CN112349439B - 一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置及方法 - Google Patents

一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置及方法，包括抽吸列和扰动列；抽吸列包括取料三通，所述取料三通的进球口、出球口和取料口通过法兰或对接焊分别与进球管、出球管和导向管连接；导向管端口设置了一个安装在导向管和抽吸软管之间的环形管道过滤器，所述取料软管一端通过卡箍与球气分离器一端连接，另一端的取料接头放置在导向管内部；球气分离器另一端和罗茨风机之间设置了粉尘过滤器，粉尘过滤器用于过滤气流冲带出的石墨粉尘。扰动列中第四隔离阀、储气罐、压力变送器、第五隔离阀和电磁阀通过管道连接，电磁阀出口管路通过对接焊与吹扫三通气侧接头连接。本发明可实现快速故障解除，提高电站经济效益。

Description

一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置及方法
技术领域
本发明涉及反应堆工程技术领域，特别涉及一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置及方法。
背景技术
球床式高温气冷堆是一种固有安全性好，可用于高效发电和高温供热的先进核反应堆，是国际核能领域第四代核能系统中的首选堆型之一。该反应堆燃料装卸系统利用重力落球和气动提升两种输送方式可实现反应堆的不停堆换料功能。
高温气冷堆燃料装卸系统设计有多列圆形不锈钢球料传输管道和若干输送转换装置，在输送转换装置的作用下，球形燃料元件可在传输管道内实现精确定向传输。
高温气冷堆燃料元件直径为60mm，与传输管道的内径非常接近，燃料元件与传输管道内壁只有几毫米间隙。因此，在燃料元件传输过程中，传输管道和输送转换装置可能会因为粉尘、碎屑的堆积而发生卡球故障。
按目前维修手段，燃料装卸系统一旦发生卡球故障，需解体设备或拆除管路附近法兰取出卡堵燃料球，故障解除效率较低，且维修人员需承担很大的放射性照射风险，对电站的经济性和操作人员的健康造成不利影响。
因此，有必要为高温气冷堆提供一种高效的可远距离操作的卡球故障解除方法。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置及方法，可实现快速故障解除，提高电站经济效益。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置，包括抽吸列30和扰动列29；
所述抽吸列30包括罗茨风机7、碘吸附器13、粉尘过滤器14、球气分离器16、取料软管28和取料三通25；
所述取料三通25的进球口、出球口和取料口通过法兰或对接焊分别与进球管31、出球管33和导向管23连接；所述导向管23在空间上垂直布置，端口设置了一个安装在导向管23和抽吸软管28之间的环形管道过滤器22，所述环形管道过滤器22防止外界粉尘在抽吸状态下进入取料三通25；
所述取料软管28一端的取料接头放置在导向管23内部，取料软管的另一端通过卡箍与球气分离器16的进球/气口连接；
所述球气分离器16排气口和罗茨风机7之间设置了粉尘过滤器14，所述粉尘过滤器14用于过滤气流冲带出的石墨粉尘；
所述粉尘过滤器14和罗茨风机7之间设置了碘吸附器13，所述碘吸附器13用于去除气流中的放射性碘。
所述扰动列29包括第四隔离阀1、储气罐2、压力变送器3、第五隔离阀5和电磁阀6。第四隔离阀1、储气罐2、压力变送器3、第五隔离阀5和电磁阀6通过管道连接，所述电磁阀6出口管路通过对接焊与吹扫三通27气侧接头连接，所述电磁阀6通过间断启闭，可形成一个脉冲扰动气流。
所述吹扫三通27两个球侧接头通过对接焊与进球管31连接，所述进球管31在空间上倾斜布置。
所述导向管23中间设置有第一隔离阀24，两者通过法兰或对接焊连接。
