??????? （4）萬一安全殼完整性也不能確保時(shí)，應(yīng)盡量減少放射性向廠外的釋放。
??????? 1.2.3 嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施
??????? 事故預(yù)防是事故管理的首要任務(wù)，重點(diǎn)為采取各種手段防止堆芯熔化，防止傷害公眾并限制或減輕核電廠的財(cái)產(chǎn)損失。事故預(yù)防的關(guān)鍵在于盡量降低嚴(yán)重事故的發(fā)生概率。為做到這一點(diǎn)應(yīng)從技術(shù)和組織兩個(gè)范疇來考慮。組織范疇主要是利用運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，抓好人因，利用制度，抓好管理。其技術(shù)范疇是利用在役檢查、維修和單個(gè)電廠安全性評(píng)價(jià)，保障和了解機(jī)組硬件設(shè)備的可利用性和可靠性，同時(shí)利用核安全研究技術(shù)預(yù)先尋找和評(píng)價(jià)各種預(yù)防對(duì)策措施。
??????? 事故緩解措施向操縱員提供一套建議，提示在堆芯熔化狀態(tài)下的應(yīng)急操作行動(dòng)。進(jìn)入事故緩解的時(shí)機(jī)是：所有預(yù)防性事故干預(yù)手段均已失效，放射性的前兩道屏障已經(jīng)喪失，第三道屏障即最后一道屏障安全殼已經(jīng)受到威脅。
??????? 事故緩解的基本目標(biāo)是盡可能維持已經(jīng)高度的堆芯的冷卻，實(shí)現(xiàn)可以控制的最終穩(wěn)定狀態(tài)，盡可能長時(shí)間的維持安全殼的完整性，從而為廠外應(yīng)急計(jì)劃贏得更多的時(shí)間，并盡量降低向廠外的放射性釋放，盡量避免土壤和地下水的長期污染。
??????? 1.3 安全殼完整性的意義及系統(tǒng)組成
??????? 1.3.1安全殼完整性的意義
??????? 核電站的安全殼是防止放射性裂變產(chǎn)物釋放到環(huán)境中的最后一道屏障。在發(fā)生堆芯熔穿壓力容器的嚴(yán)重事故時(shí)，由于熔融堆芯與混凝土底板反應(yīng)產(chǎn)生的不凝結(jié)氣體的不斷增加，安全殼內(nèi)的壓力逐漸升高，最終可能會(huì)破壞安全殼的完整性，造成放射性物質(zhì)的外泄。安全殼過濾排氣系統(tǒng)通過主動(dòng)卸壓使安全殼內(nèi)的壓力不超過其承載限值，從而確保安全殼的完整性。同時(shí)，通過安裝在卸壓管線上的過濾裝置對(duì)排放氣體中的放射性物質(zhì)進(jìn)行過濾。只要能夠維持最后一道安全屏障的完整性，放射性物質(zhì)就不會(huì)造成大量的泄漏，從三里島與切爾諾貝利核電事故的后果對(duì)比可以看出，安全殼對(duì)電廠的安全性起著至關(guān)重要的作用。要想實(shí)現(xiàn)安全殼的完整性，就要在正常運(yùn)行及事故情況下維持安全殼的壓力。事故工況下通過主動(dòng)泄壓排氣來降低安全殼承壓，將安全殼內(nèi)的放射性氣體通過凈化系統(tǒng)的處理，按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排放。
??????? 1.3.2 安全殼系統(tǒng)組成
??????? EAS 安全殼噴淋系統(tǒng)
??????? EAU 安全殼儀表系統(tǒng)　　
??????? EBA 安全殼換氣通風(fēng)系統(tǒng)　　
??????? EPP 安全殼泄漏監(jiān)測系統(tǒng)　　
??????? ETY安全殼內(nèi)大氣監(jiān)測系統(tǒng)　　
??????? EVC 反應(yīng)堆堆坑通風(fēng)系統(tǒng)　　
??????? EVF 安全殼內(nèi)空氣凈化系統(tǒng)　　
??????? EVR 安全殼連續(xù)通風(fēng)系統(tǒng)
