CN113345608A - 乏燃料水池冷却和净化*** - Google Patents

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胡鱼旺
谭璞
周高飞
张琪
南金秋
张立德
帅剑云
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Abstract

本发明涉及一种乏燃料水池冷却和净化***，包括：第一管道，第一管道的进水口用于与乏燃料水池的一侧连通，第一管道的出水口用于与乏燃料水池的另一侧连通，第一管道的出水口位于第一管道的进水口上方；第一管道中沿着第一管道的进水口到第一管道的出水口的方向依次设置有A列冷却泵和A列热换器。本申请提供的上述方案，通过将乏燃料水池内的水经过第一管道上的A列冷却泵和A列热换器后再回到乏燃料水池内，从而就可以方便的冷却乏燃料水池中的水，同时，船上独立设置的乏燃料水池，满足了乏燃料长期贮存的要求，解决了乏燃料短期内无法转运的问题，且在满足***安全要求的前提下大大节约了布置空间和建造成本。

Description

乏燃料水池冷却和净化***
技术领域
本发明涉及核电技术领域，特别是涉及一种乏燃料水池冷却和净化***。
背景技术
根据《核动力厂设计安全规定》规定，对于采用水池***进行燃料贮存的反应堆，其设计必须防止在所有与乏燃料水池有关的核动力厂状态下发生燃料组件裸露，实际消除导致早期放射性释放或大量放射性释放工况发生的可能性，以避免在厂区形成高辐射区域。
海上小型堆停堆卸料过程中，乏燃料组件衰变热很高，如立即转运至陆上进行贮存，则对转运设备的要求非常高，且运输风险很大，存在放射性泄漏的风险。因此，需在海上小型堆平台上设置乏燃料水池，用于长期贮存乏燃料组件，且需配置相应的冷却净化***，带走乏燃料组件的衰变热，保证乏燃料水池的参数在合理范围内。
发明内容
基于此，有必要针对现有的海上小型堆平台上的乏燃料水池不方便冷却的问题，提供一种乏燃料水池冷却和净化***。
本发明提供了一种乏燃料水池冷却和净化***，包括：
第一管道，所述第一管道的进水口用于与乏燃料水池的一侧连通，所述第一管道的出水口用于与乏燃料水池的另一侧连通，所述第一管道的出水口位于所述第一管道的进水口上方；
所述第一管道中沿着所述第一管道的进水口到所述第一管道的出水口的方向依次设置有A列冷却泵和A列热换器。
上述乏燃料水池冷却和净化***，通过将乏燃料水池内的水经过第一管道上的A列冷却泵和A列热换器后再回到乏燃料水池内，从而就可以方便的冷却乏燃料水池中的水，方便带走乏燃料衰变热，维持乏燃料水池温度在正常范围内，同时，船上独立设置的乏燃料水池，满足了乏燃料长期贮存的要求，解决了乏燃料短期内无法转运的问题，且在满足***安全要求的前提下大大节约了布置空间和建造成本。
在其中一个实施例中，所述第一管道中沿着所述第一管道的进水口到所述第一管道的出水口的方向依次设置有电动阀、截止阀以及止回阀；
所述电动阀、所述截止阀位于所述第一管道的进水口与所述A列冷却泵之间，所述止回阀位于所述A列热换器与所述第一管道的出水口之间。
在其中一个实施例中，所述乏燃料水池冷却和净化***还包括第二管道，所述第二管道的进水口用于与乏燃料水池的一侧连通，所述第二管道的出水口用于与乏燃料水池的另一侧连通，所述第二管道的出水口位于所述第二管道的进水口上方，
所述第二管道的进水口与所述第一管道的进水口位于同一侧，所述第二管道的出水口与所述第一管道的出水口位于同一侧；
所述第二管道中沿着所述第二管道的进水口到所述第二管道的出水口的方向依次设置有B列冷却泵和B列热换器。
在其中一个实施例中，所述第二管道中沿着所述第二管道的进水口到所述第二管道的出水口的方向依次设置有电动阀、截止阀、以及止回阀；
所述电动阀、所述截止阀位于所述第二管道的进水口与所述B列冷却泵之间，所述止回阀位于所述B列热换器与所述第二管道的出水口之间。
在其中一个实施例中，所述乏燃料水池冷却和净化***还包括净化组件，所述净化组件与所述第一管道连接，和/或所述净化组件与所述第二管道连接。
在其中一个实施例中，所述净化组件包括第一连接管、第二连接管以及除盐床，所述除盐床通过所述第一连接管与所述A列冷却泵并联，和/或所述除盐床通过所述第二连接管与所述B列冷却泵并联。
在其中一个实施例中，所述净化组件还包括截止阀、过滤器以及调节阀，所述截止阀、所述过滤器、所述除盐床以及所述调节阀沿水流方向顺次连接。
在其中一个实施例中，所述乏燃料水池冷却和净化***还包括第三管道进水段、第三管道出水段、第三连接管以及抑压池换热器；
