安全殼系統是包容反應堆一迴路系統和應急安全設施的外殼。它是核電站的第四道安全螢幕障。以防止放射性物質向外擴散，即使在最嚴重事故時，放射性物質仍能全部被封閉在內而不影響周圍環境。
基本介紹
- 中文名：安全殼系統
- 外文名：containment spray system
- 作用：防止放射性物質擴散
- 結構：球頂圓柱形大殼體
- 組成：噴淋、消氫、淨化、隔離等系統
作用,結構,組成,噴淋系統,隔離系統,通風淨化系統,氫複合系統,
作用
作用是防止當發生強烈地震或失水等嚴重事故時，能確保放射性氣體和放射性物質全部被密封在安全殼內，以免向外逸散，污染大氣和環境。
結構
安全殼是一個球頂圓柱形的大殼體。另外還有球形和圓柱形結構的安全殼。安全殼的內層是（19~33）mm厚的密封鋼殼，外層是預應力混凝土或鋼筋混凝土。氣密性要求為，在設計壓力下，每天泄漏率應小於安全殼內空氣童量的0.1%。
在安全殼內除包容有反應堆及其一迴路設備外，還安設有堆芯安全注水系統，噴淋、消氫、淨化、隔離及停堆冷卻等系統。
安全殼的體積很大，直徑約為40米，高60米左右。內層的鋼密封襯是在現場組裝和焊接的，焊前無法預熱、焊後難以進行熱處理。所以要求材料焊接性好、雜質少、強度高、塑韌性大。安全殼材料多採用碳錳鋼。當殼體厚度超過38mm時為了提高淬透性，改善強度和韌性以及焊接性能，需採用低合金高強度鋼A537或A387。
組成
安全殼系統包括包括安全殼噴淋系統、安全殼隔離系統、冷卻系統、空氣淨化系統、安全殼氫複合系統等。
噴淋系統
用於在失水事故和安全殼內主蒸汽管道破裂事故後，降低安全殼內的峰值壓力和溫度，防止安全殼超壓的系統。在失水事故時，在噴淋水中添加的化學藥物（NaOH），能除去安全殼空氣中的氣體裂變產物，從而減少氣態裂變產物（主要是碘）可能向環境的泄漏量。噴淋液最終集中於用於收集廠房和設備間的設備的泄露水、設備和地面的去污水及沖洗水的安全殼地坑中，添加的化學藥物可以實現安全殼地坑水的化學控制，使其中水的pH值控制在8.5~10.5，這樣可以長期滯留碘，並減少安全殼內設備的腐蝕和限制金屬表面與噴淋液作用而產生氫。
噴淋系統通常由兩個獨立的、分隔的噴淋系列和一個公用的化學藥物添加迴路組成。兩個噴淋系列可同時使用，以縮短處理事故的過程；其中任何一個系列失效時，都不會喪失系統的安全功能。
每個噴淋系列設定一台噴淋泵和一台噴淋熱交換器。噴淋泵通常為離心泵，每台泵設有小流量旁通管、以防止泵由於閉閥運行受到損壞和過熱。要求把噴淋泵布置的低於安全殼地坑，以使泵有一定的淨正吸入壓頭而壁面發生氣蝕。
隔離系統
將反應堆安全殼建築物與外界的一切可能聯繫通道關閉的各種裝置的總稱。用於當反應堆冷卻劑系統發生失水事故或主蒸汽管道發生破裂事故時，將貫穿安全殼的工藝管道迅速隔離，以阻止或限制放射性物質向環境釋放，系專設安全設施之一。
根據各工藝管道的具體情況，選用下列不同的隔離裝置:
1、對貫穿安全殼的管道，在其緊靠安全殼的內、外兩側處，一般各設定一個自動動作隔離閥，使單一能動不見的故障不會妨礙安全殼的隔離；
2、對既不屬於反應堆冷卻劑壓力邊界的一部分，又不直接與安全殼內大氣相通的管道，至少應在安全殼的外側設定一個自動動作隔離閥；
3、對失水事故時仍需工作的專設安全設施系統，可用止回閥作為安全殼內側的自動動作隔離閥。
通風淨化系統
為滿足反應堆運行和停堆換料期間人員進入安全殼對環境空氣所需的條件，以及參與失水事故後將空氣冷卻而設定的若干系統的總稱。
反應堆運行期間，由於一次冷卻劑系統的散熱，安全殼內的空氣溫度不斷上升，同時，由於一次冷卻劑系統的泄露，安全殼內空氣中含有放射性物質。通風淨化系統的任務就是排除安全殼中空氣的熱量及去除其中的放射性物質。
安全殼冷卻系統有安全殼空氣冷卻系統、工藝設備或設備房間通風冷卻系統等，安全殼空氣淨化系統有安全殼空氣循環過濾系統、安全殼清洗通風系統等。
1、安全殼空氣冷卻系統
用以排除安全殼內的熱量，保持安全殼內溫度一般不超過50 ℃。這是考慮電氣設備及儀表等能正常持續運行的需要。系統通常由風機、以冷凍水為介質的冷卻裝置、風閥及有關控制儀表組成。
安全殼空氣冷卻系統是否需要再失水事故後發揮功能，視核電廠具體設計情況而決定，該系統參與排出熱量，能有效抑制安全殼內壓力上升。
2、工藝設備或設備房間通風冷卻系統
用以在反應堆正常運行期間保持某些設備或設備房間的特定氣溫。
3、安全殼空隙循環過濾系統
用以在反應堆正常運行期間循環過濾安全殼內的空氣，消除氣載放射性碘和活化的粒子。通常是由高效粒子空氣過濾器和活性炭吸附器組成的整體式過濾裝置。
氫複合系統
安全殼氫複合系統是控制安全殼內大氣中氫濃度不超過形成爆炸混合物限制值的系統。亦稱安全殼消氫系統，系專設安全設施之一。安全殼內的氫氣一般來源於失水事故時的鋯水反應、金屬材料腐蝕以及堆芯水因輻照而產生的分解。
系統通常設定兩個獨立的、分隔的安全殼氫複合系列，每個系列設定一台空氣洗滌器、一颱風機和一台氫複合器，兩個系列共用一台氫分析器。兩個系列同事使用時，可以縮短處理事故的過程。其中一個系列失效時，不會喪失本系統的安全功能。
失水事故後，當安全殼內空氣中氫氣的體積濃度達到約1.5%時，本系統投入運行。風機從安全殼的不同高度、不同方位以及可能聚集七情的房間吸取空氣，首先使之經過空氣洗滌器，出去其中可溶性放射性微塵、以及懸浮在空氣中的氫氧化鈉和硼酸等物質，再將這些氣體送入氫複合器。氫符合器通常採用觸媒催化原理，先由電加熱器將洗滌後的空氣加熱到310~330℃。然後使之進入貴金屬（例如鈀）催化床，使氫和氧複合成水蒸氣。將除氫後的高溫空氣送入空氣冷卻器，冷卻後送回安全殼。
