CN110136856A - 一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核电站一回路放射性源项控制技术领域，具体涉及一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***及其控制方法，包括步骤一：使用硼水贮存水箱A中的干净硼水对一回路进行快速大量换水；步骤二：使用硼水贮存水箱B中的干净硼水对一回路进行间歇性换水；步骤三：使用硼水贮存水箱B中的干净硼水对一回路进行快速大量换水。本发明方法通过对一回路冷却剂与硼水贮存水箱进行换水和净化操作可达到将一回路放射性碘浓度降至控制水平以下，不需要硬件改造成本，还可在推迟反应堆顶盖起吊继续净化期间，主泵、蒸汽发生器可通过安装密封堵板，正常进行后续检修工作，减小对机组大修进程的影响。

Description

一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***及其控制方法
技术领域
本发明属于核电站一回路放射性源项控制技术领域，具体涉及一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***及其控制方法。
背景技术
压水堆核电机组运行期间燃料包壳破损时有发生；大修停堆降温降压期间，燃料中放射性碘等气态裂变产物通过包壳缺陷迅速大量进入一回路冷却剂中，从而产生尖峰现象(根据美国核管会NRC的研究及统计，停堆过程尖峰效应可导致一回路放射性碘浓度升高1000倍)；一回路***设备开口后，放射性碘从一回路冷却剂释放到厂房空气中，增加工作人员和公众的内照射风险；为控制放射性碘污染，反应堆顶盖起吊前需要将一回路冷却剂中的放射性碘净化至控制水平(5.0E+4Bq/L)以下。
某核电站机组大修停堆后执行一回路净化除气程序，一回路冷却剂从主泵出口下泄管线引入一回路冷却剂净化***净化除碘后返回主泵入口，正常净化流量为60m3/h，净化期间主泵需保持运行以保证净化流量。按照核电机组大修进程停堆后35小时需停运主泵，开始反应堆开盖准备。但是由于一回路冷却剂体积大，净化流量较小，一回路净化除碘速度较慢。若碘峰出现时间较晚或者主泵停运后一回路降温降压过程中破损燃料多次释放，则必须保持主泵运行(延长关键路径时间)继续进行净化，这样就会影响核电机组大修进程。因此需要设计一种从主泵停运到反应堆顶盖起吊期间，对一回路冷却剂中碘浓度进行高效控制的方法，以保证一回路放射性碘浓度降至控制水平以下，并减小对大修进程的影响。
发明内容
本发明目的是针对上述现有技术的不足提供一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***及其控制方法，用于解决现有技术中需要依赖主泵运行才可控制一回路碘浓度的技术问题。
本发明的技术方案是：
一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***，包括：反应堆一端通过主管道热段A与蒸汽发生器A连接，反应堆另一端通过主管道冷段A与主泵A连接，所述蒸汽发生器A与主泵A之间还连接有主管道过渡段A；所述主管道过渡段A上还通过余热导出***管线A连接至硼水贮存水箱A；所述硼水贮存水箱A还分别与乏池净化***和低压安注***泵A的一端连接；所述低压安注***泵A的另一端连接至反应堆；所述乏池净化***的另一端还与硼水贮存水箱B一端连接；反应堆一端通过主管道热段B与蒸汽发生器B连接，反应堆另一端通过主管道冷段B与主泵B连接，所述蒸汽发生器B与主泵B之间还连接有主管道过渡段B；所述主管道过渡段B上还通过余热导出***管线B连接至硼水贮存水箱B；所述低压安注***泵B的另一端连接至反应堆。
如上所述乏池净化***包括：乏池净化***树脂床和乏池净化***泵。
一种如上所述的任一压水堆一回路放射性碘浓度控制***的控制方法，在主泵停运后反应堆开盖前实施，包括如下步骤：
步骤一：使用硼水贮存水箱A中的干净硼水对一回路进行快速大量换水；
步骤二：使用硼水贮存水箱B中的干净硼水对一回路进行间歇性换水；
步骤三：使用硼水贮存水箱B中的干净硼水对一回路进行快速大量换水。