所述取料软管28穿过软管输送装置21，软管输送装置21上设置有两个导轮，取料软管28的取料接头在导轮作用下可在导向管23内部上下移动。
所述球气分离器16和罗茨风机7之间设置有压力变送器8和流量计10，所述压力变送器8和流量计10用于实时反映抽吸列29的压力和流量。
所述球气分离器16、粉尘过滤器14、碘吸附器13、调节阀12、第三隔离阀11、流量计10、压力变送器8和罗茨风机依次通过管道连接，管道与设备的连接方式为法兰连接或对接焊。
所述多孔挡板15与球气分离器16箱体通过紧固件连接，球气分离器16的料仓32布置了1台振动器17，振动器17定期动作可将料箱粉尘和碎渣送入集球罐20。
所述球气分离器16和集球罐20之间的连接管道布置有过球计数器18，所述过球计数器18用于计算进入集球罐20的燃料元件数量。
所述扰动列29管道与设备的连接方式为对接焊或法兰连接。
一种高温气冷堆卡球故障在线解除方法，包括以下步骤；
当燃料装卸系统发生卡球故障时，主控发出指令隔离卡球管路，将卡球管路泄压至常压状态，然后启动抽吸列30运行；
首先打开第一隔离阀24、第二隔离阀19、第三隔离阀11，然后启动软管输送装置21将抽吸软管28送入取料三通25并到达输送装换装置26上游存球位置，然后启动罗茨风机7，卡堵燃料元件通过抽吸软管28进入球气分离器16，气流通过多孔挡板15进入粉尘过滤器14和碘吸附器13，然后到达罗茨风机，燃料元件通过球气分离器16料仓落入集球罐20贮存；
当抽吸列30无法将卡堵在输送转换装置26入口的燃料元件全部抽出时，主控发出指令停止罗茨风机7运行，启动扰动列29运行，首先打开第五隔离阀5，然后间断启闭电磁阀6，为输送转换装置26卡堵燃料元件提供脉冲扰动气流；
所述扰动列29完成扰动后，关闭第五隔离阀5，重新启动抽吸列30运行。所述抽吸列30和扰动列29可多次交替运行，直至将卡堵燃料元件全部抽吸至集球罐20；
故障解除后，关闭罗茨风机7，软管输送装置21将抽吸软管28抽离取料三通25。按规程依次关闭各列隔离阀。
本发明的有益效果：
本发明在燃料装卸系统发生卡球故障时，抽吸列可通过远程控制，将堆积在输送转换装置入口的燃料元件抽吸至集尘罐，当出现无法抽吸的情况时，扰动列可提供吹扫气流对卡堵燃料元件进行扰动。所述抽吸列和扰动列相互配合，可有效解决卡堵故障问题。因此，本发明能产生以下有益效果：1)可实现快速故障解除，提高电站经济效益；2)无需解体设备，减少易损件消耗；3)无需人员到现场处理，有效降低操作人员的辐照剂量。
附图说明
图1是燃料装卸系统卡球故障在线解除系统示意图。
图中：1-第四隔离阀，2-储气罐，3-压力变送器，4-仪表阀，5-第五隔离阀，6-电磁阀，7-罗茨风机，8-压力变送器，9-仪表阀，10-流量计，11-第三隔离阀，12-调节阀，13-碘吸附器，14-粉尘过滤器，15-多孔挡板，16-球气分离器，17-振动器，18过球计数器，19-第二隔离阀，20-集球罐，21软管输送装置，22-环形管道过滤器，23-导向管，24-第一隔离阀，25-取料三通，26-输送转换装置，27-吹扫三通，28抽吸软管，29-扰动列，30-抽吸列、31-进球管，32-料仓、出球管33。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
所述抽吸列30的布置如图1所示，该管部由取料三通25、导向管23、第一隔离阀24、环形管道过滤器22、抽吸软管28、软管输送装置21、球气分离器16、过球计数器18、第二隔离阀19、粉尘过滤器14、碘吸附器13、调节阀12、第三隔离阀11、流量计10、压力变送器8、罗茨风机7等部件组成。
多孔挡板15与球气分离器16箱体通过紧固件连接，是球气分离的主要功能部件。球气分离器16的料仓布置了1台振动器17，振动器17定期动作可将料箱粉尘和碎渣送入集球罐20。
