Способ сброса давления атомной электростанции, система сброса давления для атомной электростанции, а также соответствующая атомная электростанция

Способ сброса давления атомной электростанции, система сброса давления для атомной электростанции, а также соответствующая атомная электростанция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу сброса давления атомной электростанции, содержащей защитную оболочку для вмещения носителей радиоактивности и выпуск для сбросного потока, при этом сбросный поток направляется с помощью сбросного трубопровода, снабженного фильтрационной системой, из защитной оболочки в атмосферу, при этом фильтрационная система содержит фильтрационную камеру с впуском фильтрационной камеры, выпуском фильтрационной камеры и сорбционным фильтром, расположенным между ними, и при этом сбросный поток

- сначала направляется на участок высокого давления,

- затем за счет расширения подвергается уменьшению давления в дроссельном приспособлении,

- затем по меньшей мере частично направляется через фильтрационную камеру с сорбционным фильтром и

- наконец, выпускается в атмосферу.

Кроме того, изобретение относится к соответствующей системе сброса давления для атомной электростанции, содержащей защитную оболочку для вмещения носителей радиоактивности и выпуск для сбросного потока, при этом с выпуском соединен сбросный трубопровод, снабженный фильтрационной системой, при этом фильтрационная система содержит фильтрационную камеру с впуском фильтрационной камеры, выпуском фильтрационной камеры и сорбционным фильтром, расположенным между ними и при этом

- сбросный трубопровод содержит участок высокого давления,

- на конце участка высокого давления к сбросному трубопроводу подсоединено дроссельное приспособление,

- сбросный трубопровод по потоку ниже дроссельного приспособления входит во впуск фильтрационной камеры и

- выпуск фильтрационной камеры соединен с выходным отверстием, ведущим в атмосферу.

Изобретение относится также к атомной электростанции, содержащей такую систему сброса давления.

Для удерживания радиоактивных газов или паров, возникающих при аварийных состояниях, в частности в маловероятном случае расплавления активной зоны, атомные электростанции обычно окружены сравнительно массивной, герметично закрытой относительно атмосферы защитной оболочкой из бетона, железобетона или стали, которая называется также противоаварийной оболочкой реактора. Обычно такие защитные оболочки предназначены для выдерживания также высоких внутренних давлений, которые могут возникать, например, при взрыве гремучего газа или при массивном выходе пара охлаждающего средства из контура циркуляции охлаждающего средства.

Однако исследования параметров защитных оболочек при значительно повышенных аварийных давлениях показали, что в неблагоприятной ситуации в результате возникновения мест утечки возможно существенное выделение в окружающую среду сравнительно сильно зараженной атмосферы. Для минимизации таких нефильтруемых утечек весьма предпочтительно, когда можно осуществлять максимальный сброс давления вплоть до небольшого избыточного давления или даже до давления окружающей среды. Это имеет чрезвычайно важное значение, в частности, для защитных оболочек, таких как, например, бетонные защитные оболочки, в конструкции которых во время таких фаз избыточного давления вероятно образование трещин, или в чувствительных зонах уплотнения, таких как шлюзы и подобное.

Поэтому в многочисленных атомных электростанциях уже установлены различные системы для ограничения избыточного давления и (фильтрованного) сброса давления защитной оболочки в аварийной ситуации. Эти приспособления обеспечивают возможность удерживания аэрозолей и частично также элементарного йода. Эффективное удерживание органического йода из этого сбросного потока в пассивном режиме без подвода внешней энергии до настоящего времени является невозможным. Однако последние результаты исследования причин возникновения аварий показывают, что во время таких происшествий, в частности, испускаемая доля органического йода может существенно увеличивать дозу облучения населения и тем самым является фактором риска. Под органическим йодом в рамках данной заявки понимается, в частности, йод в виде органических соединений с небольшим количеством атомов углерода, такие как метилйодид и так далее.

