CN116344086A - 燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法 - Google Patents
燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116344086A CN116344086A CN202310344488.9A CN202310344488A CN116344086A CN 116344086 A CN116344086 A CN 116344086A CN 202310344488 A CN202310344488 A CN 202310344488A CN 116344086 A CN116344086 A CN 116344086A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactor
- pressure
- fuel
- isolation valve
- reactor core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 71
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 55
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 19
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 34
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 13
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 7
- 238000011176 pooling Methods 0.000 description 3
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/02—Details of handling arrangements
- G21C19/10—Lifting devices or pulling devices adapted for co-operation with fuel elements or with control elements
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/18—Apparatus for bringing fuel elements to the reactor charge area, e.g. from a storage place
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/26—Arrangements for removing jammed or damaged fuel elements or control elements; Arrangements for moving broken parts thereof
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/32—Apparatus for removing radioactive objects or materials from the reactor discharge area, e.g. to a storage place; Apparatus for handling radioactive objects or materials within a storage place or removing them therefrom
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
本发明提供一种燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法，所述反应堆的输入端连接所述堆芯进料管的出口端，输出端连接所述堆芯卸料组件；所述堆芯卸料组件的输出端连接所述碎球分离组件；所述碎球分离组件的一个输出端与所述燃料提升管的入口端连通；所述燃料提升管的出口端与堆芯进料管的入口端连接；所述第一气体回流段的第一端与堆芯进料管的入口端连通，第二端与所述汇聚罐连通，所述第一气体回流段上设置有第一隔离阀组；所述汇聚罐连接有第一压力调节组件。本发明的一个技术效果在于，设计合理，可实现堆芯进料段卡堵故障的在线解除，故障解除效率高。
Description
技术领域
本发明属于反应堆工程技术领域，具体涉及一种燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法。
背景技术
高温气冷堆利用燃料装卸***进行球床堆芯的初始装料、不停堆换料及极端事故下的堆芯排空后再装料，堆芯进料管采用两列“双螺旋”布置，燃料球经过堆芯进料管段减速后落入球床堆芯。
燃料球在燃料装卸***的整个流通管道及设备内都可能发生卡堵，可能发生卡堵的设备包括卸料装置、碎球分离装置、燃耗测量定位分配器、阻流器、装料暂存装置以及卸料暂存装置等。针对上述设备的卡堵在设计上有针对不同卡堵的在线破解方法，这些方法包括：机械破桥装置、设备的初始化、设备正转、反转逻辑等。而对于堆芯卸料段管道内的卡堵则通过以下方式来破解卡堵：通过逻辑限制不同管段存球数上限、气力扰动等。
但是，对于堆芯进料管卡堵，目前尚无针对性的卡堵处理方法，一旦堆芯进料管发生卡堵故障，需要拆解管道取出卡堵燃料球，存在极大的放射性风险，因此，亟需一种高温气冷堆燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，包括：
燃料装卸球流主单元，所述燃料装卸球流主单元包括反应堆、堆芯卸料组件、碎球分离组件、燃料提升管和堆芯进料管，所述反应堆的输入端连接所述堆芯进料管的出口端，输出端连接所述堆芯卸料组件；所述堆芯卸料组件的输出端连接所述碎球分离组件；所述碎球分离组件的一个输出端与所述燃料提升管的入口端连通；所述燃料提升管的出口端与堆芯进料管的入口端连接；
吹扫单元，所述吹扫单元包括第一气体回流段、第一隔离阀组、汇聚罐和第一压力调节组件；所述第一气体回流段的第一端与堆芯进料管的入口端连通，第二端与所述汇聚罐连通，所述第一气体回流段上设置有第一隔离阀组；所述汇聚罐连接有第一压力调节组件，所述第一压力调节组件用于调节所述汇聚罐内的压力；