所述导向管23在空间上垂直布置，端口设置了一个安装在导向管23和抽吸软管28之间的环形管道过滤器22，所述环形管道过滤器22可防止外界粉尘在抽吸状态下进入取料三通25。
所述调节阀12可在调试阶段找出其最佳开度而保持开度不变，在某些特殊情况下，也可增大调节阀开度增大抽吸流量。
所述扰动列的布置如图1所示，由第四隔离阀1、储气罐2、压力变送器3、第五隔离阀5和电磁阀6等部件组成。所述电磁阀6通过间断启闭，可形成一个脉冲扰动气流。
优选地，所述球气分离器16和集球罐20之间的连接管道布置有过球计数器18，所述过球计数器18可计算进入集球罐20的燃料元件数量，主控室可根据进入集球罐20的燃料元件数量判断输送转换装置26上游卡堵燃料元件是否已全部取出。
优选地，所述球气分离器16和罗茨风机7之间设置了粉尘过滤器14，所述粉尘过滤器14可过滤气流冲带出的石墨粉尘。
优选地，粉尘过滤器14和罗茨风机7之间设置了碘吸附器13，所述碘吸附器13可去除气流中的放射性碘。
优选地，所述球气分离器16和罗茨风机7设置有压力变送器8和流量计10，所述压力变送器8和流量计10可实时反映抽吸列29的压力和流量。
优选地，所述扰动列29通过吹扫三通与进球管31连接，所述进球管31在空间上倾斜布置。
本实施例工作原理：
当燃料装卸系统发生卡球故障时，主控发出指令隔离卡球管路，将卡球管路泄压至常压状态，然后启动抽吸列30运行；
首先打开第一隔离阀24、第二隔离阀19、第三隔离阀11，然后启动软管输送装置21将抽吸软管送入取料三通25并到达输送装换装置26上游存球位置，然后启动罗茨风机7，卡堵燃料元件通过抽吸软管28进入球气分离器16，气流通过多孔挡板15进入粉尘过滤器14和碘吸附器13，然后到达罗茨风机，燃料元件通过球气分离器16料仓落入集球罐20贮存；
当抽吸列30无法将卡堵在输送转换装置26入口的燃料元件全部抽出时，主控发出指令停止罗茨风机7运行，启动扰动列29运行，首先打开第五隔离阀5，然后间断启闭电磁阀6，为输送转换装置26卡堵燃料元件提供脉冲扰动气流；
所述扰动列29完成扰动后，关闭第五隔离阀5，重新启动抽吸列30运行。所述抽吸列30和扰动列29可多次交替运行，直至将卡堵燃料元件全部抽吸至集球罐20；
故障解除后，关闭罗茨风机7，软管输送装置21将抽吸软管28抽离取料三通25。按规程依次关闭各列隔离阀。
该方法通过抽系列和扰动列的相互配合，可有效实现卡球故障的快速解除。

Claims (9)

1.一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置，其特征在于，包括抽吸列（30）和扰动列（29）；所述抽吸列（30）包括罗茨风机（7）、碘吸附器（13）、粉尘过滤器（14）、球气分离器（16）、取料软管（28）和取料三通（25）；
所述取料三通（25）的进球口、出球口和取料口通过法兰或对接焊分别与进球管（31）、出球管（33）和导向管（23）连接；
所述导向管（23）在空间上垂直布置，端口设置了一个安装在导向管（23）和抽吸软管（28）之间的环形管道过滤器（22），所述环形管道过滤器（22）防止外界粉尘在抽吸状态下进入取料三通（25）；
所述取料软管（28）一端的取料接头放置在导向管（23）内部，取料软管的另一端通过卡箍与球气分离器（16）的进球/气口连接；
所述球气分离器（16）排气口和罗茨风机（7）之间设置了粉尘过滤器（14），所述粉尘过滤器（14）用于过滤气流冲带出的石墨粉尘；
所述粉尘过滤器（14）和罗茨风机（7）之间设置了碘吸附器（13），所述碘吸附器（13）用于去除气流中的放射性碘；
所述扰动列（29）包括第四隔离阀（1）、储气罐（2）、压力变送器（3）、第五隔离阀（5）和电磁阀（6），第四隔离阀（1）、储气罐（2）、压力变送器（3）、第五隔离阀（5）和电磁阀（6）通过管道连接，所述电磁阀（6）出口管路通过对接焊与吹扫三通（27）气侧接头连接，所述电磁阀（6）通过间断启闭，可形成一个脉冲扰动气流，为输送转换装置（26）卡堵燃料元件提供脉冲扰动气流；