Например, в упомянутом выше способе согласно международной заявке WO 90/16071 и в соответствующем аппаратном устройстве находящийся под сравнительно высоким давлением сбросный поток, выходящий по сбросному трубопроводу из защитной оболочки, после снятия давления и сушки расширением направляется с помощью дроссельного клапана, обозначаемого также дросселем, через фильтрационную камеру с сорбционным фильтром. Такие сорбционные фильтры обозначаются также молекулярными ситами и за счет сорбции сравнительно хорошо удерживают элементарный йод в сбросном потоке, если условия эксплуатации выбраны так, что в молекулярном сите не происходит конденсации сбросного потока. При работе во влажных условиях может происходить разрушение или необратимое закупоривание чувствительных поверхностей фильтра.

Для предотвращения этого согласно WO 90/16071 достаточно высокая рабочая температура йодосорбционного фильтра, в частности, содержащего слой нитрата серебра, обеспечивается за счет того, что сравнительно теплый сбросный поток направляется в участок высокого давления сбросного трубопровода, то есть по потоку выше дросселя, в обход фильтрационной камеры (или же через нагревательные трубы через отдельные элементы фильтра) и при этом нагревается за счет переноса тепла. Устройство можно комбинировать с предвключенными грубыми и тонкими фильтрами, ситом из металлического волокна для удаления влаги из газа и дополнительно со свободно выдувающим скруббером Вентури. Достигаемая удаленность от точки росы сбросного потока на участке низкого давления задается по существу (теоретической) температурой дросселя и составляет в данном случае за счет конструкции лишь 5°С. Удерживание органического йода, как уже указывалось выше, в соответствии с последними исследованиями является неудовлетворительным, во всяком случае при приемлемом с экономической точки зрения режиме эксплуатации, в котором не используется сторонняя энергия.

Кроме того, особенно в фазах отключения (без прохождения потока) за счет радиоактивного распада возникают значительные количества остаточного тепла. Это может приводить к релевантному нагреванию молекулярного сита, при этом уже при рабочей температуре, составляющей примерно 210°С, может происходить разрушение микрокристаллов за счет плавления покрытия из нитрата серебра, и таким образом уменьшается эффективность фильтрации и происходит выделение радиоактивности.

Процесс сброса давления в защитной оболочке посредством фильтрованного выпуска газа, находящегося под избыточным давлением, или пара в атмосферу называется также вентиляцией. В соответствии с этим сбросный поток также называется потоком вентиляционного газа или подобным.

По конструкции и возможным выбросам радиоактивности работающие в настоящее время установки значительно отличаются от новых реакторов третьего поколения (GEN3), поскольку в последних уже в конструкции учтено расплавление активной зоны. Уже модернизированные устройства, такие как, например, промыватели или комбинации фильтров с песчаными слоями, сами по себе не решают задачу по удержанию органического йода и желательного максимального сброса давления, в частности, из-за высоких требуемых давлений в промывателях и из-за небольших реакционных поверхностей для массообмена в жидкой фазе, а также очень небольшой эффективности фильтрации йода в слоях песка или молекулярных ситах во влажном режиме. Усовершенствование этих устройств также в уже существующих установках имеет существенное значение для достижения более высокого стандарта безопасности этих атомных электростанций.

Количественное улучшение отфильтровывания радиоактивности обусловленной переносимыми воздухом аэрозолями и йодом позволило бы значительно уменьшить стоимость установок третьего поколения, поскольку неудерживаемая радиоактивность инертных газов подвергается распаду в течение нескольких дней и тем самым обеспечивается возможность среднесрочного сброса давления без релевантных утечек. Это обеспечивает возможность более простой конструкции защитной оболочки и соответствующих систем безопасности и, как следствие, значительного уменьшения стоимости.

Поэтому в основу данного изобретения положена задача создания способа сброса давления атомной электростанции выше упомянутого рода, который предназначен для особенно эффективного удерживания носителей радиоактивности, содержащихся в сбросном потоке, в частности органических соединений, содержащих йод. Кроме того, должна быть создана система сброса давления для атомной электростанции, предназначенная для осуществления способа.