当堆芯进料管发生卡堵时，采用吹扫方式对所述堆芯进料管进行清理；其中，吹扫方式包括正向吹扫、反向吹扫以及正向吹扫与反向交替执行；
在正向吹扫时，关闭所述第一隔离阀组，增加所述汇聚罐内的压力并使得所述汇聚罐与所述反应堆之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐内的压力大于所述反应堆内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组，堆芯进料管内的卡堵物在压差的作用下被吹扫进入所述反应堆内；
在反向吹扫时，关闭所述第一隔离阀组，降低所述汇聚罐内的压力并使得所述汇聚罐与所述反应堆之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐内的压力小于所述反应堆内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组，堆芯进料管内的卡堵物在压差的作用下被抽吸进入所述燃料提升管内。
可选地，所述燃料装卸球流主单元还包括发射器；所述碎球分离组件的一个输出端连接所述发射器，所述发射器的输出端连通所述燃料提升管的入口端；所述发射器位于所述燃料装卸球流主单元的底部；
被抽吸进入所述燃料提升管内的卡堵物在重力作用下落入所述发射器的输出端。
可选地，所述吹扫单元还包括第二气体回流段、第二隔离阀组、缓冲罐和第二压力调节组件；
所述第二气体回流段的第一端连接所述缓冲罐，第二端连接所述发射器的输出端；所述第二气体回流段上设置有第二隔离阀组；所述缓冲罐连接有第二压力调节组件，所述第二压力调节组件用于调节所述缓冲罐内的压力；
关闭第二隔离阀组，调节所述缓冲罐内的压力，在反向吹扫时，打开第二隔离阀组，使得卡堵物在所述缓冲罐内压力的作用下降低在所述燃料提升管内的下落速度。
可选地，该燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***还包括压缩机和第三隔离阀组；
所述汇聚罐与所述缓冲罐之间通过第一连接管连通，所述第一连接管上设置有所述压缩机和所述第三隔离阀组，所述第三隔离阀组位于所述压缩机远离所述汇聚罐的一侧。
可选地，所述第一压力调节组件包括第二连接管和第四隔离阀组；所述第四隔离阀组设置于所述第二连接管，用于控制所述第二连接管的打开或者关闭。
可选地，所述第二压力调节组件包括第三连接管和第五隔离阀组；所述第五隔离阀组设置于所述第三连接管，用于控制所述第三连接管的打开或者关闭。
可选地，该燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***还包括球气分离器，所述燃料提升管的出口端以及所述堆芯进料管的入口端分别与所述球气分离器连通，所述第一气体回流段的第一端与球气分离器连通。
可选地，所述预设范围为0.5MPa-1MPa。
可选地，该燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***还包括第一双向计数器和第二双向计数器，所述第一双向计数器和所述第二双向计数器均设置于所述燃料提升管，且所述第二双向计数器位于所述第一双向计数器远离所述碎球分离组件的一侧。
根据本发明的第二方面，提供了燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理方法，应用于如第一方面所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，包括如下步骤：
步骤S100，对所述堆芯进料管进行反向吹扫；首先，关闭所述第一隔离阀组，降低所述汇聚罐内的压力并使得所述汇聚罐与所述反应堆之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐内的压力小于所述反应堆内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组，堆芯进料管内的卡堵物在压差的作用下被抽吸进入所述燃料提升管内；
步骤S200，对所述堆芯进料管进行正向吹扫：首先，关闭所述第一隔离阀组，增加所述汇聚罐内的压力并使得所述汇聚罐与所述反应堆之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐内的压力大于所述反应堆内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组，堆芯进料管内的卡堵物在压差的作用下被吹扫进入所述反应堆内；
步骤S300，交替执行步骤S100和步骤S200，直至卡堵物离开所述堆芯进料管。
本发明的一个技术效果在于：
在本申请实施例中，通过对堆芯进料管进行正向吹扫和反向吹扫的相互配合，可实现堆芯进料段卡堵故障的在线解除，故障解除效率高；而且，故障解除过程中无需维修人员进行现场检修，极大降低了人员的受照射风险，安全性较高。
另外，在故障解除过程中未产生放射性废物，未造成易损件消耗，极大降低了故障解除的成本。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***的结构示意图。
图中：101、反应堆；102、堆芯卸料组件；103、球气分离器；104、碎球分离组件；105、发射器；106、燃料提升管；107、第一双向计数器；108、第二双向计数器；109、堆芯进料管；201、第一气体回流段；202、第一隔离阀组；203、汇聚罐；2041、第二连接管；2042、第四隔离阀组；301、第二气体回流段；302、第二隔离阀组；303、缓冲罐；304、第二压力调节组件；3041、第三连接管；3042、第五隔离阀组；401、压缩机；402、第三隔离阀组；403、第一连接管。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1所示，根据本发明的第一方面，提供了一种燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其有效地解决了高温气冷堆发生的堆芯进料管的卡堵故障，而且在清管的过程中并未造成球流的损坏。
具体地，该燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***包括：
