CN113436767A - 核反应堆一回路氢气控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一回路反应堆技术领域，提供了一种核反应堆一回路氢气控制系统及方法，所述系统包括压力容器、稳压器和主泵，压力容器放置有核反应堆，主泵用于驱动冷却剂在稳压器和压力容器中循环流动；所述方法包括在核反应堆停堆时，若稳压器中的冷却剂的氢含量大于第一阈值，将稳压器中的喷淋嘴从第一流量调整至第二流量，通过稳压器中的多个电加热器将稳压器中的冷却剂加热至饱和状态，使氢气从冷却剂中分离出来，第一流量为核反应堆运行时经喷淋嘴流入稳压器的冷却剂的流量，第一流量小于第二流量。基于本申请提供的核反应堆一回路氢气控制系统及方法可以自动控制一回路冷却剂中的氢含量。
Description
技术领域
本申请涉及一回路反应堆技术领域，尤其涉及核反应堆一回路氢气控制系统及方法。
背景技术
核反应堆一回路的冷却剂在反应堆的强辐射作用下会分解出强氧化气体，强氧化气体会腐蚀核电设备，从而影响核电厂的安全性并降低设备的使用寿命。因此在反应堆运行的过程中，通常采用向冷却剂中加氢的方法抑制冷却剂的分解，常用的冷却剂为水。但是机组在检修期间进行停堆的过程中，为避免氢氧混合爆炸，需要首先去除氢气，降低一回路冷却剂中的含氢量。
现有的控制一回路水中氢气含量的方法为：在反应堆停堆时，将一回路的水引出至TEP除气器装置，然后通过辅助蒸汽设备将水加热至饱和后分离出氢气，再将冷却后的水通过化学和容积控制系统(RCV)传送回一回路。或者通过多次升高和降低容控箱水位，并使用氢气对容控箱进行吹扫以降低水中的氢含量，这两种方式都需要操作人员长时间的跟踪，时刻匹配进出一回路的水流量，还要避免出现容控箱满水的现象，耗费了大量的人力且工作效率较低。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种核反应堆一回路氢气控制系统及方法，可以自动控制一回路冷却剂中的氢含量。
第一方面，本申请提供了一种核反应堆一回路氢气控制方法，应用于核反应堆一回路氢气控制系统，所述系统包括压力容器、稳压器和主泵，所述压力容器放置有核反应堆，所述主泵用于驱动冷却剂在所述稳压器和所述压力容器中循环流动，所述方法包括：
在所述核反应堆停堆时，若所述稳压器中的冷却剂的氢含量大于第一阈值，将所述稳压器中的喷淋嘴从第一流量调整至第二流量，通过所述稳压器中的多个电加热器将所述稳压器中的冷却剂加热至饱和状态，使氢气从所述冷却剂中分离出来，所述第一流量为所述核反应堆运行时经所述喷淋嘴流入所述稳压器的所述冷却剂的流量，所述第一流量小于所述第二流量。
本申请提供的核反应堆一回路氢气控制方法通过稳压器中的多个电加热器，将冷却剂加热至饱和状态后使得氢气可以全部析出，同时要增大经喷淋嘴流入稳压器的冷却剂的流量，避免一回路的压力出现失控的情况。该方法不需要额外的设备(比如TEP除气器和辅助蒸汽设备)除氢，也不需要利用容控箱多次升降水位进行吹扫，减少了冷却剂的消耗以及放射性废气的产生。同时操作人员不用时刻关注容控箱的进出水量，解放人力。该方法仅利用一回路本身具备的稳压器，就可以自动地降低冷却剂中的氢含量。
可选地，所述系统还包括排气阀、冷却器和TEP头箱，所述排气阀的两端分别与所述稳压器中的第一排气口和所述冷却器的一端连接，所述冷却器的另一端与所述TEP头箱连接，所述方法还包括：开启所述排气阀，以使得所述多个电加热器加热所述冷却剂的过程中产生的水蒸气经过所述第一排气口到达所述冷却器，所述水蒸气经所述冷却器冷却形成水滴并流入所述TEP头箱中。
基于上述可选的方式，通过冷却器可以将水蒸气冷却成水滴后排到TEP头箱，然后对废水进行回收处理，从而避免产生放射性废水。
