CN1871667A - 核反应堆主系统的排气方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一方法，该方法包括：给所述主系统(1)充水，并且使所述主系统(1)中的水压建立在一可以使所述主泵(15、25、35)运行的压力级上；使一环路(33)的一第一主泵(35)投入运行，其中的所述环路没有通过一稳压管(18)与所述稳压器(17)连接；至少在所述第一主泵运行期间连续排出气体，其中的所述气体包含在所述主系统(1)中，并且通过被泵(35)驱动环流的水夹带到所述压力壳(12)的上部；停止所述第一主泵(35)，并且使其它主泵(25、15)相继投入运行，然后使所有主泵(15、25、35)同时运行，从而同时排放在所述压力壳(12)上部的气体，并通过所述的第一和第二排气管(27、22)在所述主系统(1)的高点进行所述主系统的最终排气，其中的所述第一和第二排气管(27、22)分别连接到所述压力壳(12)的盖和所述稳压器(17)。本发明还涉及在泵运行期间连续排出到达所述压力壳(12)上部(12a)的气体的装置。
Description
技术领域
[01]本发明涉及通过压水冷却的核反应堆的主系统的排气方法和装置。
背景技术
[02]压水核反应堆具有一主系统，装在反应堆压力壳内的核反应堆堆芯的冷却水在该主系统中环流。高压和高温的冷却水用于将核反应堆堆芯中提取的热量传递给在蒸汽发生器内保证其加热和汽化的供给水。核反应堆的主系统具有：在核反应堆运行期间充满压水的核反应堆压力壳；和至少两个并且一般为三个或四个的环路，所述每个环路上设有一蒸汽发生器以及一主泵，所述主泵保证主回路水在核反应堆压力壳与蒸汽发生器之间的环流。主系统的每个环路具有大直径的主回路管道，一第一管道使蒸汽发生器的一次侧(partie primaire)与压力壳相连接，一第二管道使主泵的排出部分与压力壳相连接，且一第三管道使蒸汽发生器的一次侧与主泵的吸入部分相连接。来自压力壳的加热后的冷却水通过称为热段的第一管道，到达蒸汽发生器的一次侧的一入口腔中，在蒸汽发生器的一次侧中环流后的冷却水通过称为冷段的第二管道，从蒸汽发生器一次侧的一出口腔经过一连接蒸汽发生器一次侧和主泵吸入部分的第三管道送回压力壳中，该第三管道称为过渡段。
[03]蒸汽发生器的一次侧具有一管束，该管束有两个大高度的基本竖直的支路，这两个支路与蒸汽发生器一次侧的入口腔和出口腔连接。管束一般为U形的管道具有一上部(在U形管的情况下叫做U形弯曲部)，该上部构成核反应堆主系统的其中一高点。
[04]整体为柱形并且有一竖直轴线的核反应堆压力壳在其上端部具有一进入口，在核反应堆运行期间，该进入口被一通常隆起的盖封闭。盖下面的压力壳上部构成主系统的一第二高点。
[05]一压水核反应堆的主系统一般具有一稳压器，该稳压器通过一波动管线与主系统的其中一环路的热段连接，以保证保持主回路水的压力和温度。所述稳压器具有一壳体，该壳体整体上为大高度的具有竖直轴线的柱形体，容纳在稳压器中的主回路水的电加热部件通到该壳体的下部，并且主回路水的喷淋管线和一具有保护阀的卸压管线通到它的上部。
[06]具有喷淋管线的稳压器上部构成核反应堆主系统的最高点。压力壳盖的上部与一排气管连接，以便排出压力壳的盖下存在的主系统中的气体。构成主系统的一高点的压力壳上部处于一标高，该标高基本低于稳压器上部的标高。蒸汽发生器管束的管道的上部处于在稳压器的上部标高与压力壳的上部标高之间的一中间标高上。
[07]在进行核反应堆主系统的充水时，例如为了初次启动核反应堆，或者在反应堆停运后重新启动——停运期间进行了主系统的排空，重新启动核反应堆前需要完全排出主系统中存在的气体。实际上，如果主系统中存在气体，并且这些气体在核反应堆运行期间被冷却水带动，一方面冷却水与堆芯的燃料组件之间且另一方面冷却水与蒸汽发生器管道之间的热交换效率会变得差得多，这表现为热效率和与堆芯冷却效率有关的安全性方面运行变差。另外，当主系统冷却水在核反应堆重新启动的时刻含有气体时，冷却水在主系统中的流动有变得不稳定的危险，并且气体中含有的氧在高温下可能导致主系统的腐蚀。
[08]在主系统具有如上所述的高点的范围内，主系统完全充满冷却水并且不存在残留气体是一项很困难的作业。特别是，给主系统充水时，蒸汽发生器管束的管道上部存在的气体可能很难排出。
[09]给主系统充水时，主系统的完全排气，即排出主系统中存在的所有气体，需要进行长时间的复杂作业，这些作业延长了反应堆在停运期后重新投入运行所需要的时间。另外，这些复杂的作业具有一些风险，这些危险只能采取迫使装置经受瞬态的极严格的步骤加以控制。