燃料装卸球流主单元，所述燃料装卸球流主单元包括反应堆101、堆芯卸料组件102、碎球分离组件104、燃料提升管106和堆芯进料管109，所述反应堆101的输入端连接所述堆芯进料管109的出口端，输出端连接所述堆芯卸料组件102；所述堆芯卸料组件102的输出端连接所述碎球分离组件104；所述碎球分离组件104的一个输出端与所述燃料提升管106的入口端连通；所述燃料提升管106的出口端与堆芯进料管109的入口端连接；其中，反应堆101、堆芯卸料组件102、碎球分离组件104、燃料提升管106和堆芯进料管109共同构成一个闭合回路，实现燃料元件在闭合回路中的循环。
吹扫单元，所述吹扫单元包括第一气体回流段201、第一隔离阀组202、汇聚罐203和第一压力调节组件；所述第一气体回流段201的第一端与堆芯进料管109的入口端连通，第二端与所述汇聚罐203连通，所述第一气体回流段201上设置有第一隔离阀组202；所述汇聚罐203连接有第一压力调节组件，所述第一压力调节组件用于调节所述汇聚罐203内的压力；
当堆芯进料管109发生卡堵时，采用吹扫方式对所述堆芯进料管109进行清理；其中，吹扫方式包括正向吹扫、反向吹扫以及正向吹扫与反向交替执行。
在正向吹扫时，关闭所述第一隔离阀组202，增加所述汇聚罐203内的压力并使得所述汇聚罐203与所述反应堆101之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐203内的压力大于所述反应堆101内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组202，堆芯进料管109内的卡堵物在压差的作用下被吹扫进入所述反应堆101内。
在反向吹扫时，关闭所述第一隔离阀组202，降低所述汇聚罐203内的压力并使得所述汇聚罐203与所述反应堆101之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐203内的压力小于所述反应堆101内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组202，堆芯进料管109内的卡堵物在压差的作用下被抽吸进入所述燃料提升管106内。
在反应堆101正常运行时，从反应堆101卸出的燃料元件依次经过堆芯卸料组件102和碎球分离组件104，未达到燃耗深度的燃料元件则经过燃料提升段和堆芯进料管109返回堆芯，新燃料元件则从新燃料接口处经发生器提升至堆芯进料管109，最终装入反应堆101。当堆芯进料管109发生卡堵故障时，则采用燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理方法对卡堵的堆芯进料管109进行清理，操作简单，安全性较高。
在本申请实施例中，通过对堆芯进料管109进行正向吹扫和反向吹扫的相互配合，可实现堆芯进料管109卡堵故障的在线解除，故障解除效率高；而且，故障解除过程中无需维修人员进行现场检修，极大降低了人员的受照射风险，安全性较高。
另外，在故障解除过程中未产生放射性废物，未造成易损件消耗，极大降低了故障解除的成本。
可选地，所述燃料装卸球流主单元还包括发射器105；所述碎球分离组件104的一个输出端连接所述发射器105，所述发射器105的输出端连通所述燃料提升管106的入口端；所述发射器105位于所述燃料装卸球流主单元的底部；
被抽吸进入所述燃料提升管106内的卡堵物在重力作用下落入所述发射器105的输出端。
在上述实施方式中，发射器105为燃料球在燃料提升管106内的提升过程提供动力，为燃料球循环进入反应堆101参与反应过程提供助力，保证反应堆101安全、稳定、有效的运行。
可选地，所述吹扫单元还包括第二气体回流段301、第二隔离阀组302、缓冲罐303和第二压力调节组件304；
所述第二气体回流段301的第一端连接所述缓冲罐303，第二端连接所述发射器105的输出端；所述第二气体回流段301上设置有第二隔离阀组302；所述缓冲罐303连接有第二压力调节组件304，所述第二压力调节组件304用于调节所述缓冲罐303内的压力；
关闭第二隔离阀组302，调节所述缓冲罐303内的压力，在反向吹扫时，打开第二隔离阀组302，使得卡堵物在所述缓冲罐303内压力的作用下降低在所述燃料提升管106内的下落速度。
在上述实施方式中，一方面，缓冲罐303可以与汇聚罐203连通，以增大汇聚罐203的容积空间，便于对汇聚罐203内的压力调节，从容有利于实现正向吹扫过程和反向吹扫过程。
另一方面，可通过调节缓冲罐303内的压力，为燃料球在反向吹扫过程中的下降过程提供阻力，保证燃料球下降过程的安全性，有利于实现燃料球的循环。
可选地，该燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***还包括压缩机401和第三隔离阀组402；
所述汇聚罐203与所述缓冲罐303之间通过第一连接管403连通，所述第一连接管403上设置有所述压缩机401和所述第三隔离阀组402，所述第三隔离阀组402位于所述压缩机401远离所述汇聚罐203的一侧。
在上述实施方式中，通过压缩机401，能够实现气体在反应堆101、汇聚罐203、缓冲罐303之间循环，当燃料球在燃料提升管106内提升时，能够为燃料球的上升过程提供动力，保证燃料球稳定地提升进而顺利进入反应堆101的堆芯内。
可选地，所述第一压力调节组件包括第二连接管2041和第四隔离阀组2042；所述第四隔离阀组2042设置于所述第二连接管2041，用于控制所述第二连接管2041的打开或者关闭。通过第四隔离阀组2042能够有效地控制对汇聚罐203内的压力的调节，操作非常方便。
可选地，所述第二压力调节组件304包括第三连接管3041和第五隔离阀组3042；所述第五隔离阀组3042设置于所述第三连接管3041，用于控制所述第三连接管3041的打开或者关闭。通过第五隔离阀组3042能够有效地控制对缓冲罐303内的压力的调节，操作非常方便。
可选地，该燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***还包括球气分离器103，所述燃料提升管106的出口端以及所述堆芯进料管109的入口端分别与所述球气分离器103连通，所述第一气体回流段201的第一端与球气分离器103连通。
在上述实施方式中，球气分离器103能够有效地实现反应堆101在正常运行过程中的球气分离，保证了燃料球在进入反应堆101堆芯时反应堆101运行的安全稳定性。