所述第三管道进水段和所述第三管道出水段均用于与抑压池连接，且所述第三管道出水段位于所述第三管道进水段上方，所述第三管道进水段与所述第三连接管连接；
所述第三连接管的一端与所述第一管道的进水口与所述第一连接管之间的第一管道连接，所述第三连接管的另一端与所述第二管道的进水口与所述第二连接管之间的第二管道连接；
所述抑压池换热器与所述A列热换器并联，和/或所述抑压池换热器与所述B列热换器并联，所述第三管道出水段与所述抑压池换热器的出口连接。
在其中一个实施例中，所述第三管道进水段上设置有电动阀，所述第三管道出水段上沿水流方向设置有截止阀、电动阀以及逆止阀。
在其中一个实施例中，所述乏燃料水池冷却和净化***还包括余排列冷却泵入口和余排列热换器出口，所述余排列冷却泵入口与所述第三连接管连接，所述余排列热换器出口与所述抑压池换热器的出口连接。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的乏燃料水池冷却和净化***示意图。
图中标记如下：
01、乏燃料水池；02、抑压池；10、第一管道；20、A列冷却泵；30、A列热换器；40、第二管道；50、B列冷却泵；60、B列热换器；701、第一连接管；702、第二连接管；703、除盐床；704、过滤器；801、第三管道进水段；802、第三管道出水段；803、第三连接管；804、第四连接管；805、第五连接管；90、抑压池换热器；100、余排列冷却泵入口；1001、余排列热换器出口。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，本发明一实施例中，提供了一种乏燃料水池冷却和净化***，包括：第一管道10，该第一管道10的进水口用于与乏燃料水池01的一侧连通，第一管道10的出水口用于与乏燃料水池01的另一侧连通，第一管道10的出水口位于第一管道10的进水口上方；同时，第一管道10中沿着第一管道10的进水口到第一管道10的出水口的方向依次设置有A列冷却泵20和A列热换器30。
采用上述技术方案，通过将乏燃料水池内的水经过第一管道上的A列冷却泵和A列热换器后再回到乏燃料水池内，从而就可以方便的冷却乏燃料水池中的水，同时，船上独立设置的乏燃料水池，满足了乏燃料长期贮存的要求，解决了乏燃料短期内无法转运的问题，且在满足***安全要求的前提下大大节约了布置空间和建造成本。
在一些实施例中，如图1所示，本申请中的第一管道10中沿着第一管道10的进水口到第一管道10的出水口的方向依次设置有电动阀、截止阀以及止回阀，其中，电动阀、截止阀位于第一管道10的进水口与A列冷却泵20之间，止回阀位于A列热换器30与第一管道10的出水口之间。
在使用时，通过开启第一管道10上的电动阀、截止阀，使得乏燃料水池01内的水流入到第一管道10内，然后顺次经过A列冷却泵20和A列热换器30后再流入到乏燃料水池01内即可，从而可以带走乏燃料衰变热，维持乏燃料水池温度在正常范围内，止回阀的设置，可以避免流入到乏燃料水池01内的水发生回流。
在一些实施例中，如图1所示，本申请中的乏燃料水池冷却和净化***还包括第二管道40，该第二管道40的进水口用于与乏燃料水池01的一侧连通，第二管道40的出水口用于与乏燃料水池01的另一侧连通，第二管道40的出水口位于第二管道40的进水口上方，同时，第二管道40的进水口与第一管道10的进水口位于同一侧，第二管道40的出水口与第一管道10的出水口位于同一侧；第二管道40中沿着第二管道40的进水口到第二管道40的出水口的方向依次设置有B列冷却泵50和B列热换器60。
进一步地，上述第二管道40中沿着第二管道40的进水口到第二管道40的出水口的方向依次设置有电动阀、截止阀、以及止回阀，其中，电动阀、截止阀位于第二管道40的进水口与B列冷却泵50之间，止回阀位于B列热换器60与第二管道40的出水口之间。
本申请中的第一管道10所在的冷却回路和第二管道40所在的冷却回路互为备用，当其中一个冷却回路出现问题时，立即启动另一路冷却回路，提升了乏燃料水池安全性。
在一些实施例中，为了方便净化乏燃料水池01内的水，本申请中的乏燃料水池冷却和净化***还包括净化组件，净化组件与第一管道10连接，和/或净化组件与第二管道40连接。
进一步地，如图1所示，上述净化组件包括第一连接管701、第二连接管702以及除盐床703，其中，除盐床703通过第一连接管701与A列冷却泵20并联，和/或除盐床703通过第二连接管702与B列冷却泵50并联。