可选地，所述系统还包括TEG系统，所述TEG系统与所述冷却器的另一端连接，所述方法还包括：所述分离出来的氢气通过所述第一排气口和所述冷却器排出至所述TEG系统中。基于该可选的方式，通过TEG系统可以将排出的废气进行正常废气处理。
可选地，该方法还包括：若所述稳压器中冷却剂的氢含量等于或者小于所述第一阈值时，关闭所述多个电加热器。
可选地，所述系统还设置有补水通道，所述方法还包括：保持所述排气阀的开启状态，通过所述补水通道向所述稳压器中添加冷却剂，使所述稳压器的蒸汽空间中的氢气通过所述第一排气口排出至TEG系统，当所述稳压器中充满所述冷却剂时，关闭所述排气阀。
基于上述可选的方式，稳压器停止加热后，需要通过灭汽腔的操作使一回路中充满水，从而控制一回路的压力。同时，稳压器顶部的蒸汽空间中可能存在部分氢气没有完全排出。当向稳压器中添加冷却剂时，高压环境下会使蒸汽空间中的氢气重新融入冷却剂中，使得冷却剂中氢含量增加，出现反弹的现象。因此，在灭汽腔的过程中，保持排气阀处于开启状态，使蒸汽空间中的氢气可以完全排出，直到稳压器中充满水之后再关闭排气阀，可以避免出现氢含量反弹的现象。
可选地，所述系统还包括容控箱和氢气源，所述容控箱与所述稳压器连接，所述冷却剂通过所述稳压器流入所述容控箱，所述氢气源与所述容控箱的进气口连接，所述方法还包括：
在所述核反应堆启动时，若所述容控箱中冷却剂的氢含量小于第二阈值，将所述容控箱的压力设为第一预设值，并利用氢气源对所述容控箱进行氢气吹扫，直到所述容控箱中冷却剂的氢含量大于或者等于所述第二阈值时，将所述容控箱的压力调整为第二预设值，所述第一预设值大于所述第二预设值，所述第二预设值为所述核反应堆运行时所述容控箱设置的压力值，所述第二阈值为所述核反应堆达到临界状态时所述冷却剂中需要的氢含量。
基于上述可选的方式，氢气的溶解度与环境中的压力成正相关，在对容控箱进行氢气吹扫时，通过增加容控箱的压力，可以快速地增加容控箱中氢气的溶解速度。相比于在较低压力下通过多次升降水位对容控箱进行氢气吹扫这一方法，本申请提供的方法，可以在保持容控箱水位不变的情况下，增大压力从而使氢含量可以快速地到达核反应堆处于临界状态时，冷却剂中所需的氢含量，可以节省人力并提高工作效率。
可选地，所述系统还包括氮气源，所述氮气源与所述容控箱的进气口连接，所述利用氢气源对所述容控箱进行吹扫之前还包括：将所述容控箱的压力设为第二预设值，利用氮气源对所述容控箱进行氮气吹扫，用于降低所述容控箱中冷却剂的氧含量，直到所述冷却剂的氧含量等于或者小于第二阈值。
基于上述可选的方式，在对容控箱进行氢气吹扫之前，需要通过氮气吹扫来降低冷却剂中氧气的含量，避免大量的氢氧混合时易发生爆炸的现象。
可选地，所述第一预设值为1.2bar.g至1.5bar.g中的任一值，所述第二预设值为0.8bar.g。
可选地，该方法还包括：通过上充泵将所述容控箱中的冷却剂传送回所述压力容器中。
第二方面，本申请还提供了一种核反应堆一回路氢气控制系统，所述系统用于实现上述第一方面任一项所述的核反应堆一回路氢气控制方法。
上述第二方面以及上述第二方面的各可能的实施方式所提供的核反应堆一回路氢气控制系统，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种核反应堆一回路氢气控制系统；
图2为本申请另一实施例提供的一种核反应堆一回路氢气控制系统。