可选地，所述预设范围为0.5MPa-1MPa。这使得汇聚罐203与反应堆101的堆芯的压差在合理范围内，既可以有效地实现正向吹扫和反向吹扫过程，从而快速地清理堆芯进料管109内的卡堵物，同时保证在线处理过程的安全性。
可选地，该燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***还包括第一双向计数器107和第二双向计数器108，所述第一双向计数器107和所述第二双向计数器108均设置于所述燃料提升管106，且所述第二双向计数器108位于所述第一双向计数器107远离所述碎球分离组件104的一侧。
在上述实施方式中，可通过第一双向计数器107和第二双向计数器108准确且及时地判断燃料提升管106内在反向吹扫的过程中是否有燃料球经过，从而准确地判断是否结束燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理的过程。
在一个具体的实施方式中，在反向吹扫时，将汇聚罐203与缓冲罐303连通，以增加汇聚罐203的体积，从而提高汇聚罐203内的压力调节范围。通过降低汇聚罐203的压力，使得汇聚罐203内的压力与反应堆101的堆芯侧压力形成压力差值，可以不断加大该压力差；接着，通过开启汇聚罐203和反应堆101之间的第一隔离阀组202使两个不同压力的空间联通，卡堵位置的管道会有瞬间的大流量氦气流过，从而对卡堵位置的球流造成反向抽吸，进而可以将卡堵物(球形元件或碎球)反向抽吸出堆芯进料管109；然后，卡堵物在重力作用下，最终经燃料提升管106落入发射器105的输出端。
而在正向吹扫时，将燃料装卸***与反应堆101的堆芯联通，将汇聚罐203与缓冲罐303连通，通过提高汇聚罐203的压力，使其与反应堆101的堆芯侧压力形成压力差值(可以不断加大该压力差)，通过开启汇聚罐203和反应堆101之间的第一隔离阀组202使两个不同压力的空间联通，卡堵位置的管道会有瞬间的大流量氦气流过，从而对卡堵位置的球流造成正向吹扫，进而可以将卡堵物(球形元件或碎球)正向吹扫出堆芯进料管109，最终落入反应堆101的堆芯。
交替执行正向吹扫和反向吹扫的步骤，直至无燃料球从堆芯进料管109反向吹出，可通过燃料提升管106上的第一双向计数器107和第二双向计数器108进行辅助验证。
根据本发明的第二方面，提供了燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理方法，应用于如第一方面所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，包括如下步骤：
步骤S100，对所述堆芯进料管109进行反向吹扫；首先，关闭所述第一隔离阀组202，降低所述汇聚罐203内的压力并使得所述汇聚罐203与所述反应堆101之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐203内的压力小于所述反应堆101内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组202，堆芯进料管109内的卡堵物在压差的作用下被抽吸进入所述燃料提升管106内；
步骤S200，对所述堆芯进料管109进行正向吹扫：首先，关闭所述第一隔离阀组202，增加所述汇聚罐203内的压力并使得所述汇聚罐203与所述反应堆101之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐203内的压力大于所述反应堆101内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组202，堆芯进料管109内的卡堵物在压差的作用下被吹扫进入所述反应堆101内；
步骤S300，交替执行步骤S100和步骤S200，直至卡堵物离开所述堆芯进料管109。
在上述实施方式中，该燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理方法设计合理，可实现堆芯进料段卡堵故障的在线解除，故障解除效率高；而且故障解除过程中无需维修人员进行现场检修，极大降低了人员的受照射风险，安全性较高。并在故障解除过程中未产生放射性废物，未造成易损件消耗，极大降低了故障解除的成本。
在本申请实施例中，该燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法能够有些地克服现有技术中堆芯进料管109卡堵后需要在高放射性环境下解体检修的缺陷，其能够高效解决高温气冷堆燃料装卸***堆芯进料管109卡堵的问题，且故障解除过程中无需维修人员进行现场检修，极大降低了人员的受照射风险，安全性较高。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其特征在于，包括：
燃料装卸球流主单元，所述燃料装卸球流主单元包括反应堆、堆芯卸料组件、碎球分离组件、燃料提升管和堆芯进料管，所述反应堆的输入端连接所述堆芯进料管的出口端，输出端连接所述堆芯卸料组件；所述堆芯卸料组件的输出端连接所述碎球分离组件；所述碎球分离组件的一个输出端与所述燃料提升管的入口端连通；所述燃料提升管的出口端与堆芯进料管的入口端连接；
吹扫单元，所述吹扫单元包括第一气体回流段、第一隔离阀组、汇聚罐和第一压力调节组件；所述第一气体回流段的第一端与堆芯进料管的入口端连通，第二端与所述汇聚罐连通，所述第一气体回流段上设置有第一隔离阀组；所述汇聚罐连接有第一压力调节组件，所述第一压力调节组件用于调节所述汇聚罐内的压力；
当堆芯进料管发生卡堵时，采用吹扫方式对所述堆芯进料管进行清理；其中，吹扫方式包括正向吹扫、反向吹扫以及正向吹扫与反向交替执行；
在正向吹扫时，关闭所述第一隔离阀组，增加所述汇聚罐内的压力并使得所述汇聚罐与所述反应堆之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐内的压力大于所述反应堆内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组，堆芯进料管内的卡堵物在压差的作用下被吹扫进入所述反应堆内；