当需要净化乏燃料水池01内的水时，关闭A列冷却泵20，同时关闭A列冷却泵20两侧的截止阀，使得乏燃料水池01内的水流从第一管道10的进水口流经第一连接管701、除盐床703、A列热换器30后流入到乏燃料水池01内即可，或者，
关闭B列冷却泵50，同时关闭B列冷却泵50两侧的截止阀，使得乏燃料水池01内的水流从第二管道40的进水口流经第二连接管702、除盐床703、B列热换器60后流入到乏燃料水池01内即可。
在一些实施例中，如图1所示，本申请中的净化组件还包括截止阀、过滤器704以及调节阀，截止阀、过滤器704、除盐床703以及调节阀沿水流方向顺次连接。
当乏燃料水池01内的水流从第一管道10的进水口流经第一连接管701后，再顺次经过截止阀、过滤器704、除盐床703、调节阀以及A列热换器30后流入到乏燃料水池01内，或者，当乏燃料水池01内的水流从第二管道40的进水口流经第二连接管702后，在顺次经过截止阀、过滤器704、除盐床703、调节阀以及B列热换器60后流入到乏燃料水池01内。
在一些实施例中，如图1所示，本申请中的乏燃料水池冷却和净化***还包括第三管道进水段801、第三管道出水段802、第三连接管803以及抑压池换热器90，其中，第三管道进水段801和第三管道出水段802均用于与抑压池02连接，且第三管道出水段802位于第三管道进水段801上方，第三管道进水段801与第三连接管803连接；第三连接管803的一端与第一管道10的进水口与第一连接管701之间的第一管道10连接，第三连接管803的另一端与第二管道40的进水口与第二连接管702之间的第二管道40连接；抑压池换热器90与A列热换器30并联，和/或抑压池换热器90与B列热换器60并联，第三管道出水段802与抑压池换热器90的出口连接。
具体地，上述抑压池换热器90通过第四连接管804与A列热换器30并联，或者，抑压池换热器90通过第五连接管805与B列热换器60并联，同时，第三连接管803上设置有两个截止阀，在使用的时候，抑压池02内的水经过第三管道进水段801、第三连接管803、第一管道10、A列冷却泵20、第四连接管804、抑压池换热器90以及第三管道出水段802后流入到抑压池02内；或者，抑压池02内的水经过第三管道进水段801、第三连接管803、第二管道40、B列冷却泵50、第五连接管805、抑压池换热器90以及第三管道出水段802后流入到抑压池02内，此时就可以方便带走堆芯和主设备传递给抑压池的热负荷，维持抑压池温度在正常范围内；
当与乏燃料水池连接的管线发生可隔离和不可隔离破口时，乏燃料水池液位降至一定的高度，此时可通过冷却回路从抑压池取水对乏燃料水池进行补水，保持乏燃料组件淹没和处于次临界状态，即，抑压池02内的水经过第三管道进水段801、第三连接管803、第一管道10、A列冷却泵20、A列热换器30后流入到乏燃料水池01内，或者，抑压池02内的水经过第三管道进水段801、第三连接管803、第二管道40、B列冷却泵50、B列热换器60后流入到乏燃料水池01内。
在一些实施例中，如图1所示，本申请中的乏燃料水池冷却和净化***还包括余排列冷却泵入口100和余排列热换器出口1001，余排列冷却泵入口100与第三连接管803连接，余排列热换器出口1001与抑压池换热器90的出口连接。
余排列未投运且可作为乏燃料水池和抑压池冷却备用时，此时如乏燃料水池失去一列冷却回路或支持回路时，则投运可用的另一列冷却回路冷却乏燃料水池，同时启动余排列冷却抑压池。
当整体***处于余排模式下，余排列正在投运带走堆芯热量，此时一回路状态较低，抑压池热负荷很低，抑压池无需冷却，抑压池冷却列可作为乏燃料水池和余排列的共用备用列。当运行中的乏燃料水池冷却回路丧失时，将备用状态中的抑压池冷却列切换至冷却乏燃料水池，带走乏燃料衰变热。一回路打开状态下，当一列余排列与一回路相连接的管线发生不可隔离破口且叠加另一列单一故障时，此时投运抑压池冷却列执行余排功能，带走堆芯热量，保证机组处于安全状态。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，包括：
第一管道(10)，所述第一管道(10)的进水口用于与乏燃料水池的一侧连通，所述第一管道(10)的出水口用于与乏燃料水池的另一侧连通，所述第一管道(10)的出水口位于所述第一管道(10)的进水口上方；
所述第一管道(10)中沿着所述第一管道(10)的进水口到所述第一管道(10)的出水口的方向依次设置有A列冷却泵(20)和A列热换器(30)。
2.根据权利要求1所述的乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，所述第一管道(10)中沿着所述第一管道(10)的进水口到所述第一管道(10)的出水口的方向依次设置有电动阀、截止阀以及止回阀；