附图标记说明：1、压力容器；11、下泄管；12、上充管；2、稳压器；21、喷淋嘴；22、电加热器；23、第一排气口；24、压力控制器；25、喷淋阀；26、冷却器；27、排气阀；28、蒸汽空间；3、主泵；4、TEG系统；5、TEP头箱；6、容控箱；61、雾化喷嘴；62、压力传感器；63、第二排气口；64、进气口；65、喷嘴阀；7、上充泵；8、进气管路；81、氢气源；82、氮气源；83、三通阀；84、压力调节阀；85、逆止阀；9、气体含量检测仪。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的反应堆冷却剂系统(即一回路)一般包括压力容器1、稳压器2和主泵3。稳压器2通过管道与压力容器1连接。稳压器2上半部为蒸气空间28，下半部装有冷却剂。稳压器2内顶部设有喷淋嘴21，底部设有电加热器22。通过控制稳压器2内的电加热器22和喷淋嘴21的运作，便可调节稳压器2内的水位及控制一回路的压力。压力容器1内放置的反应堆堆芯因核燃料裂变产生巨大的热能，主泵3用于带动冷却剂经反应堆堆芯高温高压加热后流入蒸汽和动力转换系统(即二回路)中蒸汽发生器的U形传热管，U形传热管管壁将热能传递给U型管外的的水，使二回路的水会转化为蒸汽，从而推动涡轮发电机发电。同时，主泵3带动一回路冷却后的冷却剂返回反应堆堆芯。
核反应堆一回路的冷却剂在反应堆的强辐射作用下会分解出强氧化气体(例如氧气)，强氧化气体会腐蚀核电设备，从而影响核电厂的安全性并降低设备的使用寿命。因此在反应堆运行过程中，通常采用向冷却剂中加氢的方法抑制冷却剂的分解，常用的冷却剂为硼水。但是机组在检修期间进行停堆的过程中，为避免氢氧混合爆炸，需要首先去除氢气，降低一回路冷却剂中的含氢量。
现有的控制一回路水中氢气含量的方法为：
在机组下行时(即核反应堆停堆时)，有两种除氢方法。可以将一回路的冷却剂引出至TEP(即硼回收系统)除气器装置，然后通过辅助蒸汽设备将水加热至饱和后分离出氢气，再将除氢后的冷却剂传送回一回路。在这个过程中需要操作人员时刻匹配进出一回路的冷却剂流量并确保辅助蒸汽设备可以正常使用。此外，还可以将一回路的冷却剂下泄至容控箱，利用氮气对容控箱进行多次吹扫，即在低水位对容控箱进行氮气吹扫，使水中的氢气大量析出；再通过补水通道向容控箱加水，从而升高容控箱的水位，将氢气排出容控箱，反复多次后可以降低冷却剂中的氢含量。容控箱每次升高和降低水位时所用时间较长，在这个过程中需要操作人员时刻关注容控箱的水位，避免水位过高或过低。同时，在这个过程中会消耗大量的硼水，同时还会产生较多的放射性废气。
在机组上行时(即从反应堆开始运行到临界状态)，需要增加冷却剂中的含氢量，但是为了避免大量的氢氧混合发生爆炸，需要先降低冷却剂中的氧含量。示例性的，可以在低水位对容控箱进行氮气吹扫，使冷却剂中的氧气大量析出，从而去除水中大量的氧气；然后切换到氮气对容控箱进行吹扫，此时将容控箱的压力设为恒定值(例如0.8bar.g)，通过反复的升降水位对容控箱进行氢气吹扫，从而提高一回路冷却剂中的氢含量。在这个过程中需要操作人员长时间的跟踪，从而控制容控箱的水量，同时会产生较多的放射性废气。因此，无论是机组下行时除氢还是机组上行时提高氢含量，都需要耗费大量的人力且工作效率较低。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种核反应堆一回路氢气控制系统及方法。在机组下行时，充分利用现有的一回路稳压器中的所有加热器，将水加热至饱和状态后自动分离出氢气。不需要在一回路中增加额外的设备就可以实现除氢的目的，也不需要操作人员时刻匹配进出一回路水的流量。在机组上行时，通过增加容控箱的压力可以提升氢气的溶解度，不需要多次升降水位对容控箱进行吹扫来提升氢气含量，节省人力同时还可以快速提升冷却剂中的氢含量。从而可以自动控制一回路冷却剂中的氢含量。
