[發(fā)明專利]一種用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆的金屬冷卻劑泄漏的裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811343424.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109686464A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏川清;鄭文強(qiáng);王折賢;張立德;張守杰;彭浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嶺東核電有限公司;中廣核研究院有限公司;中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司;中國(guó)廣核電力股份有限公司
• 主分類號(hào): G21C17/025
• 分類號(hào): G21C17/025
• 代理公司: 深圳匯智容達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

本發(fā)明提供一種用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆的金屬冷卻劑泄漏的裝置，其包括：內(nèi)部包含有金屬冷卻劑的金屬管道及設(shè)備、氣體風(fēng)機(jī)、氣體儲(chǔ)罐、氣體檢測(cè)裝置，以及包裹在金屬管道及設(shè)備表面的保溫層；保溫層上形成有凹槽，且凹槽與金屬管道及設(shè)備的外表面之間形成氣體流道；氣體風(fēng)機(jī)將來(lái)自氣體儲(chǔ)罐的檢測(cè)用氣體輸送至氣體流道的第一端；氣體檢測(cè)裝置檢測(cè)所述檢測(cè)用氣體的成份或放射性，以判斷金屬管道及設(shè)備是否發(fā)生破口。本發(fā)明不需要在金屬管道及設(shè)備的外部表面布置探測(cè)器，就可以檢測(cè)金屬管道及設(shè)備是否出現(xiàn)破口而引發(fā)金屬冷卻劑的泄漏。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆的金屬冷卻劑泄漏的裝置及方法。

背景技術(shù)

液態(tài)金屬冷卻劑反應(yīng)堆是用液態(tài)金屬或液態(tài)合金作為冷卻劑的反應(yīng)堆，與傳統(tǒng)的水冷卻劑反應(yīng)堆相比，液態(tài)金屬導(dǎo)熱性更好，可在高溫低壓下運(yùn)行，提高了反應(yīng)堆的固有安全性。

核反應(yīng)堆中選用液態(tài)金屬作為冷卻劑，可選用的金屬冷卻劑應(yīng)滿足熔點(diǎn)低、中子俘獲截面小等要求。常用的金屬冷卻劑有鈉、鉛、鉛鉍等。

在核電站設(shè)計(jì)中，需考慮在正常和事故工況下保證反應(yīng)堆的邊界完整性，即一回路冷卻劑不發(fā)生不可控的喪失，防止核燃料失去冷卻而導(dǎo)致嚴(yán)重事故。在金屬反應(yīng)堆中，由于一回路設(shè)計(jì)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)壓水堆，一回路邊界出現(xiàn)小破口時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)冷卻劑的噴放，而多表現(xiàn)為滲漏、泄漏。

當(dāng)金屬冷卻劑泄漏量較小時(shí)，由于反應(yīng)堆輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)上往往存在一定的補(bǔ)償措施，一回路的液位變化往往不明顯。由于存在設(shè)備和管道的保溫層，泄漏的金屬冷卻劑不易被發(fā)現(xiàn)，不利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理事故，且在反應(yīng)堆檢修階段，泄漏的冷卻劑可能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員造成風(fēng)險(xiǎn)(放射性沾污、有毒氣體等)。

鈉冷快堆(CEFR)作為一種液態(tài)金屬冷卻劑反應(yīng)堆，其對(duì)應(yīng)的鈉泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理如下：

鈉冷快堆中，廣泛在主容器、設(shè)備、管道外部設(shè)置數(shù)百個(gè)接觸式鈉泄漏探測(cè)器，當(dāng)有鈉冷卻劑泄漏并觸碰到探測(cè)器探頭時(shí)，探頭頭部被鈉短路而發(fā)出報(bào)警。

鈉冷快堆的泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，每個(gè)探頭的測(cè)量預(yù)警區(qū)域有限，所需探頭數(shù)量較多，在實(shí)驗(yàn)堆中已使用數(shù)百個(gè)。如四代堆后續(xù)進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用，則冷卻劑管道、設(shè)備的數(shù)量和表面積會(huì)大大增加，對(duì)探頭的需求量也會(huì)更多。

探頭屬于接觸式測(cè)量設(shè)備，在布置時(shí)需接近可能的泄漏點(diǎn)，其工作環(huán)境較為惡劣，探頭損壞的概率較高。

接觸式探頭對(duì)于微小量的泄漏可能存在延后或漏檢的可能(如泄漏的冷卻劑尚未流動(dòng)至探頭)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆的金屬冷卻劑泄漏的裝置及方法，不需要在金屬管道及設(shè)備的外部表面布置探測(cè)器，就可以檢測(cè)金屬管道及設(shè)備是否出現(xiàn)破口而引發(fā)金屬冷卻劑的泄漏。

本發(fā)明提供的一種用于監(jiān)測(cè)反應(yīng)堆的金屬冷卻劑泄漏的裝置，包括：內(nèi)部包含有金屬冷卻劑的金屬管道及設(shè)備、氣體風(fēng)機(jī)、氣體儲(chǔ)罐、氣體檢測(cè)裝置，以及包裹在所述金屬管道及設(shè)備表面的保溫層；

所述保溫層上形成有凹槽，且所述凹槽與所述金屬管道及設(shè)備的外表面之間形成氣體流道；

所述氣體儲(chǔ)罐存儲(chǔ)有檢測(cè)用氣體，所述氣體儲(chǔ)罐的出口與所述氣體風(fēng)機(jī)的第一端連接，所述氣體風(fēng)機(jī)的第二端接入所述氣體流道的第一端，所述氣體檢測(cè)裝置接入所述氣體流道的第二端；

所述氣體風(fēng)機(jī)，用于將來(lái)自所述氣體儲(chǔ)罐的檢測(cè)用氣體輸送至所述氣體流道的第一端；

所述氣體檢測(cè)裝置，用于接收所述氣體流道中的檢測(cè)用氣體，并檢測(cè)所述檢測(cè)用氣體的成份或放射性，以判斷所述金屬管道及設(shè)備是否發(fā)生破口。

優(yōu)選地，還包括引漏管道和引漏儲(chǔ)罐；

所述引漏管道的一端與所述氣體流道接通，所述引漏管道的另一端與所述引漏儲(chǔ)罐連接。