CN109698035A - 一种一回路冷却剂充排*** - Google Patents

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刘艳丽
李翔
魏川清
张立德
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China General Nuclear Power Corp
China Nuclear Power Technology Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种一回路冷却剂充排***，包括冷却剂存储罐，与冷却剂存储罐连接的一回路排冷却剂管，与一回路排冷却剂管连接的冷却剂充排管，设置于冷却剂充排管上、用于泵送冷却剂至冷却剂存储罐的冷却剂输送泵，以及设置于一回路反应堆主容器内、与冷却剂充排管连接用于提供冷却剂输送泵入口吸入压头的沉泵，其中，一回路排冷却剂管、冷却剂输送泵、冷却剂充排管以及沉泵构成了一回路冷却剂的排放管路，用于将冷却剂从反应堆主容器内排入冷却剂存储罐中。本发明的充排***能将主容器液位降低至主容器底部焊缝以下，使得主容器内部设备维修、更换及主容器内焊缝检修得以实现。

Description

一种一回路冷却剂充排***
技术领域
本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种使用重金属或重金属合金作为冷却剂的核反应堆的一回路冷却剂充排***。
背景技术
采用重金属或重金属合金作为冷却剂的核反应堆，其冷却剂密度较大，相同压差下，高密度冷却剂的液柱高度仅能达到水柱高度的1/10或更低；设计时一般避免充排管与主容器上开口位置低于正常液位，以避免管道破裂导致一回路冷却剂丧失带来堆芯裸露的风险；而反应堆主容器底部至冷却剂存储装置有较大的高差。在此情况下，单纯使用泵直接对主容器内高密度冷却剂进行抽吸的方式难以实现冷却剂的排出和排尽。若不设置一回路冷却剂排出措施，将对主容器内设备的检修、更换带来困难，主容器内焊缝的检修也难以实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种一回路冷却剂充排***，该***通过在反应堆主容器中设置沉泵，以保证冷却剂输送泵入口的吸入压头，从而实现冷却剂的排出和排尽。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种一回路冷却剂充排***，包括冷却剂存储装置，与所述冷却剂存储装置连接的一回路排冷却剂管，与所述一回路排冷却剂管连接的冷却剂充排管，设置于所述冷却剂充排管上、用于泵送所述冷却剂至所述冷却剂存储装置的冷却剂输送泵，以及设置于一回路反应堆主容器内、与所述冷却剂充排管连接用于提供所述冷却剂输送泵入口的吸入压头的沉泵，其中，
所述一回路排冷却剂管、冷却剂输送泵、冷却剂充排管以及沉泵构成了一回路冷却剂的排放管路，用于将所述冷却剂从所述反应堆主容器内排入冷却剂存储装置中。
其中，该充排***还包括一回路充冷却剂管，所述冷却剂存储装置通过所述一回路充冷却剂管与所述冷却剂充排管连接，所述一回路充冷却剂管、冷却剂充排管构成了一回路冷却剂的充入管路，用于将所述冷却剂从所述冷却剂存储装置中充入所述反应堆主容器内。
其中，所述一回路充冷却剂管上设置有第一截止阀和第一逆止阀，
所述第一截止阀用于开启或关断所述充入管路，
所述第一逆止阀用于在所述充入管路开启时，防止冷却剂通过所述一回路冷却剂管逆流到所述冷却剂存储装置中。
其中，所述一回路排冷却剂管上设置有第二截止阀和第二逆止阀，
所述第二截止阀用于开启或关断所述排放管路；
所述第二逆止阀用于当所述排放管路开启时，防止所述冷却剂通过所述一回路排冷却剂管逆流到所述冷却剂充排管中。
其中，所述冷却剂充排管上设置有第三截止阀，所述第三截止阀用于开启或关断所述充入管路和排放管路。
其中，所述冷却剂充排管从主容器顶盖或者从主容器壁面上高于冷却剂正常运行液位的位置处进入主容器内部。
其中，所述冷却剂输送泵的布置高度低于所述冷却剂充排管的最高位置。
其中，所述沉泵为立式离心泵，所述沉泵布置于反应堆主容器的底部或者靠近底部的位置处。
其中，所述冷却剂存储装置中设置有电加热装置以及保温装置，分别用于对所述冷却剂存储装置进行加热和保温，使得所述冷却剂维持液态状态。