下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本申请实施例提供了一种核反应堆一回路氢气控制系统，如图1所示。该系统用于在核反应堆停堆时降低一回路冷却剂中的氢含量。在一种可能的实现方式中，该系统包括压力容器1、稳压器2和主泵3。其中，压力容器1中放置有核反应堆。稳压器2的底部设置有多个电加热器22，顶部设置有喷淋嘴21，主泵可以驱动一回路的冷却剂通过经喷淋嘴21流入稳压器2中。主泵3通过分别与稳压器2和压力容器1连接，主泵3用于带动冷却剂在压力容器1和稳压器2中循环流动。
作为示例而非限定，稳压器2的底部设置有六台高功率电加热器22，这六个电加热器分别为通断式加热器RCP001RS、RCP002RS、RCP005RS和RCP006RS以及比例式加热器RCP003RS和RCP004RS。压力控制器可以为RCP401RC。
在一个实施例中，稳压器2中还设置有压力控制器24和气体含量检测仪9。压力控制器24可以通过控制多个电加热器22的运行状态和流经喷淋嘴21的冷却剂流量，使得一回路的压力保持恒定状态。气体含量检测仪9可以检测稳压器2中冷却剂的氢含量和氧含量。
在另一个实施例中，该系统还包括喷淋阀25。该喷淋阀25的一端通过管道与压力容器1连接，另一端与喷淋嘴21连接。压力控制器24可以通过控制喷淋阀25的开度控制流经喷淋嘴21的冷却剂的流量。
在另一种可能的实现方式中，该核反应堆一回路氢气控制系统还包括TEG系统4(即废气处理系统)、TEP(硼回收系统)头箱5和冷却器26。稳压器2的顶部设置有第一排气口23，第一排气口23通过排气阀27与冷却器26的一端连接，冷却器27的另一端分别与TEP头箱5和TEG系统4连接。TEG系统4可用于对稳压器2中产生的废气进行正常的废气处理。冷却器26用于将稳压器2中加热产生的水蒸气冷却成水滴，然后水滴会流入TEP头箱5中，便于对废水进行回收处理。
基于图1所示的核反应堆一回路氢气控制系统，本申请提供了一种核反应堆一回路氢气控制方法，该方法可以自动降低核反应堆停堆时一回路冷却剂中的氢含量。
在一种可能的实现方式中，该方法包括：若稳压器2中的冷却剂的氢含量大于第一阈值，通过调整喷淋阀25的开度，使流经喷淋嘴21的冷却剂从第一流量调整至第二流量。并通过稳压器2中的多个电加热器22将稳压器2中的冷却剂加热至饱和状态，使氢气从冷却剂中分离出来。其中，第一流量为核反应堆正常运行时经喷淋嘴21流入稳压器2中的冷却剂的流量。第一流量值小于第二流量值。且稳压器2中的多个电加热器22全部处于运行状态，可以加快氢气的析出速率。
需要说明的是，在上述方法中，需要使稳压器2中的多个电加热器22全都处于运行状态，并以最大发热功率对稳压器2中的冷却剂进行加热。假设，多个电加热器22包括4个通断式加热器和2个比例式加热器。此时，需要将4个通断式加热器都处于开启状态，同时将2个比例式加热器的调整至最大发热功率。一回路主要通过稳压器2维持压力，当所有加热器都处于加热状态时，势必要增大经喷淋嘴21流入稳压器2中的冷却剂的流量，才能保证一回路的压力保持稳定状态。
本申请提供的核反应堆一回路氢气控制方法通过稳压器2中的多个电加热器，将冷却剂加热至饱和状态后使得氢气可以全部析出，同时要增大经喷淋嘴21流入稳压器2的冷却剂的流量，避免一回路的压力出现失控的现象。该方法不需要额外的设备(比如TEP除气器和辅助蒸汽设备)除氢，也不需要利用容控箱多次升降水位进行吹扫，减少了冷却剂的消耗和放射性气体的产生。同时操作人员不用时刻关注容控箱的进出水量，解放人力。该方法仅利用一回路本身具备的稳压器2，就可以自动地降低冷却剂中的氢含量。
