核反应堆一回路氢气控制系统及方法技术方案

本申请涉及一回路反应堆技术领域，提供了一种核反应堆一回路氢气控制系统及方法，所述系统包括压力容器、稳压器和主泵，压力容器放置有核反应堆，主泵用于驱动冷却剂在稳压器和压力容器中循环流动；所述方法包括在核反应堆停堆时，若稳压器中的冷却剂的氢含量大于第一阈值，将稳压器中的喷淋嘴从第一流量调整至第二流量，通过稳压器中的多个电加热器将稳压器中的冷却剂加热至饱和状态，使氢气从冷却剂中分离出来，第一流量为核反应堆运行时经喷淋嘴流入稳压器的冷却剂的流量，第一流量小于第二流量。基于本申请提供的核反应堆一回路氢气控制系统及方法可以自动控制一回路冷却剂中的氢含量。氢含量。氢含量。

【技术实现步骤摘要】
核反应堆一回路氢气控制系统及方法


[0001]本申请涉及一回路反应堆
，尤其涉及核反应堆一回路氢气控制系统及方法。

技术介绍

[0002]核反应堆一回路的冷却剂在反应堆的强辐射作用下会分解出强氧化气体，强氧化气体会腐蚀核电设备，从而影响核电厂的安全性并降低设备的使用寿命。因此在反应堆运行的过程中，通常采用向冷却剂中加氢的方法抑制冷却剂的分解，常用的冷却剂为水。但是机组在检修期间进行停堆的过程中，为避免氢氧混合爆炸，需要首先去除氢气，降低一回路冷却剂中的含氢量。
[0003]现有的控制一回路水中氢气含量的方法为：在反应堆停堆时，将一回路的水引出至TEP除气器装置，然后通过辅助蒸汽设备将水加热至饱和后分离出氢气，再将冷却后的水通过化学和容积控制系统(RCV)传送回一回路。或者通过多次升高和降低容控箱水位，并使用氢气对容控箱进行吹扫以降低水中的氢含量，这两种方式都需要操作人员长时间的跟踪，时刻匹配进出一回路的水流量，还要避免出现容控箱满水的现象，耗费了大量的人力且工作效率较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种核反应堆一回路氢气控制系统及方法，可以自动控制一回路冷却剂中的氢含量。
[0005]第一方面，本申请提供了一种核反应堆一回路氢气控制方法，应用于核反应堆一回路氢气控制系统，所述系统包括压力容器、稳压器和主泵，所述压力容器放置有核反应堆，所述主泵用于驱动冷却剂在所述稳压器和所述压力容器中循环流动，所述方法包括：
[0006]在所述核反应堆停堆时，若所述稳压器中的冷却剂的氢含量大于第一阈值，将所述稳压器中的喷淋嘴从第一流量调整至第二流量，通过所述稳压器中的多个电加热器将所述稳压器中的冷却剂加热至饱和状态，使氢气从所述冷却剂中分离出来，所述第一流量为所述核反应堆运行时经所述喷淋嘴流入所述稳压器的所述冷却剂的流量，所述第一流量小于所述第二流量。
[0007]本申请提供的核反应堆一回路氢气控制方法通过稳压器中的多个电加热器，将冷却剂加热至饱和状态后使得氢气可以全部析出，同时要增大经喷淋嘴流入稳压器的冷却剂的流量，避免一回路的压力出现失控的情况。该方法不需要额外的设备(比如TEP除气器和辅助蒸汽设备)除氢，也不需要利用容控箱多次升降水位进行吹扫，减少了冷却剂的消耗以及放射性废气的产生。同时操作人员不用时刻关注容控箱的进出水量，解放人力。该方法仅利用一回路本身具备的稳压器，就可以自动地降低冷却剂中的氢含量。
[0008]可选地，所述系统还包括排气阀、冷却器和TEP头箱，所述排气阀的两端分别与所述稳压器中的第一排气口和所述冷却器的一端连接，所述冷却器的另一端与所述TEP头箱
连接，所述方法还包括：开启所述排气阀，以使得所述多个电加热器加热所述冷却剂的过程中产生的水蒸气经过所述第一排气口到达所述冷却器，所述水蒸气经所述冷却器冷却形成水滴并流入所述TEP头箱中。
[0009]基于上述可选的方式，通过冷却器可以将水蒸气冷却成水滴后排到TEP头箱，然后对废水进行回收处理，从而避免产生放射性废水。
[0010]可选地，所述系统还包括TEG系统，所述TEG系统与所述冷却器的另一端连接，所述方法还包括：所述分离出来的氢气通过所述第一排气口和所述冷却器排出至所述TEG系统中。基于该可选的方式，通过TEG系统可以将排出的废气进行正常废气处理。
[0011]可选地，该方法还包括：若所述稳压器中冷却剂的氢含量等于或者小于所述第一阈值时，关闭所述多个电加热器。
[0012]可选地，所述系统还设置有补水通道，所述方法还包括：保持所述排气阀的开启状态，通过所述补水通道向所述稳压器中添加冷却剂，使所述稳压器的蒸汽空间中的氢气通过所述第一排气口排出至TEG系统，当所述稳压器中充满所述冷却剂时，关闭所述排气阀。
[0013]基于上述可选的方式，稳压器停止加热后，需要通过灭汽腔的操作使一回路中充满水，从而控制一回路的压力。同时，稳压器顶部的蒸汽空间中可能存在部分氢气没有完全排出。当向稳压器中添加冷却剂时，高压环境下会使蒸汽空间中的氢气重新融入冷却剂中，使得冷却剂中氢含量增加，出现反弹的现象。因此，在灭汽腔的过程中，保持排气阀处于开启状态，使蒸汽空间中的氢气可以完全排出，直到稳压器中充满水之后再关闭排气阀，可以避免出现氢含量反弹的现象。