在反向吹扫时，关闭所述第一隔离阀组，降低所述汇聚罐内的压力并使得所述汇聚罐与所述反应堆之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐内的压力小于所述反应堆内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组，堆芯进料管内的卡堵物在压差的作用下被抽吸进入所述燃料提升管内。
2.根据权利要求1所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其特征在于，所述燃料装卸球流主单元还包括发射器；所述碎球分离组件的一个输出端连接所述发射器，所述发射器的输出端连通所述燃料提升管的入口端；所述发射器位于所述燃料装卸球流主单元的底部；
被抽吸进入所述燃料提升管内的卡堵物在重力作用下落入所述发射器的输出端。
3.根据权利要求2所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其特征在于，所述吹扫单元还包括第二气体回流段、第二隔离阀组、缓冲罐和第二压力调节组件；
所述第二气体回流段的第一端连接所述缓冲罐，第二端连接所述发射器的输出端；所述第二气体回流段上设置有第二隔离阀组；所述缓冲罐连接有第二压力调节组件，所述第二压力调节组件用于调节所述缓冲罐内的压力；
关闭第二隔离阀组，调节所述缓冲罐内的压力，在反向吹扫时，打开第二隔离阀组，使得卡堵物在所述缓冲罐内压力的作用下降低在所述燃料提升管内的下落速度。
4.根据权利要求3所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其特征在于，还包括压缩机和第三隔离阀组；
所述汇聚罐与所述缓冲罐之间通过第一连接管连通，所述第一连接管上设置有所述压缩机和所述第三隔离阀组，所述第三隔离阀组位于所述压缩机远离所述汇聚罐的一侧。
5.根据权利要求4所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其特征在于，所述第一压力调节组件包括第二连接管和第四隔离阀组；所述第四隔离阀组设置于所述第二连接管，用于控制所述第二连接管的打开或者关闭。
6.根据权利要求4所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其特征在于，所述第二压力调节组件包括第三连接管和第五隔离阀组；所述第五隔离阀组设置于所述第三连接管，用于控制所述第三连接管的打开或者关闭。
7.根据权利要求1所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其特征在于，还包括球气分离器，所述燃料提升管的出口端以及所述堆芯进料管的入口端分别与所述球气分离器连通，所述第一气体回流段的第一端与球气分离器连通。
8.根据权利要求1所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其特征在于，所述预设范围为0.5MPa-1MPa。
9.根据权利要求1所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，其特征在于，还包括第一双向计数器和第二双向计数器，所述第一双向计数器和所述第二双向计数器均设置于所述燃料提升管，且所述第二双向计数器位于所述第一双向计数器远离所述碎球分离组件的一侧。
10.一种燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9任意一项所述的燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***，包括如下步骤：
步骤S100，对所述堆芯进料管进行反向吹扫；首先，关闭所述第一隔离阀组，降低所述汇聚罐内的压力并使得所述汇聚罐与所述反应堆之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐内的压力小于所述反应堆内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组，堆芯进料管内的卡堵物在压差的作用下被抽吸进入所述燃料提升管内；
步骤S200，对所述堆芯进料管进行正向吹扫：首先，关闭所述第一隔离阀组，增加所述汇聚罐内的压力并使得所述汇聚罐与所述反应堆之间的压差达到预设范围，且所述汇聚罐内的压力大于所述反应堆内的压力；然后，打开所述第一隔离阀组，堆芯进料管内的卡堵物在压差的作用下被吹扫进入所述反应堆内；
步骤S300，交替执行步骤S100和步骤S200，直至卡堵物离开所述堆芯进料管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310344488.9A CN116344086B (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310344488.9A CN116344086B (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116344086A true CN116344086A (zh) | 2023-06-27 |
| CN116344086B CN116344086B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=86880443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310344488.9A Active CN116344086B (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116344086B (zh) |
Citations (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1034866A (en) * | 1963-03-25 | 1966-07-06 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to manipulating devices for use in nuclear reactors |
| FR2309956A1 (fr) * | 1975-04-30 | 1976-11-26 | Hochtemperatur Kernkraftwerk | Procede de protection du reflecteur-plafond de reacteurs a haute temperature |