Относительно способа эта задача решена согласно пункту 1 формулы изобретения тем, что сбросный поток, в котором с помощью дроссельного приспособления уменьшено давление, непосредственно перед его вхождением в фильтрационную камеру направляют через участок перегрева, в котором он с помощью непосредственного или опосредованного переноса тепла на участке высокого давления нагревается от недросселированного сбросного потока до температуры, которая по меньшей мере на 10°С, предпочтительно 20-50°С превышает имеющуюся там температуру точки росы.

Неожиданным образом было установлено, что при сбросе давления в защитной оболочке сильную радиоактивность газового потока можно с высокой степенью эффективности удерживать с помощью включенного после дросселя, особенно эффективного пассивно-регенеративного перегрева газа за счет переноса тепла из зоны излишнего давления в атмосферную зону и за счет последующей сорбционной фильтрации. Как более подробно поясняется ниже, при этом перегрев сбросного потока, в котором снижено давление, на участке низкого давления может происходить, с одной стороны, за счет прямого переноса тепла от участка высокого давления сбросного трубопровода с помощью вентиляционного газа в качестве носителя тепла нагревания (первый основной вариант: «сухое» нагревание). С другой стороны, может происходить опосредованный, многоступенчатый перенос тепла через контур циркуляции промывочной жидкости влажного фильтра/промывателя, включенного по потоку на участке высокого давления, с промывочной жидкостью в качестве промежуточного носителя тепла нагревания, который в свою очередь нагревается в промывочном резервуаре с помощью вентиляционного газа (второй основной вариант: жидкостное нагревание). Оба варианта можно также комбинировать друг с другом.

Дроссель, обозначаемый также дроссельным клапаном или расширительным клапаном, вызывает первую сушку сбросного потока вследствие расширения, при этом теоретическая температура дросселя может быть также значительно понижена за счет еще имеющейся влажности газа и неидеального дросселирования в зависимости от рабочей фазы. Затем на участке перегрева, включенном после дросселя, происходит, максимально независимо от эффективности сушки расширением, окончательный перегрев сбросного потока, за счет которого надежно предотвращается конденсация в зоне чувствительного к влажности йодосорбционного фильтра даже при неблагоприятных рабочих условиях.

За счет эффективного использования избытка тепла, имеющегося на участке высокого давления, для предварительного нагревания фильтрационной камеры, с одной стороны, и для непосредственного нагревания сбросного потока, в котором уменьшено давление, непосредственно перед его входом в фильтрационную камеру, с другой стороны, можно в соответствии с принципом регенеративной рекуперации тепла с нагреванием собственной средой отказаться от использования сторонней энергии, например, в виде электрического нагревательного устройства. Таким образом, способ является не только высоко эффективным, но также особенно энергоэффективным.

Предпочтительно сбросный поток на участке перегрева нагревается до температуры, которая при аварийных состояниях конструкции превышает по меньшей мере на 10°С, предпочтительно на 20-50°С имеющуюся там температуру точки росы. Точкой росы или температурой точки росы называется температура, при которой в сбросном потоке устанавливается состояние равновесия между конденсирующейся и испаряющейся водой, другими словами, при которой как раз начинается образование конденсата. Как было неожиданно установлено, при превышении точки росы больше чем на 10°С, предпочтительно больше чем 20°С даже при лишь частично очищенном, содержащем много пара сбросном потоке скачкообразно увеличивается коэффициент отделения органического йода, в частности при применении не растворимых в воде серебряных покрытий, и достигает, например, в случае таких сорбционных материалов на основе цеолита обычно значения вплоть до 99,99%.

Хотя для высокоэффективного молекулярного сита с (растворимым в воде) покрытием в виде нитрата серебра, при известных условиях уже был бы достаточен меньший перегрев, составляющий, например, 5°С выше точки росы, для эффективного удерживания органического йода с высокой степенью удерживания. Однако было установлено, что такой процесс в известных из уровня техники установках сильно зависит от максимального достижения теоретической температуры дросселя и от предотвращения любой остаточной влажности в газе, которые значительно минимизируют перегрев. С учетом этих новых сведений, установка обычной конструкции, такая как, например, известная из указанного выше документа WO 90/16071, с присущими ей небольшими перегревами, не может работать эффективно и надежно. Устранить недостатки данной заявки представляется возможным лишь благодаря решению согласно изобретению.