[10]在反应堆包括一具有三个环路的主系统的情况下，到目前为止提出下面将要描述的两种给核反应堆的主系统排气的方法。
[11]第一种方法在于：用冷却水充注整个主系统，然后通过在由稳压器上部和压力壳盖构成的高点处的排气管线实现排气。在该首次粗排气——它尤其不能排出蒸汽发生器管束上部中存在的气体——后，将主系统中的压力增加到—可以启动主泵的压力级，该压力级一般为25bar。因而在一短暂的时间内启动一主泵。封闭在蒸汽发生器管束的管道上部的空气被驱赶到压力壳盖的下面。再将压力降到3bar，以便使操作者可以在低压下完全安全地在稳压器和压力壳的排气管线上实现排气。
[12]所述完整循环具有通过向所述环路中注入水使所述主系统处在达25bar的压力下，启动一主泵，通过放出主系统中的水使所述主系统回落到3bar的压力，并且在高点进行排气，该完整循环应当对所述主系统的三个环路的每个主泵依次实施，然后同时使三个环路的三个主泵同时投入使用。当通过提取主系统中的水使压力从25bar下降到3bar时，在实现排气前需要等待，以使由主回路水和空气构成的混合物，并释放应该通过排气予以排除的空气和气体。
[13]要注入到主系统中的以便使压力从3bar增加到25bar的水量，或者要排除的以便使压力从25bar降到3bar的水量，取决于主系统中残留空气量，但是在所有情况下，使压力在25bar与3bar之间变化的许多循环的重复表现为使用大量的水。为了使压力下降而被排除的水应被看作是一种废水，在排弃或再利用前应对其进行特殊处理。已知的和一般使用来实施主系统排气的方法是费时的和昂贵的。
[14]因此提出一实现主系统排气的第二种方法，该方法在于取消许多压力循环的必要性。根据该方法，充注时，按照主回路管道的中间平面固定所述主系统环路的管道中的水位，并且使一真空吸入泵与稳压器的排气管连接。在主系统中实现一足够的真空能级后，用水完全充满所述环路。在主系统中建立一大约25bar的压力，并在一短暂期间使三个主泵同时投入运行。将主系统中的压力一直降至3bar，然后在稳压器和压力壳的上部实现最终排气。
[15]该方法的优点是比前面描述的普通方法时间更短，并且更容易实施，但是它也存在一些缺点和风险，这些缺点和风险极大限制了使用该方法的可能性。实际上，在排空期间，核反应堆停运时的冷却系统(RRA系统)应当以沿着所述主系统的环路管道的中间平面的主回路水位运行。这种构型存在潜在的危险，因而某些安全部门不采纳这种方法。另外，将主系统抽真空可能导致主系统的传感器如稳压器的压力传感器日后运行出现问题。
发明内容
[16]因此，本发明的目的是提出一种使通过压水冷却的核反应堆的主系统排气的方法，以便迅速实现主系统的完全充水，该主系统具有一压力壳、至少两个环路和一稳压器，其中，所述压力壳封闭反应堆的堆芯，其整体形状为一柱形体，并具有一竖直轴线和一被一盖封闭的上端部，所述的每个环路具有：一第一主回路管道和一第二主回路管道，它们与压力壳内部连通；一蒸汽发生器，其具有一通过所述第一管道与所述压力壳连接的一次侧，并包括一具有基本竖直的支路的管束；和一主泵，其具有一通过第二主回路管道与压力壳连接的排出部分和一通过一第三主回路管道与蒸汽发生器的一次侧连接的吸入部分，所述稳压器通过一稳压管只与所述主系统环路的其中一个环路的第一主回路管道连接，主系统的最高点按照水位递减的顺序由以下部分构成：具有一第一排气管的稳压器上部、蒸汽发生器管束的支路的上部以及具有一第二排气管并被一盖封闭的压力壳上部，该方法可以通过比根据已有技术的方法更简单以及次数更少的操作在相当良好的安全状态下进行。
[17]为此：
[18]—给所述主系统充水，并使主系统中的水压建立在一可以使所述主泵运行的压力级上；
[19]—使一第一环路的第一主泵投入运行，其中的所述第一环路没有通过一稳压管与稳压器连接；
[20]—至少在第一主泵运行期间连续排出气体，其中的所述气体包含在主系统中，并且通过被泵驱动环流的水夹带到压力壳的上部；
[21]—停止第一主泵；
[22]—使主系统环路的每个主泵相继投入运行，然后使主系统的所有主泵同时运行，从而同时排出在压力壳上部的气体；以及
[23]—在主泵停止并回复到一低压——其低于可以使泵运行的压力——后，通过第—和第二排气管在稳压器和压力壳的高点进行主系统的最终排气。
附图说明
[24]为了更好地理解本发明，现在参照附图举例描述本发明的方法在一三环路式的核反应堆情况下的应用。附图中：
[25]图1是压水核反应堆的所述主系统的一环路的剖面立视示意图。