| CN1083255A (zh) * | 1993-04-09 | 1994-03-02 | 清华大学 | 高温气冷堆吸送输球循环装置 |
| US5309492A (en) * | 1993-04-15 | 1994-05-03 | Adams Atomic Engines, Inc. | Control for a closed cycle gas turbine system |
| CN1102269A (zh) * | 1993-10-29 | 1995-05-03 | 清华大学 | 球床高温气冷堆燃料元件的排出装置 |
| JP2004354071A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | ペブルベッド型高温ガス炉 |
| CN1713303A (zh) * | 2005-07-29 | 2005-12-28 | 清华大学 | 球床高温气冷堆燃料球抽吸装置 |
| US20060050835A1 (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-09 | Bazant Martin Z | Bi-disperse pebble-bed nuclear reactor |
| CN101777395A (zh) * | 2010-01-28 | 2010-07-14 | 清华大学 | 球床高温堆球流提升管路气体分流器 |
| CN102280151A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-12-14 | 清华大学 | 球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置 |
| CN103474113A (zh) * | 2013-09-30 | 2013-12-25 | 清华大学 | 球床模块式高温气冷堆燃料装卸*** |
| WO2014000553A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | Tsinghua University | System and method for pneumatically lifting fuel elements of pebble-bed reactor group by group |
| CA2991078A1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | Tsinghua University | Nuclear power plant spent fuel negative pressure unloading system |
| CN110534219A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-12-03 | 清华大学 | 颗粒抽吸装置和方法 |
| CN112349439A (zh) * | 2020-11-07 | 2021-02-09 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置及方法 |
| CN215895975U (zh) * | 2021-09-29 | 2022-02-22 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 一种球床式高温堆的球气分离装置 |
| CN114373561A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-19 | 华能核能技术研究院有限公司 | 一种高温气冷堆燃料元件循环***及方法 |
| CN114715671A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-08 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 基于乏燃料贮存***的卸料球管的负压度调整方法 |
| CN114883019A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-09 | 中核能源科技有限公司 | 一种高温气冷堆燃料装卸***及方法 |
| CN115083642A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-20 | 华能核能技术研究院有限公司 | 高温气冷堆燃料元件输送***及高温气冷堆*** |
| CN115083632A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-20 | 华能核能技术研究院有限公司 | 高温气冷堆和余热排出*** |
| CN115171935A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-11 | 华能核能技术研究院有限公司 | 一种球床式高温堆新燃料自动装料***及自动装料方法 |
| CN115295195A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-11-04 | 清华大学 | 高温气冷堆抽吸装置 |
| CN115346702A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-11-15 | 华能核能技术研究院有限公司 | 一种解决高温气冷堆核电厂燃料球卡堵的方法及*** |
| CN115410733A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-11-29 | 西安热工研究院有限公司 | 一种高温气冷堆用吊篮式燃料球传输*** |
| CN115482948A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-12-16 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 高温气冷堆燃料球提升*** |
| CN218333143U (zh) * | 2022-06-24 | 2023-01-17 | 华能核能技术研究院有限公司 | 球床式高温气冷堆不停堆换料*** |