Предпочтительно указанное превышение температуры по меньшей мере на 20°С, особенно предпочтительно по меньшей мере на 50°С выше температуры точки росы достигается в режиме полной нагрузки системы сброса давления. Под этим следует понимать начальный режим сброса давления после аварийного отказа конструкции, когда давление внутри защитной оболочки является максимальным и обычно в зависимости от типа реактора и защитной оболочки составляет примерно 3-8 бар. При этом массовые потоки вентиляционного газа обычно достигают примерно 3-10 кг/с. Температура точки росы в зоне сорбционного фильтра обычно составляет в этом случае в зависимости от паросодержания примерно 80-100°С, так что температура вентиляционного газа после осуществленного перегрева при входе в сорбционный фильтр предпочтительно составляет примерно 100-170°С. В режиме частичной нагрузки, когда массовые потоки вентиляционного газа составляют примерно 25% от соответствующих значений в режиме полной нагрузки, превышение температуры предпочтительно все еще составляет по меньшей мере 10°С.

При этом сорбционную фильтрацию йода можно особенно эффективно и компактно осуществлять со скользящим перегревом и инверсной продолжительностью пребывания (короткая продолжительность выдерживания пребывания при высоком перегреве и длительная продолжительность пребывания при небольшом перегреве) почти до атмосферного давления без вспомогательной энергии. При этом в случае высокого давления в защитной оболочке после дросселирования образуется большой объемный поток и, несмотря на увеличивающуюся продолжительность пребывания в сорбционном фильтре, на основании высокого перегрева на сорбенте, достигаются оптимальные условия реакции при одновременно повышенной диффузии. При небольшом давлении в защитной оболочке, например, четверти от начального максимального давления, составляющего, например, 5 бар, после дросселирования почти до атмосферного давления образуется небольшой объемный поток с уменьшенным перегревом газа, однако на основании почти (в четыре раза) более длительной продолжительности пребывания в сорбционном фильтре, несмотря на неблагоприятные условия сорбции, также обеспечивается эффективная сорбция йода. За счет этого эффективная сорбционная фильтрация возможна также вплоть до полного сброса давления и при температурах защитной оболочки, составляющих лишь 50-100°С, в результате еще больше увеличивающейся продолжительности пребывания в сорбционном фильтре.

В первом основном варианте выполнения способа сбросный поток направляют на участке высокого давления по меньшей мере частично в обход фильтрационной камеры, и при этом она нагревается с помощью квазинепосредственного переноса тепла горячего вентиляционного газа (сухой вариант). То есть участок высокого давления сбросного трубопровода по меньшей мере на частичном участке проходит в обход фильтрационной камеры и через поверхности теплообменника термически соединен с фильтрационной камерой, так что фильтрационная камера нагревается с помощью сбросного потока, сравнительно горячего на участке высокого давления.

В особенно предпочтительном варианте выполнения сбросный поток на участке высокого давления перед прохождением в обход фильтрационной камеры направляется через содержащий промывочную жидкость промывочный резервуар (скруббер), предпочтительно с входными соплами типа промывочных сопел Вентури. Это значит, что промывочный резервуар включен по потоку выше фильтрационной камерой, омываемой сбросным потоком, на участке высокого давления сбросного трубопровода. Промывочный резервуар обеспечивает эффективную тонкую фильтрацию содержащихся в сбросном потоке аэрозолей, предпочтительно с коэффициентом полезного действия более 99%, с целью уменьшения в случае аварии обычно имеющейся в защитной оболочке концентрации аэрозоля до нескольких г/м³, в некритичной зоне предпочтительно до нескольких мг/м³. За счет эффективной влажной фильтрации аэрозолей предотвращаются соответствующие осаждения на включенных ниже по потоку поверхностях теплообменника. Тем самым удается обеспечивать эффективный и постоянно высокий переход тепла для перегрева сбросного потока, давление которого уменьшают в дросселе, и для нагревания сорбционного фильтра.

