CN116434989A - 应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，属于高温气冷堆技术领域。本发明的装置包括：壳体、壳体的第一端设置有第一进球口、第二进球口以及吹扫口，壳体的第二端设置有出球口；两列乏燃料卸料管路中的燃料球分别经第一进球口、第二进球口同时进入至壳体内，经出球口输出；在壳体内的燃料球“结桥”时，吹扫气源从出球口引入经吹扫口引出，以对燃料球进行反吹“破桥”。本发明的两路进球口都可以正常的进球，且在“结桥”时能够反吹解卡，重新配置现有燃料装卸系统的运行方式，提高燃料装卸系统的整体工作效率。

Description

应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置

技术领域

本发明属于高温气冷堆技术领域，具体涉及一种应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置。

背景技术

燃料装卸系统是实现高温气冷堆长期安全稳定运行和不停堆换料的关键系统，主要执行新燃料装入堆芯、乏燃料卸出堆芯和燃料元件再循环返回堆芯等功能。HTR-PM燃料装卸系统在设计上采用单列化和单一化的定向有序输送原则，利用重力和气动两种方式输送和装卸燃料元件，前者是利用球形燃料元件有利的几何形状，依靠重力在竖直或倾斜管道中自上而下输送；后者依靠气动提升系统实现燃料元件的自下而上输送。其中，新燃料装料管路与燃料主循环管路在“取球三通”处汇合后，共用一套气动提升装置(阻流器+发射器)进行燃料球的提升进堆芯。同理，每个反应堆的两列乏燃料一次卸料管路在“取球三通”处汇合后，共用一套气动提升装置(阻流器+发射器)进行乏燃料球(或石墨球)的一次卸料提升进入卸料暂存装置。对于双堆而言一共有6处“取球三通”，其中四个“取球三通”是进行主循环提升的，既未烧完的燃料球或新装燃料球提升进堆心，另外两个“取球三通”是达到烧完全的燃料球或石墨球经一次提升装置(阻流器+发射器)进入乏燃料暂存罐，乏燃料经过一次提升后提升到一定高度，再靠重力落入罐子，在上述过程中存在两列同时送球可能会“结桥”的问题，针对此，现有技术中，燃料装卸系统在自动装卸料逻辑设计上就避免了“取球三通”上游同时送球的工况(“取球三通”一列来球时，另一列暂停来球)，这样虽然可以避免“取球三通”处的“结桥”，但是会制约燃料装卸系统的换料速度，特别是在初装堆装料及向平衡堆芯过渡过程中，每天换料量需求较大，而实际装换料能力有限，造成了装换料周期太长的问题，制约着燃料装卸系统的整体工作效率和高温堆的投产运行工期。

因此，本发明提出一种可以两列同时来球且不易“结桥”的过球多通装置。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置。

本发明提供一种应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，包括：壳体、所述壳体的第一端设置有第一进球口、第二进球口以及吹扫口，所述壳体的第二端设置有出球口；

两列乏燃料卸料管路中的燃料球分别经所述第一进球口、所述第二进球口同时进入至所述壳体内，经所述出球口输出；

在所述壳体内的燃料球“结桥”时，吹扫气源从所述出球口引入经所述吹扫口引出，以对燃料球进行反吹“破桥”。

可选地，所述第二进球口与所述出球口同轴设置；

所述第一进球口的轴线与所述第二进球口的轴线呈45°夹角。

可选地，所述装置还包括第一进球管、第二进球管、出球管以及吹扫管；

所述第一进球管与所述第一进球口同轴连接，所述第二进球管与所述第二进球口同轴连接，所述出球管与所述出球口同轴连接，所述吹扫管与所述吹扫口可拆卸连接。

可选地，所述第一进球口、所述第二进球口、所述出球口以及所述吹扫口的内径均相同；

所述第一进球管、所述第二进球管、所述出球管的内径大于燃料球的直径；

所述吹扫管的内径小于燃料球的直径。

可选地，所述壳体上还设置有除尘口，所述除尘口的轴线与水平面的夹角范围为15°～20°，且所述除尘口的轴线与所述吹扫口的轴线垂直，以将所述壳体内的粉尘经所述除尘口排出。