在另一种可能的实现方式中，该核反应堆一回路氢气控制方法还包括打开排气阀27，可以将分离出来的氢气经过第一排气口23和冷却器26排出至TEG系统4中。同时，稳压器2中的多个电加热器22加热冷却剂的过程中产生的水蒸气经过第一排气口23到达冷却器26，水蒸气经冷却器26冷却后形成水滴并流入TEP头箱5中。通过TEG系统4和TEP头箱5可以分别对放射性废气和废水进行回收处理。
在其他可能的实现方式中，该方法还包括当稳压器2中冷却剂的氢含量等于或者小于第一阈值时，关闭多个电加热器22。示例性的，可以通过气体含量检测仪9检测冷却剂中的氢含量。如图1所示，然后保持排气阀27处于开启状态，通过补水通道向稳压器2中添加冷却剂。具体地，通过补水通道中向一回路中添加冷却剂，使一回路中充满水，进行灭汽腔操作，此时稳压器2中的冷却剂含量逐渐升高，使稳压器2的蒸汽空间28中的氢气可以通过第一排气口23排出至TEG系统4中。当稳压器2中充满冷却剂后，关闭排气阀27。
可以理解的是，核反应堆在正常运行的过程中，稳压器2通过电加热器22形成水蒸气从而控制一回路的压力。电加热器22停止加热后，现有技术一般需要通过灭气腔操作使一回路中充满冷却剂，从而控制一回路的压力，且在灭气腔的过程中会关闭排气阀27。但是，稳压器2顶部的蒸汽空间28中可能存在部分氢气没有完全排出。当向稳压器2中添加冷却剂时，高压环境下会使蒸汽空间中的氢气重新融入冷却剂中，使得冷却剂中氢含量增加，出现氢含量反弹的现象。因此，在向稳压器2中增加冷却剂的过程中，要保持排气阀27一直处于开启状态，使蒸汽空间28中的氢气可以完全排出，直到稳压器2中充满冷却剂之后再关闭排气阀27，可以避免出现氢含量反弹的现象。
如图2所示，本申请还提供了另外一种核反应堆一回路氢气控制系统，该系统用于在机组上行时快速增加冷却剂中的氢含量。在一种可能的实现方式中，该系统包括压力容器1、稳压器2、主泵3和容控箱6。
其中，压力容器1中放置有核反应堆。稳压器2通过控制多个电加热器22和喷淋嘴21的流量控制核反应堆正常运行时一回路的压力，其中多个电加热器22可以根据一回路所需压力全部处于运行状态或者只有部分电加热器22处于运行状态。主泵3通过上充管12与压力容器1连接，主泵3用于带动冷却剂在压力容器1和稳压器2中循环流动。稳压器2与容控箱6连接，冷却剂通过稳压器3流入容控箱6中。压力容器1的具体结构与上述图1中的描述相同，此处不再赘述。
在一个实施例中，容控箱6的顶部设置有雾化喷嘴61，雾化喷嘴61与喷嘴阀65连接，通过控制喷嘴阀65的开度可以控制从雾化喷嘴61流入容控箱6内的冷却剂的流量，雾化喷嘴61可以将冷却剂雾化为液滴，从而增大冷却剂与气体的接触面积。容控箱6中还设置有气体含量检测仪9，该气体含量检测仪9可以检测容控箱6中冷却剂的氧含量和氢含量。
在另一种可能的实现方式中，该核反应堆一回路氢气控制系统还包括进气管路8，容控箱6的顶部还设置有进气口64和第二排气口63，进气管路8与进气口64连接。进气管路8包括氢气源81、氮气源82、三通阀83、压力调节阀84和逆止阀85。
其中，氢气源81和氮气源82分别与三通阀83的第一端和第二端连接，压力调节阀84的两端分别与三通阀83的第三端和逆止阀85的一端连接，逆止阀85的另一端与进气口64连接。氢气源81和氮气源82分别用于对容控箱6进行氢气吹扫和氮气吹扫。三通阀83可以控制对容控箱6进行吹扫的气体的类型。压力调节阀84可以调节容控箱6内的压力。逆止阀85可以防止管道内的气体逆流。TEG系统4与第二排气口63连接，用于对容控箱6中的废气进行处理。
在其他可能的实现方式中，如图2所示，该核反应堆一回路氢气控制系统还包括上充泵7，上充泵7分别与容控箱6和压力容器1连接，用于将容控箱6中的冷却剂通过上充管12送回一回路。
基于图2所示的核反应堆一回路氢气控制系统，本申请提供了另一种核反应堆一回路氢气控制方法，该方法可以快速提升从核反应堆开始运行至核反应堆处于临界状态过程中一回路冷却剂中的氢含量。
在一种可能的实现方式中，该核反应堆一回路氢气控制方法包括：在核反应堆启动时，若容控箱6中冷却剂的氢含量小于第二阈值，将容控箱6的压力设为第一预设值，并利用氢气源81对容控箱6进行氢气吹扫。直到容控箱6中冷却剂的氢含量大于或者等于所述第二阈值时，将容控箱6的压力调整为第二预设值。其中，第一预设值大于所述第二预设值，第二预设值为核反应堆运行时容控箱6采用的压力值，第二阈值为核反应堆达到临界状态时冷却剂中需要的氢含量。
示例性的，第一预设值可以为1.2bar.g至1.5bar.g中的任一值。第二预设值可以为0.8bar.g。第二阈值可以为5CC。
可以理解的是，氢气的溶解度与环境中的压力成正相关，在对容控箱6进行氢气吹扫时，通过增加容控箱6的压力，可以快速地增加容控箱6中氢气的溶解速度。相比于在较低压力下通过多次升降水位对容控箱6进行氢气吹扫这一方法，本申请提供的方法，可以在保持容控箱6水位不变的情况下，增大压力从而使氢含量可以快速地到达核反应堆处于临界状态时，冷却剂中所需的氢含量，可以节省人力并提高工作效率。
基于上述方法，通过增加容控箱中的压力可以自动地提高水中氢气的溶解度，不需要多次对容控箱进行吹扫来提高一回路氢含量，也不需要操作人员时刻控制容控箱中水位的变化，节省人力，也可以降低冷却剂的消耗。
在另一种可能的实现方式中，在利用氢气源81对容控箱6进行氢气吹扫之前，需要先降低容控箱6中冷却剂的含氧量。具体地，可以将容控箱6的压力设为第二预设值，利用氮气源82对容控箱6进行氮气吹扫，使得冷却剂中的氧气析出。析出的氧气从第二排气口63排至TEG系统4中，TEG系统4可以对废气进行处理。该过程可以避免在利用氢气对容控箱6进行吹扫时，大量的氢氧混合易发生爆炸。
在本发明中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”、“在一种可能的实现方式中”、“在另一种可能的实现方式中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种核反应堆一回路氢气控制方法，应用于核反应堆一回路氢气控制系统，所述系统包括压力容器(1)、稳压器(2)和主泵(3)，所述压力容器(1)放置有核反应堆，所述主泵(3)用于使冷却剂在所述稳压器(2)和所述压力容器(1)中循环流动，其特征在于，所述方法包括：
在所述核反应堆停堆时，若所述稳压器(2)中的冷却剂的氢含量大于第一阈值，将所述稳压器(2)中的喷淋嘴(21)从第一流量调整至第二流量，通过所述稳压器(2)中的多个电加热器(22)将所述稳压器(2)中的冷却剂加热至饱和状态，使氢气从所述冷却剂中分离出来，所述第一流量为所述核反应堆运行时经所述喷淋嘴(21)流入所述稳压器(2)的冷却剂的流量，所述第一流量小于所述第二流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括排气阀(27)、冷却器(26)和TEP头箱(5)，所述排气阀(27)的两端分别与所述稳压器(2)中的第一排气口(23)和所述冷却器(26)的一端连接，所述冷却器(26)的另一端与所述TEP头箱(5)连接，所述方法还包括：