??????? 1.3.3 安全殼空氣過濾系統(tǒng)功能
??????? （1）在電廠正常運(yùn)行條件下，提供間斷的室外氣流，吹洗帶氣載放射性的安全殼大氣；在電廠冷停堆條件下，提供連續(xù)的氣流，使氣載放射性水平達(dá)到人員進(jìn)入的標(biāo)準(zhǔn)。
??????? （2）在乏汽從安全殼大氣導(dǎo)出到電廠通風(fēng)口進(jìn)行監(jiān)測，提供過濾從而使現(xiàn)場邊界氣載放射性泄漏在可接受的水平。
??????? （3）監(jiān)測從電廠通風(fēng)口釋放到環(huán)境中的氣體、顆粒和碘的濃度。
??????? 2 發(fā)展歷史
??????? 法國：在M310機(jī)組上采用砂床過濾器
??????? 德國：Konvoi型核電廠采用的金屬纖維干式過濾器
????????????? 西門子的濕式過濾器（1989年）
??????? 中國：2002開始安全殼過濾排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
??????? AP1000： 采用雙層安全殼，內(nèi)層為金屬襯里預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土安全殼，外層為鋼筋混凝土安全殼，在安全殼內(nèi)沒有設(shè)置噴淋系統(tǒng)，僅靠自然過程實(shí)現(xiàn)降壓和凈化，在兩層之間設(shè)有過濾排放系統(tǒng)，以防止安全殼超壓，并保護(hù)環(huán)境。
??????? 3 國內(nèi)外核電廠所使用的泄壓排氣方案
??????? 3.1 干式過濾器
??????? 3.1.1砂床過濾器
??????? （1）工作原理
??????? 砂石過濾器是利用砂石作為介質(zhì)進(jìn)行過濾的裝置。安全殼內(nèi)大氣在手動(dòng)打開隔離閥后，經(jīng)節(jié)流閥（節(jié)流孔板）將壓力降低到1.1bar，再從過濾器上部進(jìn)入砂床過濾器。經(jīng)過濾的氣體通過輻射監(jiān)測后，進(jìn)入煙囪排放到大氣中。在U5系統(tǒng)運(yùn)行前，為了防止由于濕度過大、砂床結(jié)塊阻塞和氣體中氫濃度過大發(fā)生爆炸，需設(shè)置電加熱空調(diào)系統(tǒng)（溫度>150℃，通風(fēng)量500m3/h）對(duì)管道和砂床進(jìn)行加熱和通風(fēng)，為保證用電還需要專用柴油發(fā)電機(jī)組。砂床過濾器還要設(shè)生物屏蔽層，并針對(duì)去除衰變熱須設(shè)置消防冷卻管線。
??????? （2）缺點(diǎn)
??????? 砂堆過濾器只能在事故發(fā)生一天以厚采用，對(duì)安全殼早期超壓不起作用，對(duì)惰性氣體基本上沒有效果。砂堆過濾器目前只能加裝在核輔助廠放頂部，投入使用后將成為額外的輻射源，必須考慮屏蔽，這會(huì)造成結(jié)構(gòu)上的一定困難。此外，為了防止砂層板結(jié)和水蒸氣在管壁冷凝，正常運(yùn)行是以干熱空氣保養(yǎng)，連接管道還必須預(yù)熱，因而維護(hù)工作量很大。
??????? 3.1.2金屬纖維過濾器
??????? （1）工作原理
??????? 其工作原理與沙床過濾器有相似之處，主要靠物理的機(jī)械捕捉來實(shí)現(xiàn)過濾。
??????? （2）缺點(diǎn)
??????? 為了達(dá)到一定的過濾效果，一般不可以單獨(dú)使用，需要與濕式或者沙床過濾器相配合。
??????? 3.2 濕式過濾器
??????? 3.2.1文氏管除塵器
??????? （1）工作原理
??????? 文丘里洗滌器又稱文氏管除塵器，是一種典型的高能耗高效濕式除塵器。它是由文丘里管、脫水器、沉淀池和加壓循環(huán)水泵等幾部分組成，除塵過程可分為霧化、凝聚和脫水三個(gè)過程。前兩個(gè)環(huán)節(jié)在文氏管內(nèi)進(jìn)行，后一個(gè)環(huán)節(jié)在脫水器內(nèi)完成。含塵氣體由進(jìn)氣管進(jìn)入收縮管后流速逐漸增大，在喉部氣流速度達(dá)到最大值。在收縮管和喉管中氣液兩相流之間的相對(duì)流速達(dá)到最大值。從噴嘴噴射出來的水滴，在高速氣流沖擊下霧化，能量由高速氣流供給。