所述电动阀、所述截止阀位于所述第一管道(10)的进水口与所述A列冷却泵(20)之间，所述止回阀位于所述A列热换器(30)与所述第一管道(10)的出水口之间。
3.根据权利要求1所述的乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，所述乏燃料水池冷却和净化***还包括第二管道(40)，所述第二管道(40)的进水口用于与乏燃料水池的一侧连通，所述第二管道(40)的出水口用于与乏燃料水池的另一侧连通，所述第二管道(40)的出水口位于所述第二管道(40)的进水口上方，
所述第二管道(40)的进水口与所述第一管道(10)的进水口位于同一侧，所述第二管道(40)的出水口与所述第一管道(10)的出水口位于同一侧；
所述第二管道(40)中沿着所述第二管道(40)的进水口到所述第二管道(40)的出水口的方向依次设置有B列冷却泵(50)和B列热换器(60)。
4.根据权利要求3所述的乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，所述第二管道(40)中沿着所述第二管道(40)的进水口到所述第二管道(40)的出水口的方向依次设置有电动阀、截止阀、以及止回阀；
所述电动阀、所述截止阀位于所述第二管道(40)的进水口与所述B列冷却泵(50)之间，所述止回阀位于所述B列热换器(60)与所述第二管道(40)的出水口之间。
5.根据权利要求3所述的乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，所述乏燃料水池冷却和净化***还包括净化组件，所述净化组件与所述第一管道(10)连接，和/或所述净化组件与所述第二管道(40)连接。
6.根据权利要求5所述的乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，所述净化组件包括第一连接管(701)、第二连接管(702)以及除盐床(703)，所述除盐床(703)通过所述第一连接管(701)与所述A列冷却泵(20)并联，和/或所述除盐床(703)通过所述第二连接管(702)与所述B列冷却泵(50)并联。
7.根据权利要求6所述的乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，所述净化组件还包括截止阀、过滤器(704)以及调节阀，所述截止阀、所述过滤器(704)、所述除盐床(703)以及所述调节阀沿水流方向顺次连接。
8.根据权利要求6所述的乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，所述乏燃料水池冷却和净化***还包括第三管道进水段(801)、第三管道出水段(802)、第三连接管(803)以及抑压池换热器(90)；
所述第三管道进水段(801)和所述第三管道出水段(802)均用于与抑压池连接，且所述第三管道出水段(802)位于所述第三管道进水段(801)上方，所述第三管道进水段(801)与所述第三连接管(803)连接；
所述第三连接管(803)的一端与所述第一管道(10)的进水口与所述第一连接管(701)之间的第一管道(10)连接，所述第三连接管(803)的另一端与所述第二管道(40)的进水口与所述第二连接管(702)之间的第二管道(40)连接；
所述抑压池换热器(90)与所述A列热换器(30)并联，和/或所述抑压池换热器(90)与所述B列热换器(60)并联，所述第三管道出水段(802)与所述抑压池换热器(90)的出口连接。
9.根据权利要求8所述的乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，所述第三管道进水段(801)上设置有电动阀，所述第三管道出水段(802)上沿水流方向设置有截止阀、电动阀以及逆止阀。
10.根据权利要求8所述的乏燃料水池冷却和净化***，其特征在于，所述乏燃料水池冷却和净化***还包括余排列冷却泵入口(100)和余排列热换器出口(1001)，所述余排列冷却泵入口(100)与所述第三连接管(803)连接，所述余排列热换器出口(1001)与所述抑压池换热器(90)的出口连接。
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Citations (10)

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