如上所述步骤一包括:使用硼水贮存水箱A对一回路(反应堆、主管道热段、蒸汽发生器、主管道过渡段、主泵和主管道冷段)进行换水，此阶段一回路中冷却剂体积约120m3，水箱A中干净硼水体积约1260m3，硼水贮存水箱A中的硼水通过低压安注***泵A以180-900m3/h左右的流量进入反应堆，然后经过主管道冷段A、主泵A、主管道过渡段A和余热导出***管线A将一回路冷却剂置换出来返回硼水贮存水箱A中，1.4-7小时将水箱A中干净硼水与一回路冷却剂充分混合稀释，一回路碘浓度可快速降低，降至1/10左右。
如上所述步骤二包括:使用硼水贮存水箱B中的干净硼水对一回路进行间歇性换水；此阶段一回路中冷却剂体积约120m3，水箱B中干净硼水最高液位对应体积约1260m3，最低液位对应体积约1000m3，硼水贮存水箱B中的硼水通过低压安注***泵B以180m3/h左右的流量进入反应堆，然后经过主管道冷段A、主泵A、主管道过渡段A和余热导出***管线A将一回路冷却剂置换出来储存在硼水贮存水箱A中，当硼水贮存水箱B中的水达到低液位后，暂停换水，高于低液位后启动换水，依次进行；与此同时通过乏池净化***中的乏池净化***泵和乏池净化***树脂床以40m3/h左右的流量对硼水贮存水箱A中的脏水进行连续净化，将净化后的干净水及时补回硼水贮存水箱B，净化过程连续进行，在主泵停运至反应堆开盖前的60小时内，共净化脏水2400m3，即有2400m3的干净硼水参与一回路换水，按照每240m3的干净换水碘浓度降低1倍估算，一回路碘浓度降至1/1000左右。
如上所述步骤三，包括：使用硼水贮存水箱B对一回路进行换水，此阶段一回路中冷却剂体积约120m3，水箱B中干净硼水体积约1260m3，硼水贮存水箱B中的硼水通过低压安注***泵B以180-900m3/h左右的流量进入反应堆，然后经过主管道冷段B、主泵B、主管道过渡段B和余热导出***管线B将一回路冷却剂置换出来返回硼水贮存水箱B中，1.4-7小时将水箱B中干净硼水与一回路冷却剂充分混合稀释，一回路碘浓度可再一次快速降低，降至1/10左右。
步骤一、步骤二和步骤三共同将一回路碘浓度降至1/100000左右，足够将一回路放射性碘浓度降至控制水平以下，从主泵停运到反应堆开盖前若时间紧张可根据情况适当减小步骤二的时间。
本发明具有以下有益效果：
1)本发明通过对一回路冷却剂进行换水和净化操作可将一回路放射性碘浓度降至控制水平以下，不需要硬件改造成本；
2)本发明方法不依赖主泵运行，不占用大修关键路径；
3)本发明方法的换水和净化控制效果较好，一次快速大量换水(1.4-7小时)可降低碘浓度1/10左右，间歇性换水每换水240m3(6小时)可降低碘浓度1/2左右；
4)本发明方法在推迟反应堆顶盖起吊继续净化期间，主泵、蒸汽发生器可通过安装密封堵板，正常进行后续检修工作，减小对机组大修进程的影响。
附图说明
图1是本发明所设计的一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***结构示意图；
其中：1-反应堆；2-主管道热段A；3-蒸汽发生器A；4-主管道过渡段A；5-主泵A；6-主管道冷段A；7-余热导出***管线A；8-硼水贮存水箱A；9-低压安注***泵A；10-乏池净化***泵；11-乏池净化***树脂床；12-主管道热段B；13-蒸汽发生器B；14-主管道过渡段B；15-主泵B；16-主管道冷段B；17-余热导出***管线B；18-硼水贮存水箱B；19-低压安注***泵B。
具体实施方式
下面对本发明技术进行进一步描述：
如图1所示，一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***，包括：反应堆1一端通过主管道热段A2与蒸汽发生器A3连接，反应堆1另一端通过主管道冷段A6与主泵A5连接，所述蒸汽发生器A3与主泵A5之间还连接有主管道过渡段A4；所述主管道过渡段A4上还通过余热导出***管线A7连接至硼水贮存水箱A8；所述硼水贮存水箱A8还分别与乏池净化***和低压安注***泵A9的一端连接；所述低压安注***泵A9的另一端连接至反应堆1；所述乏池净化***的另一端还与硼水贮存水箱B18一端连接；反应堆1一端通过主管道热段B12与蒸汽发生器B13连接，反应堆1另一端通过主管道冷段B16与主泵B15连接，所述蒸汽发生器B13与主泵B15之间还连接有主管道过渡段B14；所述主管道过渡段B14上还通过余热导出***管线B17连接至硼水贮存水箱B18；所述硼水贮存水箱B18与低压安注***泵B19的一端连接；所述低压安注***泵B19的另一端连接至反应堆1。