При этом входные сопла, через которые сбросный поток проходит в промывочный резервуар, предпочтительно работают по принципу инжекции Вентури: проходящий через место сужения (горловину) сопловой трубы газовый поток увлекает промывочную жидкость, находящуюся в окружающем промывочном резервуаре, через входное отверстие, расположенное в месте сужения, и выполненное, например, в виде кольцевой прорези, так что происходит особенно интенсивное смешивание газового потока с всасываемыми, соответственно, увлекаемыми капельками промывочной жидкости в виде (тончайшего) тумана. При этом находящиеся в газовом потоке частицы аэрозоля и другие частицы оседают на капельках промывочной жидкости. После выхода из сопла промывочная жидкость и газовый поток снова разделяются, прежде всего в результате действия силы тяжести, и тем самым очищенный и освобожденный от аэрозолей газовый поток покидает промывочный резервуар через соответствующий выходной газопровод, ведущий к включенному ниже по потоку блоку из теплообменника и сорбционного фильтра. Для этого выходной газопровод целесообразно подключен к промывочному резервуару выше так называемой сборной зоны, то есть выше уровня промывочной жидкости, поддерживаемого при эксплуатации и выше зоны выброса и сепарации.

В качестве альтернативного решения или дополнительно, естественно, могут быть также предусмотрены обычные, направленные или погруженные в промывочную жидкость входные сопла. Кроме того, в сборной зоне промывочного резервуара могут быть расположены соответствующие гидронасадки, завихрители, смесители, уплотнители и подобное, которые увеличивают необходимую для (временного) смешивания вентиляционного газа и промывочной жидкости, соответственно, внутреннюю поверхность между ними.

Предпочтительно входные сопла, а также сбросный трубопровод по потоку перед входными соплами выполнены так и имеют такие размеры, что сбросный поток направляется со скоростью потока более 100 м/с через входные сопла в промывочный резервуар. В случае высокоскоростного осаждения с помощью трубок Вентури такие скорости должны достигаться, в частности, в местах сужения трубок Вентури, в которых находятся входные отверстия для промывочной жидкости.

Предпочтительно промывочная жидкость в промывочном резервуаре химически обрабатывается за счет добавки щелочи, предпочтительно раствора едкого натра, и/или тиосульфата натрия, предпочтительно в виде водного раствора тиосульфата натрия. За счет этого достигается соответствующее увеличение удерживания радиоактивностей, содержащихся в потоке вентиляционного газа, прежде всего элементарного йода. Для этой цели промывочный резервуар снабжен соответствующими дозировочными приспособлениями и инжекторами, посредством которых можно при необходимости добавлять также другие химикалии.

Кроме того, в промывочную жидкость предпочтительно подмешивается усилитель поверхностной реакции, в частности, в виде аминов, который способствует отложению/связыванию находящихся в вентиляционном потоке аэрозолей в/на промывочной жидкости.

С целью дальнейшего уменьшения содержания аэрозолей в сбросном потоке перед прохождением поверхностей теплообменника между промывочным резервуаром и блоком из теплообменника и сорбционного фильтра могут быть подсоединены еще и другие фильтрационные элементы на участке высокого давления сбросного трубопровода, в частности, фильтры с металлическим волокном или свечевые фильтры, функционирующие в качестве фильтров тонкой очистки. Такие фильтрационные элементы могут быть также конструктивно интегрированы в промывочный резервуар и в этом случае расположены над сборной зоной. Если такие фильтры предназначены для (предпочтительного) сухого режима работы, то перед ними целесообразно включены отделители жидкости, соответственно, сепараторы для удаления влаги из газового потока.

В альтернативном варианте выполнения способа сбросный поток удаляется из конденсационной камеры реактора, в частности реактора с кипящей водой, и направляется без промежуточного включения (внешнего) промывочного резервуара в обход фильтрационной камеры и/или участка перегрева для их нагревания. То есть в конструктивном отношении сбросный трубопровод на стороне входа соединен с конденсационной камерой.