可选地，所述除尘口处还设置有除尘板，所述除尘板上开设有多个过滤孔。

可选地，所述装置还包括除尘管，所述除尘管的一端与所述除尘口同轴连接，另一端与粉尘收集管路连接；

在所述除尘管内的粉尘堆积过多时，吹扫气源从所述出球口引入经所述除尘管引出。

可选地，所述装置还包括有判断模块、延时模块以及处理模块；其中，

所述判断模块，用于判断壳体内的燃料球数是否小于2，在燃料球数大于等于2时，判断为燃料球“结桥”，在燃料球数小于2时，判断为装置正常运行；

所述延时模块，用于在燃料球“结桥”时，延时3秒～7秒；

所述处理模块，用于引入吹扫气源，以对燃料球进行反吹“破桥”，并同时联锁停运与所述第一进球口、所述第二进球口连接的卸球设备。

可选地，所述装置还包括报警模块，用于在判断为燃料球“结桥”时，发出报警。

可选地，所述装置还包括吹扫控制模块，用于在对壳体内的燃料球进行反吹“破桥”时，控制每次吹扫的吹扫时间以及吹扫后的停止时间。

本发明提出一种应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，包括：壳体、壳体的第一端设置有第一进球口、第二进球口以及吹扫口，壳体的第二端设置有出球口；两列乏燃料卸料管路中的燃料球分别经第一进球口、第二进球口同时进入至壳体内，经出球口输出；在壳体内的燃料球“结桥”时，吹扫气源从出球口引入经吹扫口引出，以对燃料球进行反吹“破桥”。本发明的两路进球口都可以正常的进球，“结桥”时能够反吹解除卡球，重新配置现有燃料装卸系统的运行方式，提高燃料装卸系统的整体工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

除非另外具体说明，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“包括”或者“包含”等既不限定所提及的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组，也不排除出现或加入一个或多个其他不同的形状、数字、步骤、动作、操作、构件、原件和/或它们的组。此外，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技术特征的数量与顺序。

在发明的一些描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”或者“固定”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系。以及，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1和图2所示，本发明提出一种应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置100，包括：壳体110、该壳体110的第一端设置有第一进球口、第二进球口以及吹扫口，壳体110的第二端设置有出球口；两列乏燃料卸料管路中的燃料球分别经第一进球口、第二进球口同时进入至壳体内，经出球口输出；在壳体110内的燃料球“结桥”时，吹扫气源从出球口引入经吹扫口引出，以对燃料球进行反吹“破桥”。

针对目前的“过球三通”上游两路管道同时往下送球易发生“结桥”的问题，本实施例的装置上设置有两个进球口与吹扫口，在正常运行时，两路进球口均可以进行正常的进球，在燃料球发生“结桥”时，吹扫气源经出球口与吹扫口形成吹扫通道，对燃料球进行反吹“破桥”，可有效解决燃料球“结桥”的问题，提高燃料装卸系统的换料效率。

需要说明的是，为了使壳体内的燃料球快速落下至出球口，其第二端与第一端应当为相对的两侧，即在壳体相对的第一端设置第一进球口、第二进球口，且该第一端为壳体上靠上的一端，第二端为壳体上靠下的一端，壳体的第二端设置出球口，这样，从进球口进入的燃料球自上向下输送，燃料球依靠自身重力落下。

进一步需要说明的是，本实施例壳体的外形可以为多面体结构，由于在壳体的第一端设置有第一进球口、第二进球口以及吹扫口，第二端设置有出球口，第一端的横截面积要大于第二端的横截面积，即可将其设置为锥形结构，其内部呈锥形中空结构，以用于容纳燃料球，形成燃料球的输送通道。

进一步地，为了使燃料球依靠重力落下至出球口，第二进球口与出球口同轴设置，第一进球口的轴线与第二进球口的轴线呈45°夹角，以使得燃料球快速落下。

应当理解的是，在每个进球口以及出球口、吹扫口上还可以对应设置有连接管，以通过连接管连接外部设备。

具体地，如图1和图2所示，本实施例的装置100还包括第一进球管120、第二进球管130、出球管140以及吹扫管150；第一进球管120与第一进球口同轴连接，以通过第一进球管120与第一列乏燃料卸料管路连接，将其燃料球通过第一进球管落入至壳体110内，第二进球管130与第二进球口同轴连接，以通过第二进球管130与第二列乏燃料卸料管路连接，将其燃料球通过第二进球管落入至壳体110内，出球管140与出球口同轴连接，出球管连接下游的提升装置，即阻流器和发射器，以进行燃料球主循环或者燃料球的一次卸料提升。

在本实施方式中，基于本实施例的装置将两个进球管汇合，可实现第一进球管与第二进球管公用一个发射器。

需要说明的是，本实施例第一进球口、第二进球口、出球口以及吹扫口的内径均相同，其内径均比燃料球的直径要大2～5mm，便于燃料球的进入和输出。例如，第一进球口、第二进球口、出球口以及吹扫口的内径均设置为65mm。

进一步需要说明的是，本实施例的第一进球管、第二进球管以及出球管的内径也需要大于燃料球的直径；且第一进球口与第一进球管的内径相同，第二进球口与第二进球管的内径相同，第三进球口与第三进球管的内径相同，出球管与出球口的内径相同。

更进一步地，如图1和图2所示，吹扫管150与吹扫口可拆卸连接，对于具体连接方式不作具体限定，例如，吹扫管与吹扫口通过法兰可拆卸连接。

仍需要说明的是，在对壳体内“结桥”的燃料球吹扫时，为了避免将燃料球吹扫出壳体，吹扫管的内径需要小于燃料球的直径，例如，将吹扫管的内径设置为25mm。

基于上述结构，在正常运行时，两路进球口都可以进行正常的进球，重新配置现有燃料装卸系统的运行方式，提高燃料装卸系统的整体工作效率。在装置内“结桥”时，需要对燃料球进行反向吹扫。

应当理解的是，在判断燃料球是否“结桥”时，需要判断壳体内的燃料球数，此时，可在第一进球口处设置第一计数器，在第二进球口处设置第二计数器，以及在出球口处设置第三计数器，基于三个计数器来计算壳体内的燃料球数，以实现对壳体内燃料球数的自动判断。

具体地，装置包括有判断模块、延迟模块以及处理模块；其中，判断模块，用于判断壳体内的燃料球数是否小于2，在燃料球数大于等于2时，即第一计数器的计数值+第二计数器的计数值-第三计数器的计数值≥2时，判断为装置内的燃料球“结桥”；在燃料球数小于2时，判断为装置正常运行，无需吹扫；延时模块，用于在燃料球“结桥”时，延时3秒～7秒，例如5秒；处理模块，用于引入吹扫气源，以对燃料球进行反吹“破桥”，并同时联锁停运与第一进球口、第二进球口连接的卸球设备，以起到对装置的保护作用。

更进一步地，在一些优选实施例中，装置还包括报警模块，用于在判断为燃料球“结桥”时，发出报警，即需要进行反吹“破桥”时报故障并通知运行人员。

更进一步地，在另一些优选实施例中，装置还包括吹扫控制模块，用于在对燃料球进行反吹“破桥”时，控制每次吹扫的吹扫时间以及吹扫后的停止时间，即每次反向吹扫固定的时间后停止一段时间，再次判断装置内是否存在燃料球“结桥”。

具体地，反吹“破桥”的吹扫气源从出球管引入，从吹扫管引出，即反向吹扫的方向为自下向上，这与燃料球自上向下落下的方向相反，吹扫气源引用自氦气压缩机的现有吹扫管路。并且，吹扫采用“间歇行”吹扫，每次吹扫1分钟后，停止1分钟，如果停止反吹后第一进球口的第一计数器CX001计数+第二进球口处的第二计数器CX002计数-出球口处的第三计数器CX003计数＜2，则判断为过球多通装置“破桥”成功，停止吹扫管路运行并重新投运燃料球的输送。

应当理解的是，如果停止反吹后第一进球口的第一计数器CX001计数+第二进球口处的第二计数器CX002计数-出球口处的第三计数器CX003计数≥2，则判断为还需要对过球多通装置继续“破桥”，即继续进行吹扫。

需要说明的是，在本发明所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述模块的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

本实施例的装置具有“结桥”自动判断、“结桥”报警和保护功能，“结桥”后反吹“破桥”、“破桥”成功自动判断等功能。

更进一步地，壳体上还设置有除尘口，除尘口的轴线与水平面的夹角范围为15°～20°，除尘口的轴线与吹扫口的轴线垂直，即除尘口与壳体内部锥面垂直，除尘口也同样朝下设置，位于壳体靠下的位置处，便于粉尘落下，以保证反吹“破桥”后，燃料球会依靠重力落至出球口。

应当理解的是，由于除尘口的内径大于燃料球，为了避免燃料球进入除尘口中，需要在除尘口处设置拦截结构，如图1和图2所示，在壳体110的除尘口处还设置有除尘板170，该除尘板170上开设有多个过滤孔，以将燃料球拦截在壳体内，粉尘排出至外部。

需要说明的是，本实施例对于过滤孔的结构不作具体限定，例如，圆孔、椭圆形孔、方形孔等其他结构的通孔均可。

更进一步地，如图1和图2所示，在另一些优选实施例中，装置还包括除尘管160，该除尘管160的一端与除尘口同轴连接，除尘管160的另一端连接有粉尘罐或粉尘收集管路，以将壳体110内的粉尘排出至壳体110外部的粉尘罐或粉尘收集管路。

需要说明的是，本实施例的除尘口与除尘管内径相同且同轴设置，并且，为了提高除尘效率，其两者的内径大于燃料球，例如，除尘口与除尘管的内径为65～80mm。

不难理解的是，除尘管内收集的粉尘和碎屑会随着该多通装置的运行会越积越多，针对此，基于本实施例的结构，可以通过定期的吹扫将放射性粉尘吹扫至燃料装卸系统现有收尘设备(粉尘罐或脉冲反吹过滤器)，即在对除尘管内的粉尘吹扫时，吹扫气源从出球管引入，从除尘管引出，以形成除尘通道，吹扫气源引用自氦气压缩机的现有吹扫管路。

本发明提出一种应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，具有以下有益效果：

第一、本发明的过球多通装置可实现双列同时过球，两列进球管路共用一个发射器；

第二、本发明的过球多通装置可实现自动判断燃料球“结桥”、“结桥”时报警和保护功能、“结桥”后反吹“破桥”、“破桥”成功自动判断等；

第三、本发明的过球多通装置具有收集粉尘和碎屑、定期对收集的粉尘和碎屑进行转移至收尘设备等功能；

第四、本发明的过球多通装置具有功能齐全，集成度高的特点，可以代替并优化现有设备中的“收屑器+过球三通”两个设备的功能，有利于球床式高温堆燃料装卸系统高效率运行，提高每天的换料量，缩小初装堆及过渡堆芯建立过程，有利于高温堆的尽早投产运行。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，包括：壳体、所述壳体的第一端设置有第一进球口、第二进球口以及吹扫口，所述壳体的第二端设置有出球口；

两列乏燃料卸料管路中的燃料球分别经所述第一进球口、所述第二进球口同时进入至所述壳体内，经所述出球口输出；

在所述壳体内的燃料球“结桥”时，吹扫气源从所述出球口引入经所述吹扫口引出，以对燃料球进行反吹“破桥”。

2.根据权利要求1所述的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，所述第二进球口与所述出球口同轴设置；

所述第一进球口的轴线与所述第二进球口的轴线呈45°夹角。

3.根据权利要求2所述的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，所述装置还包括第一进球管、第二进球管、出球管以及吹扫管；

所述第一进球管与所述第一进球口同轴连接，所述第二进球管与所述第二进球口同轴连接，所述出球管与所述出球口同轴连接，所述吹扫管与所述吹扫口可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，所述第一进球口、所述第二进球口、所述出球口以及所述吹扫口的内径均相同；

所述第一进球管、所述第二进球管、所述出球管的内径大于燃料球的直径；

所述吹扫管的内径小于燃料球的直径。

5.根据权利要求1至4任一项所述的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，所述壳体上还设置有除尘口，所述除尘口的轴线与水平面的夹角范围为15°～20°，且所述除尘口的轴线与所述吹扫口的轴线垂直，以将所述壳体内的粉尘经所述除尘口排出。

6.根据权利要求5所述的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，所述除尘口处还设置有除尘板，所述除尘板上开设有多个过滤孔。

7.根据权利要求5所述的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，所述装置还包括除尘管，所述除尘管的一端与所述除尘口同轴连接，另一端与粉尘收集管路连接；

在所述除尘管内的粉尘堆积过多时，吹扫气源从所述出球口引入经所述除尘管引出。

8.根据权利要求1至4任一项所述的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，所述装置还包括有判断模块、延时模块以及处理模块；其中，

所述判断模块，用于判断壳体内的燃料球数是否小于2，在燃料球数大于等于2时，判断为燃料球“结桥”，在燃料球数小于2时，判断为装置正常运行；

所述延时模块，用于在燃料球“结桥”时，延时3秒～7秒；

所述处理模块，用于引入吹扫气源，以对燃料球进行反吹“破桥”，并同时联锁停运与所述第一进球口、所述第二进球口连接的卸球设备。

9.根据权利要求8所述的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，所述装置还包括报警模块，用于在判断为燃料球“结桥”时，发出报警。

10.根据权利要求8所述的应用于高温堆燃料装卸系统的过球多通装置，其特征在于，所述装置还包括吹扫控制模块，用于在对燃料球进行反吹“破桥”时，控制每次吹扫的吹扫时间以及吹扫后的停止时间。

Images