[26]图2是三环路式核反应堆的所述主系统的示意图，该环路具有用于实施根据本发明的排气方法的装置。
[27]图3是一核反应堆的一环路的局部剖面立视图，该环路具有用于实施符合本发明并符合一第一实施变型的方法的装置。
[28]图4是一核反应堆的所述主系统的剖面立视图，该环路具有用于实施符合本发明并符合一第二实施变型的方法的装置。
[29]图5是核反应堆的所述主系统的一环路的局部剖面立视图，该环路具有用于实施符合本发明并符合一第三实施变型的方法的装置。
[30]图6是带有稳压器的稳压管线的核反应堆的所述主系统的一环路的局部剖面立视图，该环路具有用于实施符合本发明并符合一第四实施变型的方法的装置。
具体实施方式
[31]在图1中示出一般用标记1表示的一压水核反应堆的一主系统的一环路。
[32]用于接纳核反应堆的带压冷却水的主系统特别是具有一压力壳12和多个环路3，所述环路每一个都具有一蒸汽发生器4和一用于保证带压主回路冷却水在所述主系统的环路内环流的主泵5。
[33]图1中示出在主系统1排空后且在核反应堆重新启动前的一充注阶段期间，注入在压力壳12的一部分和主系统的环路3的一部分中的水20。
[34]所示主系统的环路3具有一第一主回路管道6a、一第二主回路管道6b和一第三管道6c，其中，所述第一主回路管道6a称为热段，它连接压力壳12和蒸汽发生器4的所述一次侧的一入口腔，所述第二主回路管道6b即冷段，它连接主泵5的一排出部分和压力壳12，所述第三管道6c连接蒸汽发生器4的所述一次侧的一出口腔和主泵5的一吸入部分。
[35]主系统1的稳压器17通过一大直径的波动管18与第一主回路管道6a即热段相连接。
[36]蒸汽发生器4的所述一次侧具有一水腔9和一管束10，其中，所述水腔9被一隔板分为一核反应堆冷却水的入口腔9a和一出口腔9b，所述管束10各自在其端部之一处与水腔9的入口腔相连通，而在其另一端处与水腔9的出口腔相连通。管束10以习惯的方式表示为一单一的大直径管道，实际上，蒸汽发生器的管束具有数量相当庞大的大长度且小直径的管道(例如3000-5000个管道)，所述每个管道弯曲成U形，并且具有两个笔直的分支，所述两个笔直的分支长度非常大，且竖直地布置并且在它们的下端处，分别连接至蒸汽发生器水腔9的入口腔和出口腔。
[37]所述蒸汽发生器U形管道的并置的弯曲部分构成蒸汽发生器管束的上部。
[38]核反应堆压力壳12——其整体形状为具有竖直轴线的柱形体——具有一上部，该上部提供一进入压力壳内部的通道，在核反应堆的充注、排气和启动作业期间以及在其运行期间，该上部被一盖12a封闭。
[39]引入主系统1中的水20充注到核反应堆的压力壳中，直至达到在压力壳的盖12a下方的一高水位20a；所述水充注到稳压器17中，直至达到在稳压器上部的一高水位20b；并且所述水充注到蒸汽发生器的所述一次侧中，直至达到在管束10上部的一水位20c。
[40]主要由空气构成的气体在盖12a的下方、所述水位20a之上填充所述压力壳；所述气体在所述水位20b之上填充所述稳压器的上部；并且所述气体在所述水位20c之上填充所述蒸汽发生器的管束10的上部。
[41]主系统在完全充满水以便重新启动核反应堆以前进行的排气在于：排出包含在主系统高部位中的气体，并且特别是排出包含在压力壳、稳压器和蒸汽发生器管束的上部中的气体，以便保证将主系统1完全充满水。
[42]压力壳12具有一排气管线27，所述排气管线与压力壳的盖12a的上部连接，所述排气管线上布置有可以被遥控的阀28和28’，当这些阀打开时，它们允许排出聚集在压力壳盖12a下面的空气。
[43]稳压器17具有一与它的上部连接的排气管线2，该排气管线上设有阀21。排气管线可以由相连接的稳压器喷淋管线构成，排气管线14布置在该喷淋管线上。
[44]通常地，第一次是在蒸汽发生器注水后，然后在反应堆主系统的环路的主泵连续投入运行后，通过打开稳压器排气管线的阀及压力壳排气管线的阀而实现核反应堆主系统的排气，以便保证夹带圈闭在主系统高部位中的空气和气体，特别是蒸汽发生器4的管束10的高部位中的空气和气体。
[45]正如上面指出的，在通常采用的一排气方法的范围内，必须实施许多循环，在这些循环的过程中，主系统中的压力从一使泵投入运行的高压(例如25bar)过渡到可以在无风险下进行排气的一低压(例如3bar)，或者相反地从低压过渡到高压。
[46]特别是在每次启动一泵前必须将主系统加压到25bar，并且在使聚集在核反应堆主系统的高部位中的气体排出前必须将压力一直降至3bar。
[47]另外，在进行排气前，必须等待水和气体的混合物分离开，所述气体因此聚集在具有排气装置的压力壳和稳压器的高部。