Под конденсационной камерой в этой связи понимается обычно частичное пространство, отделенное газонепроницаемой перегородкой от остального внутреннего пространства защитной оболочки (так называемой напорной камеры) и частично заполненное жидкостью (конденсатом), которое через погруженную в жидкость перепускную трубу, называемую конденсационной трубой, соединено с остальным внутренним пространством защитной оболочки. При этом при нормальной работе атомного реактора перепускная труба закрыта жидкостной пробкой. При аварии, сопровождающейся высоким уровнем выделением пара, а также неконденсируемых газов и соответствующим повышением давления в напорной камере, смесь газа и пара может входить через перепускную трубу в конденсационную камеру, при этом паровая фаза большей частью конденсируется. Неконденсированные части собираются над уровнем жидкости в конденсационной камере и выводятся в качестве сбросного потока из конденсационной камеры и защитной оболочки согласно данному варианту выполнения изобретения по сбросному трубопроводу.

Понятие «конденсационная камера» должно в этой связи охватывать также другие сборники конденсата аналогичного принципа действия, например, системы конденсационных желобов водо-водяных энергетических реакторов российского или другого производства.

Поскольку сама конденсационная камера функционирует определенным образом в качестве промывателя и аэрозольного фильтра для сбросного потока, в предпочтительном варианте выполнения можно поэтому отказаться от отдельного промывочного резервуара указанного выше типа, расположенного снаружи защитной оболочки.

Расположение регенеративного теплообменника, образующего участок перегрева, и фильтрационной камеры с сорбционным фильтром осуществляется для хорошей передачи тепла предпочтительно в непосредственной близости на расстоянии менее 5 м или целесообразно интегрированно внутри компонента. При этом комбинация может быть расположена внутри напорного резервуара в различных камерах с целью минимизации потерь тепла и уменьшения затрат, а также для обеспечения оптимальных условий перегрева и реакции.

Предпочтительно в указанном выше первом основном варианте способа сорбционный фильтр размещают в кольцевой камере, окружающей центральную камеру, с уже интегрированным газовым обогревом с помощью труб теплообменника. Кольцевая камера имеет, например, сита из металлического листа в виде перфорированной трубы с сорбентом. Удерживание истираемого сорбента с помощью волоконного фильтра может осуществляться ниже по потоку от сорбционного фильтра. В качестве альтернативного решения может быть предусмотрена максимально свободная от давления плоская конструкция фильтрационной камеры с промежуточно включенными элементами регенеративного теплообменника. При этом возможна модульная конструкция за счет стыковки нескольких модулей. Нагревание сорбционного блока происходит в данном случае непосредственно перед прохождением; целесообразно, фильтрационные камеры еще частично нагреваются снаружи с помощью среды.

В особенно предпочтительном варианте выполнения сбросный поток по меньшей мере частично направляется через центральную камеру, которая окружена фильтрационной камерой или граничит с ней, при этом сравнительно сильно сжатый сбросный поток на участке высокого давления направляется через расположенные в центральной камере или вдающиеся внутрь нее элементы теплообменника, в частности трубы теплообменника, и при этом имеющий сравнительно большой объем сбросный поток, в котором снижено давление, на участке перегрева направляется снаружи в обход элементов теплообменника через центральную камеру. То есть по потоку выше дросселя горячий сбросный поток (возможно, также лишь его частичный поток), еще находящийся под высоким давлением, отдает существенную часть своего тепла наружу в направляемый вокруг труб теплообменника сбросный поток, в котором уже снижено давление, и тем самым опосредованно в расположенную еще дальше фильтрационную камеру для предварительного нагревания элементов сорбционного фильтра.

В конструктивном отношении это означает, что фильтрационная камера целесообразно окружает центральную камеру или граничит с ней, при этом один или несколько пропускающих поток элементов теплообменника расположены в центральной камере или вдаются внутрь нее и при этом направление потока в сбросном трубопроводе осуществляется так, что сбросный поток на участке высокого давления направляется через элементы теплообменника, а на участке перегрева снаружи в обход элементов теплообменника через центральную камеру. Целесообразно, при этом предусмотрено одно или несколько проходных отверстий между центральной камерой и фильтрационной камерой, которые образуют вход фильтрационной камеры.

