[發(fā)明專利]用于從核反應堆冷卻劑中去除放射性氣體和氫氣的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010971098.0
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN112076501A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: G·J·科波拉
• 申請（專利權(quán)）人: 西屋電氣有限責任公司
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;G21C19/307;G21F9/02
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 姜雪梅

本發(fā)明公開了一種用于從核反應堆冷卻劑中去除放射性氣體和氫氣的方法，包括步驟：將所述核反應堆冷卻劑的一部分轉(zhuǎn)移到并聯(lián)連接的第一和第二接觸器中的每一個接觸器的入口室的入口，其中并聯(lián)連接的第一和第二接觸器與第三接觸器串聯(lián)連接，第一、第二和第三接觸器均容納將第一、第二和第三接觸器的內(nèi)部分成入口室與出口室的隔膜，每個隔膜具有孔，所述孔使放射性氣體和氫氣從入口室通到出口室，但是防止核反應堆冷卻劑通到出口室；通過出口室以相對小量的吹掃流提供惰性氣體；將真空發(fā)生器連接到每個出口室；對出口室抽真空；將出口室中的放射性氣體和氫氣送到廢氣系統(tǒng)；以及通過入口室中的出口將核反應堆冷卻劑的已脫氣部分輸送到期望位置。

本分案申請是基于中國發(fā)明專利申請?zhí)?01680008509.8(國際申請?zhí)朠CT/US2016/012272)、發(fā)明名稱“用于為核反應堆冷卻系統(tǒng)脫氣的設備”、申請日為2016年1月6日的專利申請的分案申請。

背景

技術(shù)領域

本發(fā)明總體涉及一種從核電站中的反應堆冷卻劑中去除溶解的氣體的方法，以及更具體地涉及一種用于通過使冷卻劑通過隔膜并通過施加真空提取氣體而從反應堆冷卻劑中去除溶解的氫和裂變氣體的設備。

背景技術(shù)

在壓水反應堆裝置停機期間，通常的做法是將反應堆冷卻劑系統(tǒng)排放到反應堆容器凸緣以下至反應堆容器冷卻劑出口噴嘴的中平面的高度。該中平面與引到蒸汽發(fā)生器的“熱腿”連接管道的中平面重合。這種排放允許在停機期間對泵、蒸汽發(fā)生器、支撐結(jié)構(gòu)和其他主要系統(tǒng)部件進行檢查、測試和維護。

在反應堆操作期間，通過在核燃料中發(fā)生的裂變反應產(chǎn)生的一些裂變氣體(例如氙氣和氪氣)可能進入反應堆冷卻劑系統(tǒng)并且溶解在反應堆冷卻劑中。停機之后但在補給燃料和維護操作開始之前，必須減小放射性氣體和氫氣的濃度，以避免設備維護檢查人員過度暴露于輻射中，以及減少在安全殼環(huán)境中由于潛在的火花點燃由空氣和氫氣組成的可燃混合物而引起爆炸的可能性。

以前已經(jīng)使用與反應堆冷卻劑系統(tǒng)連接的容積控制罐對反應堆冷卻劑進行脫氣。通常，反應堆冷卻劑系統(tǒng)主要包括這些核蒸汽供應系統(tǒng)部件，諸如反應堆容器、蒸汽發(fā)生器、反應堆冷卻劑泵和連接管道。體積控制罐是稱為化學體積控制系統(tǒng)的系統(tǒng)的一部分，其以脫氣模式通過將溶解的氫氣和放射性氣體從反應堆冷卻劑中閃蒸出來并進入容積控制罐的蒸氣空間而運行。可以在美國專利US4,647,425中找到這種系統(tǒng)的一個例子。

典型地，被稱為泄放流的相對小量的反應堆冷卻劑流從反應堆冷卻劑系統(tǒng)和通過化學體積控制系統(tǒng)而轉(zhuǎn)移。該流首先被冷卻，然后在混合床脫鹽劑中被純化，被過濾以去除溶解的離子或懸浮的顆粒物質(zhì)，并且通入體積控制罐。

美國專利US4,647,425提出了對該化學體積控制系統(tǒng)程序的改進，并且縮短了使反應堆冷卻劑有效脫氣所需的時間。該專利提出的方法提供了對反應堆冷卻劑系統(tǒng)進行真空脫氣。該方法包括在排水操作期間將反應堆冷卻劑系統(tǒng)排放到接近熱腿的中點并且將反應堆冷卻劑系統(tǒng)維持在未通氣的狀態(tài)。然后，使得位于蒸汽發(fā)生器的初級側(cè)的任何已閃蒸的反應堆冷卻劑回流。如上述專利中所使用的，已閃蒸的反應堆冷卻劑是指由于較低的環(huán)境壓力而閃蒸進入蒸汽相的液體冷卻劑。回流是指被冷凝和被冷卻。大量反應堆冷卻劑以及回流的反應堆冷卻劑通循環(huán)過殘余除熱系統(tǒng)以冷卻反應堆冷卻劑。對反應堆冷卻劑系統(tǒng)抽真空以抽出從反應堆冷卻劑中汽提的任何氣體。優(yōu)選地，對冷卻系統(tǒng)進行排放的步驟在排放過程中在未通氣的反應堆容器和反應堆冷卻劑系統(tǒng)中建立部分真空。該部分真空足以使反應堆冷卻劑在反應堆冷卻劑系統(tǒng)中的主要溫度下沸騰，從而在排放步驟期間進行脫氣。