[0014]可选地，所述系统还包括容控箱和氢气源，所述容控箱与所述稳压器连接，所述冷却剂通过所述稳压器流入所述容控箱，所述氢气源与所述容控箱的进气口连接，所述方法还包括：
[0015]在所述核反应堆启动时，若所述容控箱中冷却剂的氢含量小于第二阈值，将所述容控箱的压力设为第一预设值，并利用氢气源对所述容控箱进行氢气吹扫，直到所述容控箱中冷却剂的氢含量大于或者等于所述第二阈值时，将所述容控箱的压力调整为第二预设值，所述第一预设值大于所述第二预设值，所述第二预设值为所述核反应堆运行时所述容控箱设置的压力值，所述第二阈值为所述核反应堆达到临界状态时所述冷却剂中需要的氢含量。
[0016]基于上述可选的方式，氢气的溶解度与环境中的压力成正相关，在对容控箱进行氢气吹扫时，通过增加容控箱的压力，可以快速地增加容控箱中氢气的溶解速度。相比于在较低压力下通过多次升降水位对容控箱进行氢气吹扫这一方法，本申请提供的方法，可以在保持容控箱水位不变的情况下，增大压力从而使氢含量可以快速地到达核反应堆处于临界状态时，冷却剂中所需的氢含量，可以节省人力并提高工作效率。
[0017]可选地，所述系统还包括氮气源，所述氮气源与所述容控箱的进气口连接，所述利用氢气源对所述容控箱进行吹扫之前还包括：将所述容控箱的压力设为第二预设值，利用氮气源对所述容控箱进行氮气吹扫，用于降低所述容控箱中冷却剂的氧含量，直到所述冷却剂的氧含量等于或者小于第二阈值。
[0018]基于上述可选的方式，在对容控箱进行氢气吹扫之前，需要通过氮气吹扫来降低冷却剂中氧气的含量，避免大量的氢氧混合时易发生爆炸的现象。
[0019]可选地，所述第一预设值为1.2bar.g至1.5bar.g中的任一值，所述第二预设值为0.8bar.g。
[0020]可选地，该方法还包括：通过上充泵将所述容控箱中的冷却剂传送回所述压力容器中。
[0021]第二方面，本申请还提供了一种核反应堆一回路氢气控制系统，所述系统用于实现上述第一方面任一项所述的核反应堆一回路氢气控制方法。
[0022]上述第二方面以及上述第二方面的各可能的实施方式所提供的核反应堆一回路氢气控制系统，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核反应堆一回路氢气控制方法，应用于核反应堆一回路氢气控制系统，所述系统包括压力容器(1)、稳压器(2)和主泵(3)，所述压力容器(1)放置有核反应堆，所述主泵(3)用于使冷却剂在所述稳压器(2)和所述压力容器(1)中循环流动，其特征在于，所述方法包括：在所述核反应堆停堆时，若所述稳压器(2)中的冷却剂的氢含量大于第一阈值，将所述稳压器(2)中的喷淋嘴(21)从第一流量调整至第二流量，通过所述稳压器(2)中的多个电加热器(22)将所述稳压器(2)中的冷却剂加热至饱和状态，使氢气从所述冷却剂中分离出来，所述第一流量为所述核反应堆运行时经所述喷淋嘴(21)流入所述稳压器(2)的冷却剂的流量，所述第一流量小于所述第二流量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括排气阀(27)、冷却器(26)和TEP头箱(5)，所述排气阀(27)的两端分别与所述稳压器(2)中的第一排气口(23)和所述冷却器(26)的一端连接，所述冷却器(26)的另一端与所述TEP头箱(5)连接，所述方法还包括：开启所述排气阀(27)，以使得所述多个电加热器(22)加热所述冷却剂的过程中产生的水蒸气经过所述第一排气口(23)到达所述冷却器(26)，所述水蒸气经所述冷却器(26)冷却形成水滴并流入所述TEP头箱(5)中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述系统还包括TEG系统(4)，所述TEG系统(4)与所述冷却器(26)的另一端连接，所述方法还包括：所述分离出来的氢气通过所述第一排气口(23)和所述冷却器(26)排出至所述TEG系统(4)中。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述稳压器(2)中冷却剂的氢含量等于或者小于所述第一阈值，关闭所述多个电加热器(22)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述系统还设置有补水通道，所述方法还包括：保持所述排气阀(27)的开启状态，通过所述补水通道向所述稳压器(2)中添加冷却剂，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：王树强，
申请(专利权)人：岭澳核电有限公司岭东核电有限公司大亚湾核电运营管理有限责任公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：