所述吹扫三通（27）两个球侧接头通过对接焊与进球管（31）连接，所述进球管（31）在空间上倾斜布置；
出球管（33）与输送转换装置（26）相连。
2.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置，其特征在于，所述导向管（23）中间设置有第一隔离阀（24），两者通过法兰或对接焊连接。
3.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置，其特征在于，所述取料软管（28）穿过软管输送装置（21），软管输送装置（21）上设置有两个导轮，取料软管（28）的取料接头在导轮作用下可在导向管（23）内部上下移动。
4.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置，其特征在于，
所述球气分离器（16）和罗茨风机（7）之间设置有压力变送器（8）和流量计（10），所述压力变送器（8）和流量计（10）用于实时反映抽吸列（29）的压力和流量。
5.根据权利要求4所述的一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置，其特征在于，所述球气分离器（16）依次通过管道和粉尘过滤器（14）、碘吸附器（13）、调节阀（12）、第三隔离阀（11）、流量计（10）、压力变送器（8）、罗茨风机连接，管道与设备的连接方式为法兰连接或对接焊。
6.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置，其特征在于，所述球气分离器（16）箱体与多孔挡板（15）通过紧固件连接，球气分离器（16）的料仓（32）布置了1台振动器（17），振动器（17）定期动作可将料箱粉尘和碎渣送入集球罐（20）。
7.根据权利要求6所述的一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置，其特征在于，所述球气分离器（16）和集球罐（20）之间的连接管道布置有过球计数器（18），所述过球计数器（18）用于计算进入集球罐（20）的燃料元件数量。
8.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置，其特征在于，所述扰动列（29）管道与设备的连接方式为对接焊或法兰连接。
9.基于权利要求1所述一种高温气冷堆卡球故障在线解除装置的方法，其特征在于，包括以下步骤；
当燃料装卸系统发生卡球故障时，主控发出指令隔离卡球管路，将卡球管路泄压至常压状态，然后启动抽吸列（30）运行；
首先打开第一隔离阀（24）、第二隔离阀（19）、第三隔离阀（11），然后启动软管输送装置（21）将抽吸软管（28）送入取料三通（25）并到达输送装换装置（26）上游存球位置，然后启动罗茨风机（7），卡堵燃料元件通过抽吸软管（28）进入球气分离器（16），气流通过多孔挡板（15）进入粉尘过滤器（14）和碘吸附器（13），然后到达罗茨风机，燃料元件通过球气分离器（16）料仓落入集球罐（20）贮存；
当抽吸列（30）无法将卡堵在输送转换装置（26）入口的燃料元件全部抽出时，主控发出指令停止罗茨风机（7）运行，启动扰动列（29）运行，首先打开第五隔离阀（5），然后间断启闭电磁阀（6），为输送转换装置（26）卡堵燃料元件提供脉冲扰动气流；
所述扰动列（29）完成扰动后，关闭第五隔离阀（5），重新启动抽吸列（30）运行，所述抽吸列（30）和扰动列（29）可多次交替运行，直至将卡堵燃料元件全部抽吸至集球罐（20）；
故障解除后，关闭罗茨风机（7），软管输送装置（21）将抽吸软管（28）抽离取料三通（25），按规程依次关闭各列隔离阀。
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