Для особенно эффективной передачи тепла элементы теплообменника предпочтительно выполнены в виде труб теплообменника и целесообразно на своей наружной стороне снабжены окружными или проходящими в продольном направлении ребрами или выступами, которые расположены на одинаковых расстояниях. Также на внутренней стороне труб теплообменника могут быть предусмотрены соответствующие структуры или насадки для образования турбулентности или для создания вихревого потока.

Предпочтительно сбросный поток на участке перегрева направляется в противотоке или перекрестном противотоке относительно сбросного потока на участке высокого давления. Конструктивно это, например, означает, что трубы теплообменника, образующие участок перегрева, расположены в центральной камере или вдаются внутрь нее с соответствующей ориентацией, например, в виде по существу вертикальных труб или в виде зигзагообразно изогнутых труб.

За счет выполнения нагревательных поверхностей в виде отталкивающих грязь гладких поверхностей с устойчивыми к облучению покрытиями или гладкими поверхностями из нержавеющей стали или же в виде дополнительно обработанных, например полированных, электрополированных, и за счет интеграции систем распределения конденсата в зоне теплообменника, таких как, например, донные системы или системы желобов и/или системы разбрызгивания, обеспечивается постоянно эффективный переход тепла.

Для еще более интенсивного предварительного нагревания можно через дополнительное теплообменное устройство (трубы или кольцевую камеру) удалять частичный поток сбросного потока высокого давления из сбросного трубопровода, в частности, еще перед промывочным резервуаром, и направлять для нагревания непосредственно через сорбционный фильтр или предвключенную зону. За счет этого достигается, в частности, в ситуациях с значительно перегретой атмосферой защитной оболочки, дальнейшее повышение рабочей температуры на сорбенте и дополнительное улучшение удерживания органического йода.

Предпочтительно на участке высокого давления скорость потока устанавливается в диапазоне от 10 м/с до 50 м/с. На участке перегрева скорость потока предпочтительно устанавливается в диапазоне от 10 м/с до 70 м/с. Свободное проточное поперечное сечение дросселя целесообразно устанавливается так, что давление на участке высокого давления в 2-5 раз превышает давление на участке перегрева. В частности, за счет этого при наличии промывочного устройства (Вентури) на участке высокого давления влажная фильтрация сбросного потока, проводимая там при давлении от примерно 7 бар до 1 бар, предпочтительно осуществляется при давлении, в 2-5 раз превышающем давление молекулярного сита в сорбционном фильтре, которое находится примерно на уровне атмосферного давления.

Как уже указывалось выше, содержащий аэрозоли вентиляционный газ на участке высокого давления предпочтительно направляется через трубы теплообменника, которые расположены в каналообразном пространстве (центральной камеры) для создания высоких скоростей, в частности, свыше 10 м/с. Элементы переноса тепла (ребра) на стороне контакта трубы с газом предпочтительно выполнены на расстоянии более 1 мм, особенно предпочтительно более 5 мм и предпочтительно с вертикальной ориентацией. За счет выбора поверхности обмена большого размера на стороне контакта аэрозоля с газом с дополнительным резервом нагревательной поверхности свыше 100%, особенно предпочтительно для устойчивой и надежной работы свыше 500% (относительно значения без образования примесей), обеспечивается надежная работа. При этом в блоке теплообменника может целенаправленно осуществляться дополнительно частичная фильтрация аэрозолей и йода.

Возможность направления газа, содержащего аэрозоли, через трубы теплообменника обеспечивается при выполнении теплообменника с гладкими трубами и при особенно высоких скоростях потока, например от более 10 м/с до 50 м/с, так что можно предотвращать образование соответствующих отложений в трубах. На имеющей сниженное давление атмосферной стороне во время фаз максимального расхода также устанавливаются очень высокие скорости потока газа от более 10 м/с до 70 м/с, так что достигаются высокие значения переноса тепла и обеспечивается возможность очень компактного выполнения компонентов.

