本發(fā)明屬于核電廠設計技術，具體涉及一種最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的系統(tǒng)及方法。

背景技術：
在核電廠嚴重事故情況下，如果所有安全殼排熱措施都失效，安全殼內(nèi)的溫度和壓力將不斷上升，如果此時沒有進一步的安全殼排熱降壓措施，則持續(xù)的升溫升壓將會導致安全殼面臨超壓失效的風險。目前，許多核電廠設置了安全殼過濾排放系統(tǒng)，在嚴重事故情況下發(fā)生安全殼超溫超壓時，通過主動卸壓使安全殼內(nèi)的大氣壓力不超過其承載限值，確保安全殼的完整性，并通過過濾裝置對排放氣體中的放射性物質(zhì)進行過濾以減少釋放到環(huán)境中的放射性物質(zhì)。但是，安全殼過濾排放系統(tǒng)僅能過濾氣溶膠和碘等小部分放射性物質(zhì)，大部分放射性惰性氣體仍將被排放到環(huán)境中。該系統(tǒng)雖然保證了嚴重事故條件下安全殼的完整性，避免了放射性不可控的釋放，但仍然造成了大量放射性向環(huán)境的釋放。

技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的系統(tǒng)及方法，通過該系統(tǒng)的設置和相應的控制方法，實際消除大規(guī)模放射性物質(zhì)向環(huán)境的釋放，并簡化廠外應急計劃。本發(fā)明的技術方案如下：一種最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的系統(tǒng)，包括設置在安全殼以外的包容空間，所述的包容空間通過設置在地下管廊內(nèi)的管線與安全殼連接，管線上設有隔離閥，在安全殼內(nèi)設有與所述管線相連接的卸壓進氣口，在包容空間內(nèi)設有與所述管線相連接的止回閥、過濾裝置和抽風機。進一步，如上所述的最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的系統(tǒng)，其中，在所述的包容空間內(nèi)設有噴淋裝置，所述噴淋裝置與廠區(qū)水源相連接。進一步，如上所述的最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的系統(tǒng)，其中，所述的包容空間還設有與廢物處理系統(tǒng)相連接的接口。進一步，如上所述的最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的系統(tǒng)，其中，包容空間內(nèi)的過濾裝置包括文丘里水洗器和金屬過濾器。進一步，如上所述的最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的系統(tǒng)，其中，在包容空間內(nèi)設有溫度、壓力和放射性參數(shù)測量裝置。進一步，如上所述的最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的系統(tǒng)，其中，所述的包容空間與同一廠址內(nèi)的多臺機組的安全殼之間設置接口，在發(fā)生事故期間，根據(jù)實際情況對某個或是多個安全殼進行卸壓。采用上述系統(tǒng)最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的方法，當核電廠發(fā)生嚴重事故安全殼壓力達到設定閾值時，打開安全殼與包容空間之間管線上的隔離閥，將安全殼內(nèi)帶有放射性的氣體通過連接管線進入包容空間，并經(jīng)包容空間內(nèi)的過濾裝置過濾，最后排放到包容空間；當安全殼失效導致放射性物質(zhì)向環(huán)境排放的情況下，打開安全殼與包容空間之間管線上的隔離閥，啟動包容空間中設置的抽風機，將安全殼內(nèi)的放射性氣體通過管線和抽風機主動抽到包容空間。進一步，如上所述的最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的方法，事故后，通過包容空間與廢物處理系統(tǒng)的接口，由廢物處理系統(tǒng)對包容空間內(nèi)的放射性物質(zhì)進行處理。進一步，如上所述的最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的方法，通過噴淋裝置對包容空間進行降溫降壓，并去除放射性氣溶膠。