[48]当每个主泵分别投入使用时以及位于主系统的三个环路上的三个泵同时投入使用时，必须重复这些不同的循环。
[49]图2中用常规方式表示出一三环路式核反应堆的主系统1，其具有应用符合本发明的排气方法的补充装置。
[50]主系统1具有一压力壳12和三个环路13、23和33，其中，所述压力壳12具有一封闭它的上部的盖12a，所述每个环路上布置有一蒸汽发生器和一主泵。环路13即第一环路具有一蒸汽发生器14和一泵15。第二环路23具有一蒸汽发生器24和一主泵25。最后，第三环路33具有一蒸汽发生器34和一主泵35。所述主系统1的每个环路13、23、33具有一第一主回路管道即热段、一第二主回路管道即冷段以及一过渡段，所述第一主回路管道连接压力壳12和该环路的蒸汽发生器的一次侧，所述第二主回路管道将泵15的排出部分连接至压力壳12，所述过渡段连接蒸汽发生器的一次侧和该环路的主泵。
[51]分别用16a、26a、36a表示对应的环路13、23和33的热段，用16b、26b、36b表示它们的冷段，并用16c、26e、36c表示它们的过渡段。
[52]主系统1的稳压器17通过一大直径的波动管18与主系统的第一环路13的热段16a连接。
[53]主系统的所述环路(例如环路13和33)的两个冷段通过管道19a和19b，连接到一通到稳压器上部的喷淋管线19。在喷淋管线19上的分支处设置有一具有一可控阀21的排气管线2。
[54]一卸压管线22也连接至稳压器17的上部，其中在所述卸压管线上设置有可控阀29和29’。
[55]一排气管线27固定在压力壳12的上部，所述排气管线27通到盖12a的下面，并具有排气阀28和28’。
[56]正如下面将要说明的，通过将流体排放和/或回收装置与压力壳12的排气管线27的端部30相连接，即可以实施本发明的方法。
[57]根据图3所示的第一实施方式，与压力壳的排气管线27的端部30相连接的流体排放装置由一简单的管道32构成，所述管道32可以使压力壳的排气管线27的端部30与稳压器17的卸压管线22的端部31相连接。该管线32还具有两个排出管线22’和27’和两个隔离阀28”和29”。
[58]图3上示出主系统的第一环路13，其中稳压器17通过波动管线18与热段16a连接。
[59]现参照图2和3，以便描述符合本发明的且根据第一实施方式的排气方法的应用。
[60]首先，用水充注主系统，并增加主系统中的水压直至达到一可以使布置在环路13、23和33中的主泵开始运行的压力级。这个压力级一般为约25bar。
[61]压力壳的排气管线27的阀28、28’以及与稳压器17的上部连接的隔离管线的阀29、29’打开。
[62]使环路23、33——即热段26a、36a没有通过一波动管线与稳压器连接的两个环路——其中之一的一第一主泵投入运行。例如，首先使环路33的泵35投入运行，以便使容纳在主系统中的水和包含在主系统高部位中的空气流动。
[63]在其主泵35投入运行的环路33中，泵35使容纳在环路33中的水通过冷段36b向压力壳排出(实线箭头37表示水的流动)。同时，封入容纳在管束上部的空气的水被泵35从蒸汽发生器34中抽吸(虚线箭头38表示空气或水-空气混合物的流动)。
[64]在主泵没有运行的环路23和13中，当主泵运行时，流体的流动在与正常流动相反的方向上进行。
[65]来自压力壳的水在环路23和13的冷段26b和16b中沿从压力壳向主泵的方向流动，如实线箭头39和41所示。来自压力壳的水通过相应的冷段26b和16b、主泵25和15、以及中间管道26c和16c，到达环路23和13的蒸汽发生器24和14。到达蒸汽发生器的水夹带容纳在蒸汽发生器24、14的管束高部位中的空气，从而使得封入空气的混合流体流向压力壳，如虚线箭头40和42所示。空气到达压力壳盖12a的下面，并且由于排气管道27的阀28和28’以及与稳压器连接的卸载管22的阀29和29’打开，到达压力壳12上部的盖12a下面的空气进入稳压器17的上部，以便聚集在稳压器的高部17g。
[66]压力壳排气管线27的端部30和稳压器卸压管线的端部31之间通过管道32的连接，可以通过稳压器17的卸载管线连续排出到达压力壳上部在盖下面的空气。
[67]如虚线箭头43、44所示，空气或水和空气的混合物还通过波动管18从环路13的热段16a输送至稳压器17，并通过主系统的冷段19a和19b的喷淋管输送至稳压器17的喷淋管线19。第一回路13的空气主要通过大直径的波动管18向稳压器17排放。
[68]因此，本发明的方法可以在主泵33的运行期间，连续排出容纳在主系统环路的高部位中的空气。
[69]因此没有空气聚集在压力壳盖下，并且没有被压力壳中流动的水重新夹带的空气。
[70]在使主泵运行直到获得它的驱动马达的一稳定强度后，停止主泵35，并将主系统第二环路的主泵25投入运行，所述第二回路的热段没有通过一波动管与稳压器连接。
[71]在其主泵25运行的第二环路23中产生沿正常方向的流动，而如前所述在环路33和13中产生沿相反方向的流动。
[72]因此，包含在主系统环路中的空气被夹带往压力壳，并通过其阀28和28’打开的管线27连续地被排出。
[73]第一环路13中包含的空气优选通过大直径的波动管18被夹带往稳压器17。该空气通过卸压管线22和喷淋管线19到达稳压器的上部17g。因此限制了输送到压力壳盖下面并连续被排出的空气量。
[74]在使第二环路23的主泵25运行直到达到其驱动马达的稳定强度后，停止第二环路23的主泵25，并使主系统的第一环路13的主泵15开始运行，以便把容纳在第一环路13和第二、第三环路中的残留气体排向反应堆的压力壳。
[75]在使第一环路的主泵15运行一段足够的时间后，使三个主泵15、25、35同时运行，并在所述三个泵运行的期间，通过压力壳的排气管并通过压力壳的一条排气管线将残留空气连续排向稳压器17。
[76]在停止三个泵15、25、35后，主系统中包含的所有空气和气体聚集在稳压器17和喷淋管线19的高部位中。通过排水将主系统的压力级降至3bar。一达到这个压力级，则可进行排气，即使气体和混合物穿过喷淋管线19并通过打开阀21穿过排气管线2排出。
[77]需要注意的是，在使主泵相继运行的不同阶段之间，将主系统中的压力保持在25bar。因此与根据已有技术的方法相反，在主泵的不同运行阶段之间不施行介于25bar至3bar之间的压力循环。因此极大地减少了为实施主系统排气的干预时间并且降低在主系统上进行连续操作时出现错误的可能性。另外，极大地减少了产生的排放物量，因为没有像上面描述的根据已有技术的方法那样排出主回路水，以便把压力从25bar降到3bar。
[78]在所有作业期间，主系统中的水位保持足够，以便保证RRA冷却回路和稳压器的传感器的完善运行，因为不需要像前面描述的根据已有技术的第二种方法的情况那样降低主系统中的水位一直降至环路的中间水位。
[79]但是在两个连续的停止主泵与使主泵投入运行阶段之间，需要为停止主回路流体环流的阶段设置一段足够的持续时间，以便使主系统中仍然存在的水和空气的混合物破裂，并将从混合物中分离出的空气连续排向稳压器。
[80]在利用主系统三个环路的所述三泵在一足够长的时间段期间运行而实现排气后，停止所述三泵，并把所述主系统中的压力一直降低到接近3bar的压力级。实现主系统的最后排气，并穿过喷淋管线以及通过打开排气阀而穿过稳压器的排气管线排出聚集在稳压器高部位的气体。
[81]这时可以重新启动核反应堆。在实施重新启动前，将主系统中的压力重新提高到一接近25bar的压力级，并验证所述主系统中的残留空气量小于一固定阈值，该固定阈值允许核反应堆重新启动并令人满意地运行。如果验证得以满足，则在打开排出阀后通过它的排出管线将装置排空，然后拆开压力壳的排气管线与稳压器的卸压管线之间的连接，并隔离稳压器的卸载管，然后隔离压力壳的排气管线。
[82]如图3所示，根据一实施变型，插入到连接压力壳的排气管和稳压器的卸载管的一管道32上的泵50可以加快来自压力壳的空气向稳压器的方向流动，如箭头45所示。
[83]如图4、5、6所示，压力壳的排气可以采用与上面描述的方式不同的一方式实现。
[84]图4、5表示核反应堆主系统的一环路，该环路的热段36a没有与稳压器的波动管连接。例如，图4中示出了第三环路33，该环路具有蒸汽发生器34和主泵35，以及两个与核反应堆的压力壳12连接的主回路管道，即热段36a和冷段36b。
[85]图6表示反应堆主系统的一环路，该环路的热段16a与稳压器的波动管18连接。例如图6中示出了环路13，该环路具有蒸汽发生器14和主泵15，以及两个连接反应堆压力壳12的主回路管道，即热段16a和冷段16b。
[86]一方面在图4、5、6中而另一方面在图2、3中所示的对应元件通常用相同的标记表示。
[87]图4、5、6所示的符合本发明的装置和方法与前面描述的实施方式的不同之处在于：压力壳12的排气管27通过一连接管46连接到一储箱47的下部，储箱47用于在符合本发明的排气方法期间接纳来自压力壳的空气或混合物。整体上说，用图4、5、6所示的装置实施的排气方法通常具有与上面描述的方法相同的连续步骤。通过图4、5、6所示的装置实施的方法与前面描述的方法的不同之处仅在于到达压力壳12盖下面的空气的排放装置。
[88]在图4所示装置的情况下，储箱47的下部还通过一管道48与过渡段36c的一排出管道49连接，所述排出管道49连接到过渡段36c的一低点处在主泵35的上游，即在主泵的进口或吸入口一侧。对整个主系统而言，管道49的连接点处的压力是一低压。
[89]管道48上设置有一电动阀56和一隔离阀57，以便保证储箱的下部与管道49连通。管道49上在连接管道48的一侧还设有一隔离阀58，而在连接管道48的另一侧设有两个隔离阀59和59’。
[90]在连接压力壳的排气管27与储箱47的连接管46上还设有一电动阀60。
[91]储箱47的上部与一将排放物排向一贮器62的排出管线61连接，管线61上设有一隔离阀63。
[92]储箱47上设有测量装置，如一水位传感器64和一压力传感器65。因此可以连续监测流体在储箱47中的状态。
[93]当压力壳排气管27的阀28、28’在排气方法的上面描述的阶段中打开时，电动阀60也打开，混合物形式的空气和水通过储箱下部到达储箱47内。混合物在储箱47内破裂，从而使得在一定运行时间后，储箱在其下部66a中装有与空气分离开的水，并且储箱在其上部66b中容纳空气，该空气可以通过打开排放管61的阀63而被排向排放物贮器62。当连接管道49的阀56和57以及管道49的阀59和59’打开时，过渡段36c中的低压保证装在储箱中的水向管道49流动，由此使要排出的空气通过反作用在管道27和46中流动，如虚线箭头67所示。还可以在与储箱47的下部连接的管道48上设置一环流泵68(见图5)，从而改进对来自储箱的水的驱动，因此改进对在压力壳排气管27中的空气的驱动。
[94]图5中示出符合本发明的排气装置的第三变型，该变型与图4所示的第二变型的区别仅在于某些可以进一步提高符合本发明的排气方法的速度的布置。
[95]在电动阀56的上游设有一环流泵68的管道48可以与一泄放管69连接，所述泄放管69位于管道69上的两个隔离阀70和70’之间，与主系统环路的冷段36b连接，管道48在它与管道69的连接部的上游具有一阀57。
[96]储箱47的排气管61上设有一替代上述第二实施方式的阀63的电动阀63’，并且在电动阀63’与排放物贮器62之间设有一具有一校准孔的膨胀装置71，以便降低来自储箱47的流体的压力。
[97]图5所示的装置可以应用符合本发明的方法，从而实现在一25bar的压力下排出空气和排放物，这样可以减小储箱47的尺寸。
[98]图6中示出排气装置的第四个变型，它与图5所示变型的不同之处仅在于某些布置，所述布置可以将储箱47的水66a带回稳压器的上部，而不是将它重新注入到冷段36b中。在这个变型中，管道48使储箱47的底部与稳压器17的卸载管22连接。和图5实施方式情况中的阀70’和57一样，卸压管线22的阀29和29’在整个排气作业的过程中开放。对图5、6所示的变型，排除空气的控制相同。
[99]但是，在这种情况下，仍需要在3bar的压力下进行主系统的最后排气。
[100]在阀和泵的控制方面应采取某些防范措施，以避免该方法对主系统的整体性造成任何影响。因此，按照一程序自动控制电动阀60、56和63’，以避免任何操作失误或可能导致泵损坏的失误。
[101]特别是，只有如果阀56关闭才可发出打开阀63’的指令。因此储箱47的水的再环流阶段和该储箱中包含的空气和排放物的排出阶段不是同时进行的。另外，如果储箱47中的压力变得与主系统中的压力相差太大，电动阀60、63’、56则接受一紧急关闭指令。因此设置有阈值，所述阈值根据储箱47和主系统中的压力差启动电动阀的关闭。一旦阀56或60关闭并且一旦由传感器64测量的储箱47中的水位达到一低水位，泵68就接受一停止的指令。
[102]如图4、5所示的空气和排放物的排放装置可以与主系统的一单一的环路如第二或第三环路相联合，或者同时与第二和第三环路相联合，或者甚至还与三环路式主系统的三个环路都联合。如图6所示的空气和排放物的排放装置是图3所示装置与图5所示装置之间相结合的一种技术方案，该方案允许只把从混合物中释放出的水重新注入稳压器。
[103]在任何情况下，上面所述的符合本发明的方法在符合图2、3的实施方式的情况下指出的优点在按照图4、5、6的变型的情况下也可得到，这些优点在按照图4、5、6的实施变型中可以被进一步显著提高。
[104]本发明不限于已经描述过的并且专属于一具有一三环路式主系统的核反应堆的实施方式。
[105]符合本发明的方法应用于任何核反应堆和所有压水型装置，而无论环路的数量如何，并且特别是应用于四环路式核反应堆。
[106]实施按照本发明的方法的装置——其连接并旋拧在反应堆主系统上——可以具有与所描述的实施方式不同的实施方式。
Claims (15)
1.由压水冷却的核反应堆的主系统(1)的排气方法，其用于实施所述主系统(1)的完全充水，该主系统具有：
一压力壳(12)，所述压力壳封闭所述反应堆的堆芯，其整体形状为具有一柱形体，并具有一竖直轴线和一被一盖(12a)封闭的上端部；
至少两个环路(13、23、33)，所述环路(13、23、33)中的每个环路具有：一第一和一第二主回路管道(16a、26a、36a、16b、26b、36b)，它们与所述压力壳(12)的内部连通；一蒸汽发生器(14、24、34)，其具有一通过所述第一管道(16a、26a、36a)与所述压力壳(12)连接的一次侧，并包括一具有基本竖直的支路的管束(10)；和一主泵(15、25、35)，其具有一通过所述第二主回路管道(16b、26b、36b)连接至所述压力壳(12)的排出部分和一通过一第三主回路管道(16c、26c、36c)与所述蒸汽发生器(14、24、34)的一次侧连接的吸入部分；
和一稳压器(17)，所述稳压器通过一稳压管(18)与所述主系统(1)环路的其中一个环路(13)的第一主回路管道(16a)连接；
所述主系统(1)的最高点按照水位递减的顺序由以下部分构成：具有一第一排气管(2)的所述稳压器(17)上部，其中的所述第一排气管(2)位于与所述稳压器(17)连接的喷淋管(19)上；所述蒸汽发生器(14、24、34)的管束(10)的支路上部；和所述压力壳(12)上部，其被一盖(12a)封闭并具有一第二排气管(27)，
该方法的特征在于，
－给所述主系统(1)充水，并且使所述主系统(1)中的水压建立在一可以使所述主泵(15、25、35)运行的压力级上；
－使一环路(33)的一第一主泵(35)投入运行，其中的所述环路没有通过一稳压管(18)与所述稳压器(17)连接；
－至少在所述第一主泵(35)运行期间连续排出气体，其中的所述气体包含在所述主系统(1)中，且由所述主泵(35)促进循环的水夹带到所述压力壳(12)的上部(12a)；
－停止所述第一主泵(35)；
－使所述主泵(35、25、15)中的每一个相继投入运行，然后使所述主系统(1)的所有主泵(15、25、35)同时运行，从而同时连续排放在所述压力壳(12)上部的气体；且
－在所述主泵停止并且所述主系统(1)中的水压下降到一压力级后－－该压力级低于可以使所述主泵(15、25、35)运行的压力，通过所述的第一和第二排气管(27、22、19和2)在所述稳压器(17)和所述压力壳(12)的高点进行所述主系统的最终排气。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述第一排气管(27)把在所述压力壳(12)上部的气体向所述稳压器(17)的上部排放，所述第二排气管(2)通过所述喷淋管(19)实现所述稳压器(17)上部的排气。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述压力壳(12)上部的气体排放到一储箱(47)中，该储箱具有一与所述第一排气管(27)连接的下部。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在一压力级下实现所述储箱(47)的排气，其中的所述压力级可以使所述主系统中的所述主泵(15、25、35)运行。
5.如权利要求2、3和4中任一项所述的方法，其特征在于，通过一泵(50、68)保证流体在所述第一排气管(27)中的强制流动。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，在一具有三个环路(13、23、33)的核反应堆的主系统的情况下，其中的第一环路(13)具有一通过一稳压管(18)与所述稳压器(17)连接的热段(16a)，而第二环路(23)和第三环路(33)具有没有通过一稳压管与所述稳压器(17)连接的相应的热段(26a、36a)，
其特征在于，投入运行的所述第一主泵(35、25)是所述主系统(1)的第三环路(33)的主泵(35)和第二环路(23)的主泵(25)的其中之一；而且在所述第一主泵(35、25)停止后，分别使所述第二或第三环路(23、33)的主泵(25、35)投入运行，然后在所述第二或第三环路(23、33)的主泵停止后，使所述主系统(1)的第一环路(13)的主泵投入运行，在所述主系统的有一泵投入运行的各个环路中，水环流沿核反应堆运行时的环流方向进行，并且在所述主系统的主泵未投入运行的各个环路中，水环流沿与运行方向相反的方向进行。
7.用压水冷却的核反应堆的主系统(1)的排气装置，其用于实施所述主系统(1)的完全充水，该主系统具有一压力壳(12)、以及至少两个环路(13、23、33)和一稳压器(17)，其中，所述压力壳封闭所述反应堆的堆芯，其整体形状为具有一柱形体，并具有一竖直轴线和一被一盖(12a)封闭的上端部，所述环路中的每个环路具有：一第一和一第二主回路管道(16a、26a、36a、16b、26b、36b)，它们与所述压力壳(12)的内部连通；一蒸汽发生器(14、24、34)，其具有一通过所述第一管道(16a、26a、36a)与所述压力壳(12)连接的一次侧，并包括一具有基本竖直的支路的管束(10)；和一主泵(15、25、35)，其具有一通过所述第二主回路管道(16b、26b、36b)连接至所述压力壳(12)的排出部分和一通过一第三主回路管道(16c、26c、36c)与所述蒸汽发生器(14、24、34)的一次侧连接的吸入部分，所述稳压器(17)通过一稳压管(18)与所述主系统(1)环路的其中一个环路(13)的第一主回路管道(16a)连接，所述主系统(1)的最高点按照水位递减的顺序由以下部分构成：具有一第一排气管(2)的所述稳压器(17)上部，其中的所述第一排气管位于与所述稳压器(17)连接的喷淋管(19)上；所述蒸汽发生器(14、24、34)的管束(10)的支路的上部；和所述压力壳(12)上部，其被一盖(12a)封闭并具有一第二排气管(27)，
该装置的特征在于，它具有与所述核反应堆压力壳(12)的第二排气管(27)连接的装置(32、47)，以便在所述核反应堆的主系统(1)的至少一个主泵(15、25、35)运行的过程中，将到达所述核反应堆压力壳(12)上部的气体连续排出。
8.如权利要求7所示的装置，其特征在于，将到达所述压力壳(12)的上部(12a)的气体连续排出的装置(32)具有一连接管(32)，所述连接管将所述压力壳(12)的第一排气管(27)的一端部(30)连接到一卸载管(22)的一端部(31)，其中的所述卸载管与所述稳压器(17)的上部连接，所述稳压器(17)的上部还通过一喷淋管(19)与所述第一排气管(2)连接。
9.如权利要求8所示的装置，其特征在于，一泵(50)布置在所述连接管(32)上。
10.如权利要求7所示的装置，其特征在于，将到达所述核反应堆压力壳(12)上部(12a)中的气体连续排出的装置由一储箱(47)构成，所述储箱的下部通过一管(46)与所述反应堆压力壳(12)的第二排气管(27)的一端部(30)连接，并且与装置(48，68)连接，所述装置(48，68)促进被到达所述压力壳(12)上部的气体夹带到所述储箱(47)中的水的流动，并且所述储箱的上部连接至一排放物的排出贮器(62)。
11.如权利要求10所示的装置，其特征在于，促进水从所述储箱(47)下部流动的装置(48)由一管道(48)构成，所述管道(48)与所述主系统的至少一个环路的一低压点连接，并且所述管道(48)上设有至少一阀(56、57)。
12.如权利要求10所示的装置，其特征在于，促进水从所述储箱(47)下部流动的装置由一连接管(48)构成，所述连接管与所述核反应堆的主系统(1)的一环路的至少一个段连接，且该连接管(48)上设有一环流泵(68)和至少一截止阀(56、57)。
13.如权利要求12所示的装置，其特征在于，一电动阀(63’)和一带有校准孔的膨胀装置(71)布置在与所述储箱(47)的上部连接的排放物排出管(61)上；并且电动阀(56、60)分别布置在使所述储箱(47)的下部与所述主系统连接的管(48)上，和使所述储箱(47)的下部与所述压力壳(12)的第二排气管(27)的端部(30)连接的管道(46)上。
14.如权利要求10所示的装置，其特征在于，促进水在一储箱(47)下部流动的装置由一连接管(48)构成，该管连接在所述储箱(47)的下部与所述核反应堆稳压器的卸载管(22)的一端部(31)之间，且所述连接管(48)上布置有一泵(68)和至少一个截止阀(29、29’、56)。
15.如权利要求14所示的装置，其特征在于，至少一个第一电动阀(56)和至少一个第二电动阀(60)分别布置在所述储箱(47)下部与所述稳压器卸载管(22)的端部(31)之间的连接管(48)上，以及连接所述储箱(47)的下部和所述压力壳(12)的第二排气管(27)端部(30)的管道(46)上。
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