其中，所述冷却剂存储装置中还设置有冷却剂质量检测装置和气体检测设备，所述冷却剂质量检测装置用于检测所述冷却剂的质量，所述气体检测设备用于检测所述冷却剂存储装置内的气体质量。
本发明实施例的有益效果在于：本发明的充排***通过在主容器底部设置沉泵，保证冷却剂输送泵入口具备最低吸入压头，在不影响一回路***及相关辅助***的正常运行下，能将一回路冷却剂液位降低至主容器底部焊缝高度以下，使主容器内部设备维修、更换及主容器内焊缝检修得以实现，同时避免在主容器一回路冷却剂正常运行液位下方甚至主容器底部开口时，消除充排管破裂导致一回路冷却剂丧失，进入造成堆芯裸露的风险；此外，不会出现因充排管破裂导致一回路冷却剂丧失的事故，能有效执行第二道屏障功能；最后，该充排***不会对其他设备增加额外的设计要求，对于密度更高的冷却剂具有较好的适用性，可在一回路密封环境下实现排冷却剂功能，可有效防止放射性和毒物的扩散。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种一回路冷却剂充排***的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种一回路冷却剂充排***，该***包括冷却剂存储装置1，与所述冷却剂存储装置1连接的一回路排冷却剂管3，与所述一回路排冷却剂管3连接的冷却剂充排管4，设置于所述冷却剂充排管4上、用于泵送所述冷却剂至所述冷却剂存储装置1的冷却剂输送泵5，以及设置于一回路反应堆主容器6内、与所述冷却剂充排管4连接用于提供所述冷却剂输送泵5入口的吸入压头的沉泵7，其中，
所述一回路排冷却剂管3、冷却剂输送泵5、冷却剂充排管4以及沉泵7构成了一回路冷却剂的排放管路，用于将所述冷却剂从所述反应堆主容器6内排入冷却剂存储装置1中。
其中，该充排***还包括一回路充冷却剂管2，所述冷却剂存储装置1通过所述一回路充冷却剂管2与所述冷却剂充排管4连接，所述一回路充冷却剂管2、冷却剂充排管4构成了一回路冷却剂的充入管路，用于将所述冷却剂从所述冷却剂存储装置1中充入所述反应堆主容器6内。
具体地，冷却剂存储装置1为冷却剂存储罐，冷却剂存储罐用于存储高密度的一回路冷却剂，存储罐可接收并存储来自一回路的高密度冷却剂，其容量足以容纳整个一回路的冷却剂装量。为保证向一回路充冷却剂时具有足够的势能，冷却剂存储罐最低点应保证大于一回路正常运行液位。此外充排***管路上的设计也应保证向一回路充冷却剂功能能够顺利执行。
为了使得冷却剂存储罐中的冷却剂维持在液态状态，冷却剂存储罐还设置有电加热装置以及保温装置，其中，电加热装置用于对冷却剂存储罐中的冷却剂进行加热，保温装置用于对冷却剂存储罐进行保温。
冷却剂存储罐中设置有质量检测装置和气体检测装置，分别用于检测冷却剂存储罐内的冷却剂质量和气体质量。
冷却剂存储罐中还设置有氩气吹扫装置和空气吹扫装置，以便于工作人员对冷却剂存储罐进行检修。
具体地，一回路排冷却剂管3上设置有第二截止阀82和第二逆止阀92，第二截止阀82用于开启或关断排放管路；第二逆止阀92用于当所述排放管路开启时，防止所述冷却剂通过所述一回路排冷却剂管3逆流到所述冷却剂充排管中4。
具体地，一回路充冷却剂管2上设置有第一截止阀81和第一逆止阀91，第一截止阀81用于开启或关断所述充入管路，第一逆止阀91用于在充入管路开启时，防止冷却剂通过一回路充冷却剂管2逆流到所述冷却剂存储罐1中。
具体地，冷却剂充排管4上还设置有第三截止阀83，第三截止阀83用于开启或关断充入管路和排放管路。
其中，冷却剂充排管4与反应堆主容器6连接，从主容器顶盖或高于冷却剂正常运行液位的主容器壁面上进入主容器内部，避免管道破裂导致一回路冷却剂泄露的情况出现。进入主容器的冷却剂充排管下行至浸没在冷却剂中的沉泵。沉泵吸入管道延伸至主容器底部。排高密度冷却剂时，开启管路各处阀门，启动沉泵，将主容器内的冷却剂排出主容器，增加冷却剂输送泵入口压力。当冷却剂输送泵入口压力满足要求时，开启冷却剂输送泵，将冷却剂泵送至冷却剂存储罐。
其中，设置于冷却剂充排管4上的冷却剂输送泵5是输运高密度冷却剂的主要动力来源，冷却剂输送泵5用于泵送高密度冷却剂至冷却剂存储罐中，冷却剂输送泵5布置高度不应高于冷却剂充排管4的最高位置。为保证冷却剂输送的连续性，应选取合适的冷却剂输送泵上游垂直管段的长度。