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明在核電廠發(fā)生嚴重事故并喪失安全殼排熱降壓能力的情況下，可有效降低安全殼的壓力，防止安全殼超溫超壓失效以及由此導致的大規(guī)模放射性釋放；在安全殼已失效的情況下，可有效減少安全殼內(nèi)放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放。在卸壓情況下，系統(tǒng)的運行不依賴任何能動設備，降低了系統(tǒng)運行失效的風險。該包容空間可以根據(jù)廠址情況多臺機組共用，可以作為單獨子項建造或與其它子項合用(在核電廠正常運行情況下，該子項正常使用)，在經(jīng)濟上也具有可行性。附圖說明圖1為最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的系統(tǒng)結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。本發(fā)明在核電廠廠區(qū)設置一個備用的包容空間，該包容空間是一座建筑物，可與核電廠某個子項合用或單獨設置，并可為同一個廠址多臺機組共用。該包容空間正常情況下的壓力與周圍環(huán)境壓力相同，其容積、設計壓力和設計溫度可根據(jù)相應核電廠嚴重事故下的卸壓需求來確定，其密封性和抗輻照能力等參數(shù)可參考安全殼的要求，并考慮安全性和經(jīng)濟性的平衡。如圖1所示，包容空間2通過地下管廊、管線3及隔離閥4、5、6與安全殼1連接。在安全殼1內(nèi)設置有卸壓進氣口、管線和常開隔離閥4，在包容空間設置有止回閥7、10、文丘里水洗器8和金屬過濾器9，并設有抽風機11，安全殼1的氣體到達包容空間2后進行過濾排放。在包容空間2內(nèi)設有溫度、壓力和放射性等參數(shù)測量裝置，并設置有噴淋裝置13，必要時可對包容空間進行噴淋降溫降壓。包容空間2與廢物處理系統(tǒng)之間設有接口，在事故后可對包容空間2內(nèi)的放射性物質(zhì)進行處理。本系統(tǒng)在安全殼尚未失效情況下的運行方式如下：如圖1，當核電廠發(fā)生嚴重事故后，如果安全殼1的排熱和降壓措施全部失效，壓力和溫度還在持續(xù)升高，只能依靠排氣卸壓，則根據(jù)嚴重事故管理導則在安全殼壓力達到設定閾值時打開安全殼外的隔離閥5和包容空間2的隔離閥6，安全殼內(nèi)帶有放射性的氣體通過安全殼內(nèi)常開隔離閥4、安全殼外隔離閥5、管線3、包容空間的隔離閥6、包容空間內(nèi)的止回閥7，并經(jīng)文丘里水洗器8和金屬過濾器9兩級過濾，最后排放到包容空間2，由其包容帶有放射性的氣體，最終起到降低安全殼1壓力和保證其完整性的作用，從而防止安全殼1失效導致大規(guī)模放射性向環(huán)境的釋放。本系統(tǒng)在安全殼已經(jīng)失效情況下的運行方式如下：若安全殼1由于內(nèi)部氫氣爆炸或其它原因已經(jīng)失效，放射性物質(zhì)正向環(huán)境排放，則可以打開安全殼外隔離閥5和包容空間隔離閥6，啟動包容空間2中放置的抽風機11，將安全殼1內(nèi)的放射性氣體通過管線3、止回閥10和抽風機11主動抽排到包容空間2，直到包容空間壓力達到設計壓力，通過這一措施盡量減少安全殼1內(nèi)的放射性物質(zhì)向環(huán)境的排放。事故后，可通過包容空間2與廢物處理系統(tǒng)的接口及隔離閥15，由廢物處理系統(tǒng)對包容空間2內(nèi)的放射性物質(zhì)進行處理。包容空間可與同一廠址內(nèi)的多臺機組的安全殼之間設置接口，在發(fā)生事故期間，可根據(jù)實際情況對某個或是多個安全殼進行卸壓。包容空間2的承壓能力不需要考慮輔助的降溫降壓措施。盡管如此，包容空間2還設置了與廠區(qū)水源的接口，在水源可用和必要時，可將冷卻水經(jīng)隔離閥14和止回閥12送到包容空間頂部的噴淋裝置13噴淋出來，對包容空間2進行降溫降壓，并去除放射性氣溶膠。這樣，可進一步保障包容空間的包容能力，并有利于在事故后對包容空間內(nèi)的放射性物質(zhì)進行處理。本發(fā)明提供的最終保障安全殼功能和防止大規(guī)模放射性釋放的方法在技術上、工程上和經(jīng)濟上均具有可行性，可為核電廠嚴重事故情況下保障安全殼的包容功能提供有效手段，從而保證核電廠第三道屏蔽的完整性，實際消除大規(guī)模放射性向環(huán)境的釋放，并簡化廠外應急計劃。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其同等技術的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。