-
2023
- 2023-03-29 CN CN202310344488.9A patent/CN116344086B/zh active Active
Patent Citations (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1034866A (en) * | 1963-03-25 | 1966-07-06 | Atomic Energy Authority Uk | Improvements in or relating to manipulating devices for use in nuclear reactors |
| FR2309956A1 (fr) * | 1975-04-30 | 1976-11-26 | Hochtemperatur Kernkraftwerk | Procede de protection du reflecteur-plafond de reacteurs a haute temperature |
| CN1083255A (zh) * | 1993-04-09 | 1994-03-02 | 清华大学 | 高温气冷堆吸送输球循环装置 |
| US5309492A (en) * | 1993-04-15 | 1994-05-03 | Adams Atomic Engines, Inc. | Control for a closed cycle gas turbine system |
| CN1102269A (zh) * | 1993-10-29 | 1995-05-03 | 清华大学 | 球床高温气冷堆燃料元件的排出装置 |
| JP2004354071A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | ペブルベッド型高温ガス炉 |
| US20060050835A1 (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-09 | Bazant Martin Z | Bi-disperse pebble-bed nuclear reactor |
| CN1713303A (zh) * | 2005-07-29 | 2005-12-28 | 清华大学 | 球床高温气冷堆燃料球抽吸装置 |
| CN101777395A (zh) * | 2010-01-28 | 2010-07-14 | 清华大学 | 球床高温堆球流提升管路气体分流器 |
| CN102280151A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-12-14 | 清华大学 | 球床高温气冷堆乏燃料负压抽吸装置 |
| WO2014000553A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | Tsinghua University | System and method for pneumatically lifting fuel elements of pebble-bed reactor group by group |
| CN103474113A (zh) * | 2013-09-30 | 2013-12-25 | 清华大学 | 球床模块式高温气冷堆燃料装卸*** |
| CA2991078A1 (en) * | 2015-12-31 | 2017-07-06 | Tsinghua University | Nuclear power plant spent fuel negative pressure unloading system |
| CN110534219A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-12-03 | 清华大学 | 颗粒抽吸装置和方法 |
| CN112349439A (zh) * | 2020-11-07 | 2021-02-09 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置及方法 |
| CN215895975U (zh) * | 2021-09-29 | 2022-02-22 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 一种球床式高温堆的球气分离装置 |
| CN114373561A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-04-19 | 华能核能技术研究院有限公司 | 一种高温气冷堆燃料元件循环***及方法 |
| CN114715671A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-08 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 基于乏燃料贮存***的卸料球管的负压度调整方法 |
| CN114883019A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-09 | 中核能源科技有限公司 | 一种高温气冷堆燃料装卸***及方法 |
| CN115083632A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-20 | 华能核能技术研究院有限公司 | 高温气冷堆和余热排出*** |
| CN218333143U (zh) * | 2022-06-24 | 2023-01-17 | 华能核能技术研究院有限公司 | 球床式高温气冷堆不停堆换料*** |
| CN115083642A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-09-20 | 华能核能技术研究院有限公司 | 高温气冷堆燃料元件输送***及高温气冷堆*** |
| CN115171935A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-11 | 华能核能技术研究院有限公司 | 一种球床式高温堆新燃料自动装料***及自动装料方法 |
