CN106847349A - 核电站一回路冷却剂高压加氢系统 - Google Patents

核电站一回路冷却剂高压加氢系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106847349A
CN106847349A CN201611055450.6A CN201611055450A CN106847349A CN 106847349 A CN106847349 A CN 106847349A CN 201611055450 A CN201611055450 A CN 201611055450A CN 106847349 A CN106847349 A CN 106847349A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling agent
pipeline
loop
nuclear power
power station
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.)
Pending
Application number
CN201611055450.6A
Other languages
English (en)
Inventor
谢恩飞
王耀东
魏倩文
李盛杰
董鹏飞
林丰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China General Nuclear Power Corp
China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Shenzhen China Guangdong Nuclear Engineering Design Co Ltd
Original Assignee
China General Nuclear Power Corp
China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Shenzhen China Guangdong Nuclear Engineering Design Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China General Nuclear Power Corp, China Nuclear Power Engineering Co Ltd, Shenzhen China Guangdong Nuclear Engineering Design Co Ltd filed Critical China General Nuclear Power Corp
Priority to CN201611055450.6A priority Critical patent/CN106847349A/zh
Publication of CN106847349A publication Critical patent/CN106847349A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/02—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
    • G21C17/022—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator for monitoring liquid coolants or moderators
    • G21C17/0225—Chemical surface treatment, e.g. corrosion
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/28—Selection of specific coolants ; Additions to the reactor coolants, e.g. against moderator corrosion
    • 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)
  • Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其包括：与一回路连接的上充流管路、位于上充流管路下游的混合管，以及通过至少一条加氢管路连接至上充流管路的氢气源，其中，来自加氢管路的氢气和上充流管路中的一回路冷却剂汇合后进入混合管。相对于现有技术，本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统具有以下有益效果：1)采用高压直接加氢方式，可有效控制加氢量，提高一回路冷却剂溶解氢浓度的控制精度和调节速率；2)适用于采用或不采用容控箱的堆型，适用范围广；3)容控箱可采用氮气覆盖，消除容控箱中大量氢气带来的爆炸和火灾等安全隐患；4)避免机组启动和停堆阶段容控箱的气体覆盖种类的繁琐更换。