Высокоскоростная регенеративная рекуперация тепла может осуществляться предпочтительно при выполнении теплообменника в соответствии с принципом противотока или перекрестного противотока в виде теплообменника, оребренного или пластинчатого теплообменника. Для достижения эффективного переноса тепла в случаях с небольшой пропускной способностью, в трубах или на трубах для создания условий турбулентного и/или с завихрением потока предпочтительно предусмотрены соответствующие вставки или структурированные поверхности труб (ребра и так далее). При этом удается достигнуть коэффициента рекуперации тепла больше 0,5 при высоком давлении в защитной оболочке и высокой пропускной способности, который затем может увеличиваться до 0,8 при меньшем давлении в защитной оболочке и меньшей пропускной способности с помощью очень компактных блоков.

Целесообразно, центральная камера блока теплообменника и сорбционного фильтра соединена в зоне дна со сборным резервуаром, предназначенным для сбора образующегося во время работы конденсата. За счет впрыскивания или добавления гидроксида натрия, соответственно, раствора едкого натра (NaOH) или тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) и/или пероксида кальция (CaO₂) в конденсат, например, в зоне сборного резервуара, предназначенного для сбора конденсата, или посредством распыления в центральную камеру, может дополнительно происходить повышение сепарации йода на участке низкого давления регенеративного теплообменника. Кроме того, тем самым можно улучшать фильтрацию, соответственно, задерживать газы, содержащие хлор.

В особенно предпочтительном варианте выполнения системы сброса давления, внутри защитной оболочки, в качестве альтернативного решения или дополнительно также снаружи защитной оболочки, расположен фильтр предварительной очистки (сухой фильтр предварительной очистки), предназначенный для грубой фильтрации аэрозолей сбросного потока. Предпочтительно параллельно фильтру предварительной очистки включен байпасный трубопровод, выполненный с возможностью закрывания с помощью регулируемого клапана, так что сбросный поток может при необходимости частично или полностью в обход фильтра предварительной очистки направляться из защитной оболочки в находящуюся снаружи фильтрационную систему.

Таким образом, при вентилировании защитной оболочки можно направлять сильно радиоактивный газовый поток также через фильтр предварительной очистки, в котором, например, с помощью металлических свечевых фильтров глубокой фильтрации или фильтров с металлическими волокнами происходит максимальная фильтрация грубых аэрозолей с диаметром более 1 мкм (коэффициент удерживания предпочтительно больше 90%) и частичная фильтрация в количественном отношении меньших частиц тонких аэрозолей с диаметрами частиц меньше 1 мкм (коэффициент удерживания предпочтительно больше 50%). Предварительная фильтрация предпочтительно осуществляется при давлении, в 2-5 раз более высоком, чем давление в сорбционном фильтре (давление молекулярного сита), в диапазоне давления, например, от 7 до 1 бар.

Для ограничения возможных потерь давления в фильтре предварительной очистки и для установки сравнительно высоких входных скоростей, в частности при наличии последовательно включенного промывочного устройства (Вентури), на входных соплах, например соплах Вентури, предусмотрен при необходимости байпасный режим в обход фильтра предварительной очистки. Открывание байпаса происходит предпочтительно автоматически и пассивно (то есть без использования сторонней энергии), за счет интегрирования устройства, ограничивающего избыточное давление, такого как, например, предохранительная мембрана или перепускное клапанное устройство, нагруженное пружиной. Механизм открывания может быть установлен, например, таким образом, что байпасный трубопровод открывается, когда потеря давления на фильтре предварительной очистки превышает значение больше 0,5 бар. За счет того, что на начальной фазе аварии, когда имеется высокая концентрация аэрозолей, происходит удерживание подавляющего количества аэрозолей, осуществляемого в случае закрытого байпасного трубопровода с помощью фильтра предварительной очистки, затем на более поздней фазе аварии при открытом байпасном трубопроводе может обеспечиваться возможность эффективной работы регенеративного теплообменника и без фильтра предварительной очистки.

Предпочтительно размеры соответствующих компонентов установки и рабочие параметры в режиме