其中，沉泵7设置在主容器6内，为了充分利用高度空间，沉泵7优选为立式离心泵。沉泵7主要用于提供克服高差的压头，保证冷却剂泵入口具备最低吸入压头。沉泵7应尽量布置在主容器6的底部或靠近底部的位置，以减少沉泵7吸入口与主容器6底部的高差，便于主容器6液位低时，沉泵7能够有效的工作，沉泵吸入管71末端尽量靠近底部有利于减少残余冷却剂量。
以下介绍该一回路冷却剂充排***的工作原理
一回路冷却剂充入：打开第一截止阀门、第一逆止阀门和第三截止阀门，使得充入管路导通，冷却剂存储罐中的冷却剂通过重力的作用流入反应堆主容器中。
一回路冷却剂排放：打开第二截止阀门、第二逆止阀门和第三截止阀门，使得排放管路导通，启动沉泵，将主容器内的冷却剂排出主容器，增加冷却剂输送泵入口的压力，当冷却剂泵输送入口压力满足要求时，开启冷却剂输送泵，将冷却剂泵送至冷却剂存储罐中。
本发明实施例的充排***通过在主容器底部设置沉泵，保证冷却剂输送泵入口具备最低吸入压头，在不影响一回路***及相关辅助***的正常运行下，能将一回路冷却剂液位降低至主容器底部焊缝高度以下，使主容器内部设备维修、更换及主容器内焊缝检修得以实现，同时避免在主容器一回路冷却剂正常运行液位下方甚至主容器底部开口时，消除充排管破裂导致一回路冷却剂丧失，进入造成堆芯裸露的风险；此外，不会出现因充排管破裂导致一回路冷却剂丧失的事故，能有效执行第二道屏障功能；最后，该充排***不会对其他设备增加额外的设计要求，对于密度更高的冷却剂具有较好的适用性，可在一回路密封环境下实现排冷却剂功能，可有效防止放射性和毒物的扩散。
有关本实施例的工作原理以及所带来的有益效果请参照本发明实施例一的说明，此处不再赘述。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种一回路冷却剂充排***，其特征在于：包括冷却剂存储装置，与所述冷却剂存储装置连接的一回路排冷却剂管，与所述一回路排冷却剂管连接的冷却剂充排管，设置于所述冷却剂充排管上、用于泵送所述冷却剂至所述冷却剂存储装置的冷却剂输送泵，以及设置于一回路反应堆主容器内、与所述冷却剂充排管连接用于提供所述冷却剂输送泵入口的吸入压头的沉泵，其中，
所述一回路排冷却剂管、冷却剂输送泵、冷却剂充排管以及沉泵构成了一回路冷却剂的排放管路，用于将所述冷却剂从所述反应堆主容器内排入冷却剂存储装置中。
2.根据权利要求1所述的充排***，其特征在于，还包括一回路充冷却剂管，所述冷却剂存储装置通过所述一回路充冷却剂管与所述冷却剂充排管连接，所述一回路充冷却剂管、冷却剂充排管构成了一回路冷却剂的充入管路，用于将所述冷却剂从所述冷却剂存储装置中充入所述反应堆主容器内。
3.根据权利要求2所述的充排***，其特征在于：
所述一回路充冷却剂管上设置有第一截止阀和第一逆止阀，
所述第一截止阀用于开启或关断所述充入管路，
所述第一逆止阀用于在所述充入管路开启时，防止冷却剂通过所述一回路充冷却剂管逆流到所述冷却剂存储装置中。
4.根据权利要求3所述的充排***，其特征在于：
所述一回路排冷却剂管上设置有第二截止阀和第二逆止阀，
所述第二截止阀用于开启或关断所述排放管路；
所述第二逆止阀用于当所述排放管路开启时，防止所述冷却剂通过所述一回路排冷却剂管逆流到所述冷却剂充排管中。
5.根据权利要求4所述的充排***，其特征在于：
所述冷却剂充排管上设置有第三截止阀，所述第三截止阀用于开启或关断所述充入管路和排放管路。
6.根据权利要求5所述的充排***，其特征在于：
所述冷却剂充排管从主容器顶盖或者从主容器壁面上高于冷却剂正常运行液位的位置处进入主容器内部。
7.根据权利要求6所述的充排***，其特征在于：
所述冷却剂输送泵的布置高度低于所述冷却剂充排管的最高位置。
8.根据权利要求7所述的充排***，其特征在于：
所述沉泵为立式离心泵，所述沉泵布置于反应堆主容器的底部或者靠近底部的位置处。
9.根据权利要求8所述的充排***，其特征在于:
所述冷却剂存储装置中设置有电加热装置以及保温装置，分别用于对所述冷却剂存储装置进行加热和保温，使得所述冷却剂维持液态状态。
10.根据权利要求9所述的充排***，其特征在于：
所述冷却剂存储装置中还设置有冷却剂质量检测装置和气体检测设备，所述冷却剂质量检测装置用于检测所述冷却剂的质量，所述气体检测设备用于检测所述冷却剂存储装置内的气体质量。
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