Description

核电站一回路冷却剂高压加氢系统
技术领域
本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站一回路冷却剂高压加氢系统。
背景技术
目前，核电站核电厂正常运行期间，普遍采用维持一定的一回路冷却剂溶解氢浓度的方式来保证一回路还原性水的化学环境条件，以抑制水在反应堆堆芯的辐照分解，降低对一回路设备材料的腐蚀。正常运行期间，一回路冷却剂中的溶解氢通过蒸汽发生器传热管渗透到二回路而消耗，为维持一回路溶解氢浓度，必须连续地向一回路冷却剂中添加氢。
现有技术中，化学和容积控制系统中传统的容控箱加氢方案为：下泄的一回路冷却剂由容控箱顶部喷头以喷雾形式进入容控箱，雾状冷却剂与容控箱气相的氢气充分接触使得氢气能够充分溶解到冷却剂中，加氢后的冷却剂从容控箱下部排出，从而完成冷却剂的加氢。现有技术的容控箱加氢方案中，加氢量通过控制容控箱的气相压力完成，容控箱气相正常运行压力约为2.7bar abs。
但是，上述加氢方案至少存在以下缺陷：容控箱用氢气覆盖，气相积存大量氢气，存在爆炸和火灾等安全风险；通过调节或控制容控箱的气相压力进而调节或维持一回路冷却剂的加氢量，耗时长且调节精度低；机组启动和停堆阶段需进行容控箱气体覆盖种类的更换(氢气→氮气→空气)。
有鉴于此，确有必要提供一种安全可控的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种安全可控的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其可高效准确地控制加氢量。
为实现上述发明目的，本发明提供一种核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其包括：与一回路连接的上充流管路、位于上充流管路下游的混合管，以及通过至少一条加氢管路连接至上充流管路的氢气源，其中，来自加氢管路的氢气和上充流管路中的一回路冷却剂汇合后进入混合管。
作为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的一种改进，所述氢气源通过并联设置的大流量加氢管路和小流量加氢管路连接所述上充流管路。
作为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的一种改进，电厂启动期间，氢气由所述大流量加氢管路注入所述上充流管路。
作为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的一种改进，功率运行期间，氢气由所述小流量加氢管路注入所述上充流管路。
作为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的一种改进，所述加氢管路包括相互连接的限流孔板和隔离阀。
作为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的一种改进，所述限流孔板和隔离阀之间设有流量计和调节阀。
作为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的一种改进，所述混合管垂直布置，冷却剂和氢气的混合流从混合管下部流入，从混合管上部流出。
作为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的一种改进，所述混合管设有纵横交错布置的多个静态混合元件。在静态混合元件的作用下，氢气被破碎为细小的气泡，溶解进入上充的一回路冷却剂中，从而完成一回路冷却剂的加氢功能。
作为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的一种改进，氢气以可控流量进入位于一回路中的化学和容积控制系统再生换热器下游的上充流管路。
作为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的一种改进，所述上充流管路中的流体温度大于250℃，压力为15.5MPa abs。
相对于现有技术，本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统具有以下有益效果：1)采用高压直接加氢方式，可有效控制加氢量，提高一回路冷却剂溶解氢浓度的控制精度和调节速率，满足一回路水化学规范对溶解氢浓度的要求，抑制水在反应堆堆芯的辐照分解，降低对一回路设备材料的腐蚀；2)适用于采用或不采用容控箱的堆型，适用范围广；3)容控箱可采用氮气覆盖，消除容控箱中大量氢气带来的爆炸和火灾等安全隐患；4)避免机组启动和停堆阶段容控箱的气体覆盖种类的繁琐更换。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统及其有益技术效果进行详细说明，其中：
图1为本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1所示，本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统包括：与一回路连接的上充流管路20、位于上充流管路20下游的混合管30，以及通过至少一条加氢管路10连接至上充流管路20的氢气源40，其中，来自加氢管路10的氢气和上充流管路20中的一回路冷却剂汇合后进入混合管30。
在图示实施方式中，混合管30垂直布置，冷却剂和氢气的混合流从混合管30下部流入，从混合管30上部流出。混合管30中设有纵横交错布置的多个静态混合元件，在静态混合元件的作用下，氢气被破碎为细小的气泡，溶解进入上充的一回路冷却剂中，从而完成一回路冷却剂的加氢功能。
加氢管路10包括并联设置的一条大流量加氢管路和一条小流量加氢管路。大流量加氢管路包括通过管路110连接的限流孔板102、流量计104、调节阀106和隔离阀108；小流量加氢管路包括通过管路110连接的限流孔板112、流量计114、调节阀116和隔离阀118。
可以理解的是，根据本发明的其他实施方式，当调节阀具有优良的调节精度时，也可以只用一条加氢管路10来控制加氢。
加氢管路10有两种运行模式：电厂启动期间，氢气由大流量加氢管路注入，以保证较高的加氢速率；功率运行期间，氢气由小流量加氢管路注入，以补偿反应堆冷却剂系统的正常氢消耗。
以下结合图1所示，详细描述本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统的工作方式：
来自厂区的高压氢气经过加氢管路10后，以可控流量进入化学和容积控制系统再生换热器50下游的高温高压上充流中，氢气和上充的一回路冷却剂汇合后通过上充流管路20进入混合管30中。由于再生换热器50下游的上充流为高温高压流体(温度大于250℃、压力约为15.5MPa abs)，加快氢气的溶解速率，而且混合管30对氢气气泡有充分破碎和乳化混合作用，使氢气很快溶解在上充的一回路冷却剂中，然后重新进入一回路。
结合以上对本发明的详细描述可知，相对于现有技术，本发明核电站一回路冷却剂高压加氢系统具有以下有益效果：1)采用高压直接加氢方式，可有效控制加氢量，提高一回路冷却剂溶解氢浓度的控制精度和调节速率，满足一回路水化学规范对溶解氢浓度的要求，抑制水在反应堆堆芯的辐照分解，降低对一回路设备材料的腐蚀；2)适用于采用或不采用容控箱的堆型，适用范围广；3)容控箱可采用氮气覆盖，消除容控箱中大量氢气带来的爆炸和火灾等安全隐患；4)避免机组启动和停堆阶段容控箱的气体覆盖种类的繁琐更换。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，包括：与一回路连接的上充流管路、位于上充流管路下游的混合管，以及通过至少一条加氢管路连接至上充流管路的氢气源，其中，来自加氢管路的氢气和上充流管路中的一回路冷却剂汇合后进入混合管。
2.根据权利要求1所述的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，所述氢气源通过并联设置的大流量加氢管路和小流量加氢管路连接所述上充流管路。
3.根据权利要求2所述的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，电厂启动期间，氢气由所述大流量加氢管路注入所述上充流管路。
4.根据权利要求2所述的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，功率运行期间，氢气由所述小流量加氢管路注入所述上充流管路。
5.根据权利要求1所述的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，所述加氢管路包括相互连接的限流孔板和隔离阀。
6.根据权利要求3所述的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，所述限流孔板和隔离阀之间设有流量计和调节阀。
7.根据权利要求1所述的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，所述混合管垂直布置，冷却剂和氢气的混合流从混合管下部流入，从混合管上部流出。
8.根据权利要求1所述的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，所述混合管设有纵横交错布置的多个静态混合元件。
9.根据权利要求1所述的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，氢气以可控流量进入位于一回路中的化学和容积控制系统再生换热器下游的上充流管路。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的核电站一回路冷却剂高压加氢系统，其特征在于，所述上充流管路中的流体温度大于250℃，压力为15.5MPa abs。
CN201611055450.6A 2016-11-25 2016-11-25 核电站一回路冷却剂高压加氢系统 Pending CN106847349A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611055450.6A CN106847349A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 核电站一回路冷却剂高压加氢系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611055450.6A CN106847349A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 核电站一回路冷却剂高压加氢系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106847349A true CN106847349A (zh) 2017-06-13