如上所述乏池净化***包括：乏池净化***泵10和乏池净化***树脂床11。
一种如上所述的任一压水堆一回路放射性碘浓度控制***的控制方法，在主泵停运后反应堆开盖前实施，包括如下步骤：
步骤一：使用硼水贮存水箱A8中的干净硼水对一回路进行快速大量换水
使用硼水贮存水箱A8对一回路(反应堆、主管道热段、蒸汽发生器、主管道过渡段、主泵和主管道冷段)进行换水，此阶段一回路中冷却剂体积约120m3，水箱A8中干净硼水体积约1260m3，硼水贮存水箱A8中的硼水通过低压安注***泵A9以180-900m3/h左右的流量进入反应堆1，然后经过主管道冷段A6、主泵A5、主管道过渡段A4和余热导出***管线A7将一回路冷却剂置换出来返回硼水贮存水箱A8中，1.4-7小时将水箱A8中干净硼水与一回路冷却剂充分混合稀释，一回路碘浓度可快速降低，降至1/10左右。
步骤二：使用硼水贮存水箱B18中的干净硼水对一回路进行间歇性换水
使用硼水贮存水箱B18中的干净硼水对一回路进行间歇性换水；此阶段一回路中冷却剂体积约120m3，水箱B18中干净硼水最高液位对应体积约1260m3，最低液位对应体积约1000m3，硼水贮存水箱B18中的硼水通过低压安注***泵B19以180m3/h左右的流量进入反应堆1，然后经过主管道冷段A6、主泵A5、主管道过渡段A4和余热导出***管线A7将一回路冷却剂置换出来储存在硼水贮存水箱A8中，当硼水贮存水箱B18中的水达到低液位后，暂停换水，高于低液位后启动换水，依次进行；与此同时通过乏池净化***中的乏池净化***泵10和乏池净化***树脂床11以40m3/h左右的流量对硼水贮存水箱A8中的脏水进行连续净化，将净化后的干净水及时补回硼水贮存水箱B18，净化过程连续进行，在主泵停运至反应堆开盖前的60小时内，共净化脏水2400m3，即有2400m3的干净硼水参与一回路换水，按照每进行240m3的干净换水碘浓度降低1倍估算，一回路碘浓度降至1/1000左右。
步骤三：使用硼水贮存水箱B18中的干净硼水对一回路进行快速大量换水
使用硼水贮存水箱B18对一回路进行换水，此阶段一回路中冷却剂体积约120m3，水箱B18中干净硼水体积约1260m3，硼水贮存水箱B18中的硼水通过低压安注***泵B19以180-900m3/h左右的流量进入反应堆1，然后经过主管道冷段B16、主泵B15、主管道过渡段B14和余热导出***管线B17将一回路冷却剂置换出来返回硼水贮存水箱B18中，1.4-7小时将水箱B18中干净硼水与一回路冷却剂充分混合稀释，一回路碘浓度可再一次快速降低，降至1/10左右。
步骤一、步骤二和步骤三共同将一回路碘浓度降至1/100000左右，足够将一回路放射性碘浓度降至控制水平以下，从主泵停运到反应堆开盖前若时间紧张可根据情况适当减小步骤二的时间。
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (7)

1.一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***，其特征在于，包括：反应堆(1)一端通过主管道热段A(2)与蒸汽发生器A(3)连接，反应堆(1)另一端通过主管道冷段A(6)与主泵A(5)连接，所述蒸汽发生器A(3)与主泵A(5)之间还连接有主管道过渡段A(4)；所述主管道过渡段A(4)上还通过余热导出***管线A(7)连接至硼水贮存水箱A(8)；所述硼水贮存水箱A(8)还分别与乏池净化***和低压安注***泵A(9)的一端连接；所述低压安注***泵A(9)的另一端连接至反应堆(1)；所述乏池净化***的另一端还与硼水贮存水箱B(18)一端连接；反应堆(1)一端通过主管道热段B(12)与蒸汽发生器B(13)连接，反应堆(1)另一端通过主管道冷段B(16)与主泵B(15)连接，所述蒸汽发生器B(13)与主泵B(15)之间还连接有主管道过渡段B(14)；所述主管道过渡段B(14)上还通过余热导出***管线B(17)连接至硼水贮存水箱B(18)；所述硼水贮存水箱B(18)与低压安注***泵B(19)的一端连接；所述低压安注***泵B(19)的另一端连接至反应堆(1)。