??????? 在喉口處氣體和水充分接觸，并達(dá)到飽和，塵粒表面附著的氣膜被沖破，使塵粒被水濕潤，發(fā)生激烈的凝聚。在擴(kuò)散管中，氣流速度減小，壓力回升，以塵粒為凝結(jié)核的凝聚作用形成，凝聚成粒徑較大的含塵水滴，更易于被捕集。粒徑較大的含塵水滴進(jìn)入脫水器后，在重力、離心力等的作用下，干凈氣體與水、塵分離，達(dá)到除塵的目的。
??????? 3.2.2引射式除塵器
??????? （1）工作原理
??????? 引射式除塵器與普通文氏管除塵器不同之處在于后者是用風(fēng)機(jī)造成高速氣流，而前者是利用水泵造成液體帶動(dòng)氣流。在引射式除塵器中，氣體凈化所消耗的能量全部注入到噴淋液中，噴淋液在600~1200kPa壓力下，通過漸縮噴管中的噴嘴送入文氏管噴霧器。然后通過液滴捕集器出去放射性的液滴，凈化安全殼大氣。
??????? （2）優(yōu)缺點(diǎn)
??????? 對(duì)高分散性粉塵且尺寸小于2~3μm的顆粒捕集效率不高，能量利用效率較低。
??????? 3.2.3噴射式除塵器
??????? （1）工作原理
??????? 噴射式除塵器是一種較新的除塵器，特點(diǎn)是利用氣體的動(dòng)能使氣液充分混合接觸。氣體首先經(jīng)過一個(gè)收縮的錐形杯將速度提高，溢流入錐形杯的吸收液受高速氣體的沖擊并攜帶底口噴出。氣體因突然擴(kuò)散，形成劇烈湍動(dòng)，將液體粉碎霧化，產(chǎn)生極大的接觸界面，增強(qiáng)除塵效果。
??????? （2）優(yōu)缺點(diǎn)
??????? 由于氣液以順流方式進(jìn)行，不受逆流操作中氣體臨界速度的對(duì)除塵器的液流極限能力的限制，提高體積傳質(zhì)能力。此特點(diǎn)對(duì)處理風(fēng)量很大是有利的，加之噴射塔結(jié)構(gòu)簡單、操作管理方便，不易堵管等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)煙氣凈化中得到了應(yīng)用。
??????? 3.2.4沖擊式除塵器
??????? （1）工作原理
??????? 沖擊式除塵器是利用含塵煙氣以一定的速度沖擊水面而捕集煙塵的裝置。
??????? （2）優(yōu)缺點(diǎn)
??????? 這種除塵器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、不易堵塞、維護(hù)方便、耗水量小，但速度增大時(shí)阻力較大。
??????? 通過對(duì)比分析和電廠實(shí)際運(yùn)用情況可以看出，選擇濕式除塵系統(tǒng)是較為理想的，濕式除塵系統(tǒng)的兩個(gè)主要的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)是：較高的氣液兩相相對(duì)速度和較高的物化性能，這就意味著要再文式管的設(shè)計(jì)和液體噴嘴的設(shè)計(jì)上能夠有所創(chuàng)新，同時(shí)考慮到秦山二期核電廠設(shè)置了金屬纖維過濾器用于放射性汽水的分離，結(jié)合我所多年來在汽水分離方面的研究經(jīng)驗(yàn)，這兒也是可以有所突破，實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。為此提出以下三點(diǎn)工作重心：
??????? 一、?文氏管的優(yōu)化設(shè)計(jì)
??????? 二、?噴霧器的優(yōu)化設(shè)計(jì)
??????? 三、?汽水分離器的優(yōu)化設(shè)計(jì)
??????? 技術(shù)路線：理論分析+數(shù)值模擬+實(shí)驗(yàn)研究
???????