| CN115295195A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-11-04 | 清华大学 | 高温气冷堆抽吸装置 |
| CN115482948A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-12-16 | 华能山东石岛湾核电有限公司 | 高温气冷堆燃料球提升*** |
| CN115410733A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-11-29 | 西安热工研究院有限公司 | 一种高温气冷堆用吊篮式燃料球传输*** |
| CN115346702A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-11-15 | 华能核能技术研究院有限公司 | 一种解决高温气冷堆核电厂燃料球卡堵的方法及*** |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| 周树勇;王芋丁;蔡瑞忠;章旋;: "球床高温气冷堆燃料元件气力输送过程仿真", 计算机仿真, no. 09 * |
| 曾凯;沈鹏;都东;王鑫;张海泉: "球床反应堆燃料元件脉冲气力提升动力特性分析", 原子能科学技术, no. 008, 31 December 2012 (2012-12-31) * |
| 沈鹏;刘洪冰;都东;王鑫;张海泉: "球床反应堆燃料元件成组串列管路气力提升方法研究", 高技术通讯, vol. 23, no. 005 * |
| 沈鹏;刘洪冰;都东;王鑫;张海泉: "球床反应堆燃料元件成组串列管路气力提升方法研究", 高技术通讯, vol. 23, no. 005, 31 December 2013 (2013-12-31) * |
| 沈鹏;刘洪冰;都东;王鑫;张海泉;: "球床反应堆燃料元件成组串列管路气力提升方法研究", 高技术通讯, no. 05, 15 May 2013 (2013-05-15) * |
| 盛建鹏等: "自然循环临界热流密度特性研究", 第十四届全国反应堆热工流体学术会议暨中核核反应堆热工水利技术重点实验室2015年度学术年会论文集, 23 September 2015 (2015-09-23) * |
| 肖宏伶, 刘继国: "10MW高温气冷堆燃料元件装卸***的控制***设计", 核动力工程, no. 06, 28 December 2000 (2000-12-28) * |
| 雷伟俊等: "HTR-PM燃料装卸***卡球故障在线解除方法研究", 山东核科学技术——山东省核学会2021年论文汇编II, 19 November 2021 (2021-11-19) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116344086B (zh) | 2024-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103474113B (zh) | 球床模块式高温气冷堆燃料装卸*** | |
| KR101389276B1 (ko) | 원자로의 피동안전계통 | |
| EP2122636B1 (en) | Nuclear power plant using nanoparticles in emergency systems and related method | |
| US20080219396A1 (en) | Nuclear power plant using nanoparticles in closed circuits of emergency systems and related method | |
| EP2727117B1 (en) | System and method for pneumatically lifting fuel elements of pebble-bed reactor group by group | |
| CN108511089B (zh) | 熔盐堆装卸料*** | |
| WO2024001740A1 (zh) | 高温气冷堆燃料元件输送***及高温气冷堆*** | |
| US20140016733A1 (en) | Passive safety injection system using safety injection tank | |
| CN115171935A (zh) | 一种球床式高温堆新燃料自动装料***及自动装料方法 | |
| CN116344086B (zh) | 燃料装卸***的堆芯进料管卡堵在线处理***及方法 | |
| JP5608068B2 (ja) | 受動的空気注入により原子炉のオフガスシステムの水素濃度を制御する方法 | |
| CN112349439B (zh) | 一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置及方法 | |
| CN209045174U (zh) | 核电站非能动应急硼化*** | |
| CN217588437U (zh) | 一种高温气冷堆旁路阀运行*** | |
| CN112337591A (zh) | 砂磨机用研磨球在线添加装置及研磨球在线添加方法 | |
| CN218333143U (zh) | 球床式高温气冷堆不停堆换料*** | |
| CN105179301B (zh) | 核主泵用非能动紧急注入水供应*** | |
| CN217357591U (zh) | 高温水定压补水装置 | |
| CN114589175B (zh) | 适用于浆料加工的控制设备 | |
| CN218466629U (zh) | 一种能自动启停上水的节能蓄水罐输送*** | |
| CN219198899U (zh) | 杂质注入装置 | |
| CN114937515A (zh) | 一种高温气冷堆含氚废水收集*** | |
| CN115172812B (zh) | 质子交换膜燃料电池的氢水分离方法及氢水分离装置 | |
| CN213914112U (zh) | 砂磨机用研磨球在线添加装置 | |
| CN216556502U (zh) | 多用途氢气卸载充装装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |