[發明專利]一種用于小型堆的冷卻劑加氫系統及方法

在審

• 申請號: 201810968121.3
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109166638A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 樂方愿;孫海軍;雷斌;高山;葉小利;喬磊;杜孟孟;李俊文
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: G21C15/28
• 分類號: G21C15/28
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 蔡忠祥

本發明公開了一種用于小型堆的冷卻劑加氫系統及方法，涉及核電反應堆冷卻劑加氫系統領域，該用于小型堆的冷卻劑加氫系統，包括：除鹽水供應系統，包括依次管路連接的除鹽水供應裝置和水泵；除鹽水回路，其入口連接所述除鹽水供應系統出口，其出口連接冷卻劑系統入口；儲氫裝置，其出口通入所述除鹽水回路。本發明的用于小型堆的冷卻劑加氫系統原理簡單，結構緊湊，適用于空間有限尤其是不加硼的小型堆應用，可操作性強，加氫壓力較大，輸送安全高效。

技術領域

本發明涉及核電反應堆冷卻劑加氫系統領域，具體涉及一種用于小型堆的冷卻劑加氫系統及方法。

背景技術

在壓水堆核電功率運行期間，反應堆冷卻劑系統(以下簡稱一回路)內的冷卻劑會在輻照條件下分解為氫氣和氧氣，氧氣會加劇材料腐蝕，降低設備可靠性的同時增加放射性活化產物。目前核電廠普遍使用一回路加氫技術，通過向冷卻劑中加氫并維持一定的冷卻劑氫濃度的方式來抑制水的輻照分解。

現有技術中陸上核電站基本采用加硼控制反應性，核電站功率運行期間，氫氣由于下泄調硼和除氣而損耗量較大，加之考慮了較大的蒸汽發生器泄漏基準，為維持氫濃度一回路加氫均為連續添加方式。

現有加氫技術分為兩大類，一類是通過化容系統容控箱氣相注入氫氣，容控箱頂部噴頭的霧狀冷卻劑與容控箱氣相的氫氣充分接觸使得氫氣能夠充分溶解到冷卻劑中，加氫后的冷卻劑從容控箱下部排出，從而完成冷卻劑的加氫，加氫量通過控制容控箱的氣相壓力完成。但是通過調節或控制氣相壓力進而調節或維持冷卻劑壓力耗時長且調節精度低，機組啟動和停堆階段容控箱的氣體覆蓋種類更換繁瑣。另一類加氫是通過高壓氣瓶直接向化容系統上充管線注氫，有研究人員提出了不依賴于容控箱的高壓連續加氫系統，直接向上充管路分不同工況注氫，但該系統對氫氣的調節精度要求較高，由于上充流管路中的流體溫度大于250℃，壓力為15.5MPa abs，為保證氫氣能注入，氫氣瓶需更高的壓力，否則氣瓶利用率較低或頻繁更換氣瓶導致經濟性不高。另有研究人員提出模塊式加氫裝置，提出的模塊式加氫裝置具有運行可靠、安裝、調試、使用和維修均安全方便的優點，但是該裝置除氧裝置結構復雜，占空間大。

綜上所述，目前亟需一種工藝簡單、氫耗量較小、精度控制簡單、占用空間適宜，適用于小型堆工作實際的冷卻劑加氫系統。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種用于小型堆的冷卻劑加氫系統及方法，可解決現有加氫技術氫耗量過大、加氫工藝復雜且控制精度要求較高的問題。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種用于小型堆的冷卻劑加氫系統，包括：

除鹽水供應系統，包括依次管路連接的除鹽水供應裝置和水泵；

除鹽水回路，其入口連接所述除鹽水供應系統出口，其出口連接冷卻劑系統入口，所述除鹽水回路包括用于暫存加入氫氣的中轉箱；

儲氫裝置，其出口通入所述中轉箱前的所述除鹽水回路管路。

在上述技術方案的基礎上，所述除鹽水回路包括相互并聯的第一支路和第二支路，所述第一支路設置除鹽水隔離閥，所述第二支路依次設置通氣入口閥、中轉箱及通氣出口閥。

在上述技術方案的基礎上，所述儲氫裝置出口依次通過管路連接氣瓶隔離閥、氣瓶截止止回閥，最終接入所述通氣入口閥與所述中轉箱間的所述第二支路。

在上述技術方案的基礎上，所述中轉箱為立式圓柱型高壓容器，其底部設有氫氣進口和除鹽水出口，其頂部連接所述通氣出口閥入口。

在上述技術方案的基礎上，所述冷卻劑系統設有溶氫儀表，所述中轉箱箱體上設有壓力表。

在上述技術方案的基礎上，所述儲氫裝置包括設置于所述儲氫裝置出口處且口徑可調的連接部件，以及可拆卸的連接于所述連接部件的高壓氣瓶。