Family

ID=59145445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611055450.6A Pending CN106847349A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 核电站一回路冷却剂高压加氢系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106847349A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107481773A (zh) * 2017-09-13 2017-12-15 中广核研究院有限公司 一回路新型加氢一体化装置
CN109166638A (zh) * 2018-08-23 2019-01-08 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 一种用于小型堆的冷却剂加氢系统及方法
CN109741842A (zh) * 2019-01-07 2019-05-10 苏州热工研究院有限公司 核电厂容控箱除氧测试系统以及方法
WO2021001036A1 (en) * 2019-07-03 2021-01-07 Framatome Gmbh Hydrogenation system for a pressurized water reactor and according method
RU2794150C1 (ru) * 2019-07-03 2023-04-12 Фраматом Гмбх Система гидрирования для реактора с водой под давлением и соответствующий способ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1196819A (zh) * 1995-09-29 1998-10-21 西门子公司 压水反应堆一次冷却剂加气的设备
JP2000075079A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Hitachi Ltd 水素濃度制御装置
US6968028B1 (en) * 1998-03-13 2005-11-22 Framatome Anp Gmbh Nuclear power station having a gas-injection device for a coolant
US20120294404A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-22 Hitachi-GE Nuclear Engergy, Ltd. Nuclear Power Plant and Method of Operating It
CN104299666A (zh) * 2014-08-26 2015-01-21 上海舜华新能源系统有限公司 一种超微流量的高压氢气精确注气系统及注气方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1196819A (zh) * 1995-09-29 1998-10-21 西门子公司 压水反应堆一次冷却剂加气的设备
US6968028B1 (en) * 1998-03-13 2005-11-22 Framatome Anp Gmbh Nuclear power station having a gas-injection device for a coolant
JP2000075079A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Hitachi Ltd 水素濃度制御装置
US20120294404A1 (en) * 2011-04-28 2012-11-22 Hitachi-GE Nuclear Engergy, Ltd. Nuclear Power Plant and Method of Operating It
CN104299666A (zh) * 2014-08-26 2015-01-21 上海舜华新能源系统有限公司 一种超微流量的高压氢气精确注气系统及注气方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANDRZEJ: "《化工装置的再设计-过程强化》", 30 September 2012 *
孙汉虹等: "《第三代核电技术AP1000第2版》", 31 March 2016 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107481773A (zh) * 2017-09-13 2017-12-15 中广核研究院有限公司 一回路新型加氢一体化装置
CN107481773B (zh) * 2017-09-13 2023-06-23 中广核研究院有限公司 一回路加氢一体化装置
CN109166638A (zh) * 2018-08-23 2019-01-08 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 一种用于小型堆的冷却剂加氢系统及方法
CN109166638B (zh) * 2018-08-23 2024-02-13 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种用于小型堆的冷却剂加氢系统及方法
CN109741842A (zh) * 2019-01-07 2019-05-10 苏州热工研究院有限公司 核电厂容控箱除氧测试系统以及方法
WO2021001036A1 (en) * 2019-07-03 2021-01-07 Framatome Gmbh Hydrogenation system for a pressurized water reactor and according method
KR20210148355A (ko) * 2019-07-03 2021-12-07 프라마톰 게엠베하 가압수형 원자로용 수소화 시스템 및 그 방법
CN113874956A (zh) * 2019-07-03 2021-12-31 法玛通股份有限公司 用于压水反应堆的氢化系统和相应方法
RU2794150C1 (ru) * 2019-07-03 2023-04-12 Фраматом Гмбх Система гидрирования для реактора с водой под давлением и соответствующий способ
KR102629816B1 (ko) * 2019-07-03 2024-01-25 프라마톰 게엠베하 가압수형 원자로용 수소화 시스템 및 그 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106847349A (zh) 核电站一回路冷却剂高压加氢系统
CN103599615A (zh) 磨料水切割及灭火装置
KR20140023067A (ko) 분리형 안전주입탱크
CN105725891A (zh) 恒温淋浴系统及其控制方法
CN203090319U (zh) 一种多功能压缩空气泡沫灭火装置
CN109166638A (zh) 一种用于小型堆的冷却剂加氢系统及方法
CN110752045B (zh) 一种核电站容控箱吹扫系统及方法
CN105920762A (zh) 一种预混型高倍数泡沫发生装置
CN203370665U (zh) 一种连续注蜡装置
CN209000555U (zh) 一种用于小型堆的冷却剂加氢系统
CN105179301B (zh) 核主泵用非能动紧急注入水供应系统
CN104174344B (zh) 一种制备聚甲氧基二甲醚的反应装置和方法
CN207347880U (zh) 一种实验室用发泡设备
CN207425372U (zh) 一回路新型加氢一体化装置
CN208990107U (zh) 一种油气田消防装置
CN202569934U (zh) 用于动力波装置中的加碱系统
CN202522505U (zh) 一种模拟核电站二回路纯液相流动加速腐蚀实验系统
CN106111377B (zh) 一种基于高压水的双流体外混式喷嘴
US4487740A (en) Procedure and equipment for injecting gas into liquids
CN106348994A (zh) 一种对环己酮脱氢气体进行增压的方法及装置
CN205117720U (zh) 一种单螺杆压缩机的喷液装置
JP3143158U (ja) 気体液体混合装置
CN214513665U (zh) 液氨应急快速处理装置
CN109611848A (zh) 一种多喷嘴冷却保护系统及方法
CN217511734U (zh) 一种用于溶油水生产设备

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170613

RJ01 Rejection of invention patent application after publication