开启所述排气阀(27)，以使得所述多个电加热器(22)加热所述冷却剂的过程中产生的水蒸气经过所述第一排气口(23)到达所述冷却器(26)，所述水蒸气经所述冷却器(26)冷却形成水滴并流入所述TEP头箱(5)中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述系统还包括TEG系统(4)，所述TEG系统(4)与所述冷却器(26)的另一端连接，所述方法还包括：所述分离出来的氢气通过所述第一排气口(23)和所述冷却器(26)排出至所述TEG系统(4)中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述稳压器(2)中冷却剂的氢含量等于或者小于所述第一阈值，关闭所述多个电加热器(22)。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述系统还设置有补水通道，所述方法还包括：
保持所述排气阀(27)的开启状态，通过所述补水通道向所述稳压器(2)中添加冷却剂，使所述稳压器(2)的蒸汽空间(28)中的氢气通过所述第一排气口(23)排出至所述TEG系统(4)，当所述稳压器(2)中充满所述冷却剂时，关闭所述排气阀(27)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括容控箱(6)和氢气源(81)，所述容控箱(6)与所述稳压器(2)连接，所述冷却剂通过所述稳压器(2)流入所述容控箱(6)，所述氢气源(81)与所述容控箱(6)的进气口(64)连接，所述方法还包括：
在所述核反应堆启动时，若所述容控箱(6)中冷却剂的氢含量小于第二阈值，将所述容控箱(6)的压力设为第一预设值，并利用所述氢气源(81)对所述容控箱(6)进行氢气吹扫，直到所述容控箱(6)中冷却剂的氢含量大于或者等于所述第二阈值时，将所述容控箱(6)的压力调整为第二预设值，所述第一预设值大于所述第二预设值，所述第二预设值为所述核反应堆运行时所述容控箱(6)设置的压力值，所述第二阈值为所述核反应堆达到临界状态时所述冷却剂中需要的氢含量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述系统还包括氮气源(82)，所述氮气源(82)与所述容控箱(6)的进气口(64)连接，所述利用氢气源(81)对所述容控箱(6)进行吹扫之前还包括：
将所述容控箱(6)的压力设为所述第二预设值，利用氮气源(82)对所述容控箱(6)进行氮气吹扫，用于降低所述容控箱(6)中冷却剂的氧含量，直到所述冷却剂的氧含量等于或者小于第二阈值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一预设值为1.2bar.g至1.5bar.g中的任一值，所述第二预设值为0.8bar.g。
9.根据权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过上充泵(7)将所述容控箱(6)中的冷却剂传送回所述压力容器(1)中。
10.一种核反应堆一回路氢气控制系统，其特征在于，所述系统用于实现如权利要求1-9任一项所述的核反应堆一回路氢气控制方法。
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| CN202110432072.3A CN113436767A (zh) | 2021-04-21 | 2021-04-21 | 核反应堆一回路氢气控制系统及方法 |
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- 2021-04-21 CN CN202110432072.3A patent/CN113436767A/zh active Pending
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