[0051]碘過濾級(jí)7在該實(shí)施例中包括四個(gè)床33，該四個(gè)床33以散料形式的碘吸附材料填充，其中，床33分別通過位于床33的上側(cè)的進(jìn)料開口 34進(jìn)行填充，該進(jìn)料開口 34在碘過濾級(jí)7的整個(gè)寬度BI上延伸。進(jìn)料開口 34具有環(huán)繞的凸緣，覆蓋板35借助相應(yīng)的螺絲36密封地安裝在凸緣上。
[0052]從示出通過圖4的碘過濾級(jí)7的水平剖面的圖5中可見，用于碘吸附材料的床33由板件組成，其中，垂直于主穿流方向(箭頭39)延伸的側(cè)板件37構(gòu)造為孔板，從而以箭頭38示意的待過濾的氣體體積流可以經(jīng)過碘吸附材料。孔板的孔圖在此與碘吸附材料的篩線匹配，從而最小的顆粒不會(huì)從側(cè)板件37的孔中穿過。按此處所示的、碘過濾級(jí)的實(shí)施形式在可穿流的面積為大致2m2時(shí)床深度T為40_。但也可以實(shí)現(xiàn)另外的尺寸。
[0053]可見，在其進(jìn)入碘過濾級(jí)7之前具有相應(yīng)于箭頭38的取向的、待過濾的氣體體積流在其通過連接管31進(jìn)入碘過濾級(jí)之后首先偏轉(zhuǎn)大致90°，以便經(jīng)過碘過濾器材料，然后再次偏轉(zhuǎn)大致90°，以便通過出口開口 32離開碘過濾級(jí)7。雖然，氣體體積流的用箭頭39表示的通過碘過濾級(jí)的主穿流方向垂直于其引入的流動(dòng)方向(箭頭38)，但形成的氣體體積流的實(shí)際走向按線40呈S-形地延伸。
[0054]類似于圖2的氣溶膠過濾級(jí)6，碘過濾級(jí)7也具有用于在工作中冷卻碘過濾級(jí)7的管體27。管體27分別在穿流方向(線40)上觀察布置在床之前并且在寬度BI上分散地布置。
[0055]在圖6中，示出通過組合氣溶膠-碘-過濾器單元41的水平剖面，其中，在氣溶膠過濾級(jí)6’和凈氣體收集器24之間設(shè)置碘過濾級(jí)7’。雖然，在圖6中僅示出具有僅五個(gè)過濾器體21，22的氣溶膠過濾級(jí)6’，在氣溶膠過濾級(jí)6’上鄰接碘過濾級(jí)7’和凈氣體收集器24，但同樣可考慮，在凈氣體收集器24的另一側(cè)上同樣設(shè)有碘過濾級(jí)和氣溶膠過濾級(jí)，從而類似于按圖3的氣溶膠過濾級(jí)6獲得鏡像對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，該鏡像對(duì)稱的結(jié)構(gòu)包括十個(gè)過濾器體、兩個(gè)碘過濾級(jí)和凈氣體收集器。但當(dāng)然可行的是，與對(duì)于核電站I的個(gè)性化要求有關(guān)地旋轉(zhuǎn)其他數(shù)量的過濾器體或碘過濾級(jí)。氣溶膠過濾級(jí)6’的基本結(jié)構(gòu)與按圖3的氣溶膠過濾級(jí)6的具有前室25、管體27和過濾級(jí)21，22的結(jié)構(gòu)一致。也在按圖6的氣溶膠過濾級(jí)6’的主過濾器22和碘過濾級(jí)V之間設(shè)有用于冷卻的一排管體27。
[0056]氣溶膠過濾級(jí)6’的殼體14’在面朝碘過濾級(jí)7’的側(cè)面上并且在兩個(gè)長邊上具有彎折部42，在該彎折部42上分別安裝U-形的彎折的板件43，在該板件上又固定碘過濾級(jí)7’，該碘過濾級(jí)7’總體上由兩個(gè)安裝在板件43上的孔板44和位于其間的由碘吸附材料構(gòu)成的散料45組成。連接裝置分部氣體密封地設(shè)計(jì)，使得待過濾的氣體體積流或已過濾的氣體體積流只可以進(jìn)入凈氣體收集器24并因此可控地通過連接在凈氣體收集器24上的泄壓管道8離開核電站I。組合氣溶膠-碘-過濾器單元41具有共同的過濾器殼體50，從而可以將該共同的過濾器殼體50作為單元輸送并且安裝。但此外可見，氣溶膠-碘-過濾器單元41由八個(gè)模塊47，48組成，其中除了邊緣模塊48外所有的模塊47在兩側(cè)設(shè)有環(huán)繞的法蘭49。邊緣模塊48僅在面朝模塊47的一側(cè)上也設(shè)有環(huán)繞的法蘭49。由于模塊化的結(jié)構(gòu)，所示的組合氣溶膠-碘-過濾器單元41尤其適合用于翻新核電站，因?yàn)槟K47，48具有小的尺寸并因此可以通過在核電站中現(xiàn)有的閘門而帶入安全容器中。
[0057]氣體體積流從主過濾器22中流出的流出面51在圖6中總體上相應(yīng)于流入碘過濾級(jí)7’的流入面52。
[0058]在組合的氣溶膠-碘-過濾器單元41的圖7所示的垂直剖面中可見，碘過濾級(jí)7’在其上側(cè)突出于氣溶膠過濾級(jí)6’，其中，碘過濾級(jí)7’在上側(cè)具有帶有環(huán)繞凸緣的進(jìn)料開口34’，通過該進(jìn)料開口 34’填充床33’。在填充床33之后，進(jìn)料開口 34’通過覆蓋板35’密封地封閉。
[0059]此外，在圖7中可見在凈氣體收集器24上的連接管46，在該連接管46上連接未示出的泄壓管道8。在圖6和7中所示的組合氣溶膠-碘-過濾器單元的長度I為大致1500mm,高度h為大致2700mm，寬度b為大致1500mm。流入碘過濾級(jí)中的流入面52的高度大于氣體體積流流出主過濾器22的流出面51。在流出面51和流入面52之間的距離a在圖7中為大致250mmo
[0060]附圖標(biāo)記列表
[0061]I核電站
[0062]2安全容器
[0063]3反應(yīng)堆容器
[0064]4箭頭(待過濾的氣體體積流)
[0065]5氣溶膠預(yù)過濾級(jí)
[0066]6，6’氣溶膠過濾級(jí)
[0067]7，7’碘過濾級(jí)
[0068]8泄壓管道
[0069]9套管
[0070]10附加裝置
[0071]11煙道
[0072]12箭頭
[0073]14，14，殼體
[0074]15支座
[0075]16地基
[0076]17箭頭
[0077]18中軸線
[0078]19出口
[0079]20箭頭
[0080]21過濾器體
[0081]22過濾器體
[0082]23支架
[0083]24凈氣體收集器
[0084]25前室
[0085]26導(dǎo)引元件
[0086]27管體
[0087]28，28’ 殼體
[0088]29支座
[0089]30地基
[0090]31連接管
[0091]32出口開口
[0092]33，33’ 床
[0093]34，34’ 進(jìn)料開口
[0094]35，35’ 覆蓋板
[0095]36螺絲
[0096]37側(cè)板件
[0097]38箭頭
[0098]39箭頭
[0099]40線
[0100]41氣溶膠-碘-過濾器單元
[0101]42彎折部
[0102]43板件
[0103]44孔板件
[0104]45散料
[0105]46連接管
[0106]47 模塊
[0107]48邊緣模塊
[0108]49 法蘭
[0109]50共同的過濾器殼體
[0110]51流出面
[0111]52流入面
[0112]B寬度
[0113]H高度
[0114]BI寬度碘過濾級(jí)
[0115]T床深度
[0116]I長度
[0117]h高度
[0118]b寬度
[0119]a距離。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種核電站(I)，包括 -安全容器(2)，其具有: -用于容納可裂變的核燃料的反應(yīng)堆壓力容器(3) -氣溶膠過濾級(jí)(6，6，) -泄壓管道(8)，借助所述泄壓管道(8)使所述氣溶膠過濾級(jí)(6，6’ )中過濾的氣體體積流通過安全容器(2)中的套管輸出到環(huán)境， -以及碘過濾級(jí)(7，7’)，借助所述碘過濾級(jí)(7，7’)使氣溶膠過濾級(jí)出，6’)中已過濾的氣體體積流在輸出到環(huán)境之前可過濾，其中，碘過濾級(jí)(7，7’ )布置在所述安全容器(2)的內(nèi)部， 其特征在于，所述氣溶膠過濾級(jí)(6，6’ )和所述碘過濾級(jí)(7，7’ )這樣相互連接，使得氣體體積流從氣溶膠過濾級(jí)(6，6’ )到碘過濾級(jí)(7，7’ )中的轉(zhuǎn)移在基本上相同的壓力水平上進(jìn)行。2.按權(quán)利要求1所述的核電站，其特征在于，所述氣溶膠過濾級(jí)(6)和所述碘過濾級(jí)(7)通過管道相互連接。3.按權(quán)利要求1所述的核電站，其特征在于，所述氣溶膠過濾級(jí)(6’)和所述碘過濾級(jí)(7’ )布置在相同的過濾器殼體(50)的內(nèi)部，從而形成組合的氣溶膠-碘-過濾器單元(41)。4.按權(quán)利要求3所述的核電站，其特征在于，所述氣溶膠過濾級(jí)出’)的出口橫截面相當(dāng)于所述碘過濾級(jí)(7’ )的入口橫截面。5.按權(quán)利要求3或4所述的核電站，其特征在于，組合的氣溶膠-碘-過濾器單元(41)的在流動(dòng)方向上延伸的深度(t)在1400mm到2000mm之間，組合的氣溶膠-碘-過濾器單元(41)的垂直于流動(dòng)方向延伸的高度(h)在2500mm到2900mm之間。6.按權(quán)利要求1至5之一所述的核電站，其特征在于，所述碘過濾級(jí)(7，7’)化學(xué)吸附碘和/或尤其是具有碘甲烷的至少一個(gè)有機(jī)碘化合物，其中，可吸附的碘和/或至少一個(gè)有機(jī)碘化合物是放射性的。7.按權(quán)利要求6所述的核電站，其特征在于，所述碘過濾級(jí)(7，7’)作為吸附劑含有沸石材料，其中，沸石材料是疏水的。8.按權(quán)利要求1至7之一所述的核電站，其特征在于，所述氣溶膠過濾級(jí)出，6’)、碘過濾級(jí)(7，7’)和/或組合氣溶膠-碘-過濾器單元(41)由至少兩個(gè)流體密封地相互連接的模塊(47，48)組成。9.按權(quán)利要求1至8之一所述的核電站，其特征在于，所述氣溶膠過濾級(jí)出’)的流出面(51)到所述碘過濾級(jí)(7’)的流入面(52)的距離(a)小于260_，優(yōu)選小于250_，進(jìn)一步優(yōu)選小于240mm。10.按權(quán)利要求1至9之一所述的核電站，其特征在于，所述吸附劑的床深度(t)小于80mm，優(yōu)選小于60mm，進(jìn)一步優(yōu)選小于50mm。11.一種用于給核電站(I)的安全容器(2)泄壓的方法，其中，氣體體積流首先導(dǎo)引通過氣溶膠過濾級(jí)(6，6’)，然后導(dǎo)引通過碘過濾級(jí)(7，7’)，之后然后已過濾的氣體體積流通過泄壓管道(8)輸出到環(huán)境，其中，氣溶膠過濾級(jí)(6，6’ )和碘過濾級(jí)(7，7’ )均位于包含反應(yīng)堆壓力容器(3)的安全容器(2)的內(nèi)部，其特征在于，所述氣體體積流在氣體體積流保持大致相等的情況下從所述氣溶膠過濾級(jí)(6，6’ )轉(zhuǎn)移到所述碘過濾級(jí)(7，7’ )中。12.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述氣體體積流從所述氣溶膠過濾級(jí)(6，6’)直接地導(dǎo)入所述碘過濾級(jí)(7，7’)中，從而所述碘過濾級(jí)(7，7’)連續(xù)地被存在于氣溶膠過濾級(jí)(6，6’)中的熱量干燥。
【文檔編號(hào)】G21C13/10GK106033687SQ201510104617
【公開日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月10日
【發(fā)明人】C.埃爾卡巴利, H.費(fèi)爾瑟, P.豪施, C.施溫海姆
【申請(qǐng)人】卡夫里昂德國有限責(zé)任公司