2.如权利要求1所述的一种压水堆核电机组一回路放射性碘浓度控制***，其特征在于：所述乏池净化***包括：乏池净化***树脂床(11)和乏池净化***泵(10)。
3.一种如权利要求1至2所述的任一压水堆核一回路放射性碘浓度控制***的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：使用硼水贮存水箱A(8)中的干净硼水对一回路进行快速大量换水；
步骤二：使用硼水贮存水箱B(18)中的干净硼水对一回路进行间歇性换水；
步骤三：使用硼水贮存水箱B(18)中的干净硼水对一回路进行快速大量换水。
4.如权利要求3所述的一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***的控制方法，其特征在于，所述步骤一包括:使用硼水贮存水箱A(8)对一回路进行换水，此阶段一回路中冷却剂体积约120m3，水箱A(8)中干净硼水体积约1260m3，硼水贮存水箱A(8)中的硼水通过低压安注***泵A(9)以180-900m3/h左右的流量进入反应堆(1)，然后经过主管道冷段A(6)、主泵A(5)、主管道过渡段A(4)和余热导出***管线A(7)将一回路冷却剂置换出来返回硼水贮存水箱A(8)中，1.4-7小时将水箱A(8)中干净硼水与一回路冷却剂充分混合稀释，一回路碘浓度可快速降低，降至1/10左右。
5.如权利要求3所述的一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***的控制方法，其特征在于，所述步骤二，包括:使用硼水贮存水箱B(18)中的干净硼水对一回路进行间歇性换水；此阶段一回路中冷却剂体积约120m3，水箱B(18)中干净硼水最高液位对应体积约1260m3，最低液位对应体积约1000m3，硼水贮存水箱B(18)中的硼水通过低压安注***泵B(19)以180m3/h左右的流量进入反应堆(1)，然后经过主管道冷段A(6)、主泵A(5)、主管道过渡段A(4)和余热导出***管线A(7)将一回路冷却剂置换出来储存在硼水贮存水箱A(8)中，当硼水贮存水箱B(18)中的水达到低液位后，暂停换水，高于低液位后启动换水，依次进行；与此同时通过乏池净化***中的乏池净化***泵(10)和乏池净化***树脂床(11)以40m3/h左右的流量对硼水贮存水箱A(8)中的脏水进行连续净化，将净化后的干净水及时补回硼水贮存水箱B(18)，净化过程连续进行，在主泵停运至反应堆开盖前的60小时内，共净化脏水2400m3，即有2400m3的干净硼水参与一回路换水，按照每进行240m3的干净换水碘浓度降低1倍估算，一回路碘浓度降至1/1000左右。
6.如权利要求3所述的一种压水堆一回路放射性碘浓度控制***的控制方法，其特征在于，所述步骤三，还包括：使用硼水贮存水箱B(18)对一回路进行换水，此阶段一回路中冷却剂体积约120m3，水箱B(18)中干净硼水体积约1260m3，硼水贮存水箱B(18)中的硼水通过低压安注***泵B(19)以180-900m3/h左右的流量进入反应堆(1)，然后经过主管道冷段B(16)、主泵B(15)、主管道过渡段B(14)和余热导出***管线B(17)将一回路冷却剂置换出来返回硼水贮存水箱B(18)中，1.4-7小时将水箱B(18)中干净硼水与一回路冷却剂充分混合稀释，一回路碘浓度可再一次快速降低，降至1/10左右。
7.如权利要求3所述的一种压水堆核一回路放射性碘浓度控制***的控制方法，其特征在于：所述步骤一、步骤二和步骤三共同将一回路碘浓度降至1/100000，从主泵停运到反应堆开盖前若时间紧张可根据情况适当减少步骤二的时间。
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