CN204348342U - 一种高温气冷堆事故冷却除湿系统 - Google Patents
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Abstract
一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，该系统包括从上至下依次设置的一级水/氦换热器、二级水/氦换热器和气水分离器，一级水/氦换热器一端设置反应堆一回路冷却剂入口，上部设置一级水入口和一级水出口，下部设置一级冷却剂出口；二级水/氦换热器上部设置二级冷却剂入口、二级水入口和二级水出口，底部设置二级冷却剂出口和二级冷凝水出口；气水分离器顶部设置冷却剂返回反应堆一回路出口，中部设置冷却剂入口，底部设置分离水出口；二级水/氦换热器的二级冷凝水出口与气水分离器的分离水出口连通排水系统；本实用新型解决了反应堆一回路除湿和事故冷却的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种反应堆工程事故冷却除湿系统，具体涉及一种用于高温气冷堆的事故冷却除湿系统。
背景技术
高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的反应堆，是一种具有固有安全性、发电效率高、用途极为广泛的先进核反应堆。在高温堆运行过程中有如下问题解决：(1)由于某种原因反应堆发生事故时，需要对系统进行冷却降温，防止事故进一步恶化；(2)在反应堆启动前，或者当堆芯裸露在大气中检修后，需要对堆芯进行除湿。(3)冷却高温堆吸收球停堆系统的驱动气；(4)紧急停堆后小流量主动冷却。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高温气冷堆事故冷却除湿系统及方法，解决了反应堆一回路除湿和事故冷却的问题。
为了达到上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，包括从上至下依次设置的一级水/氦换热器1、二级水/氦换热器2和气水分离器3，所述一级水/氦换热器1一端设置有反应堆一回路冷却剂入口11，上部设置有一级水入口12和一级水出口13，下部设置有一级冷却剂出口14；所述二级水/氦换热器2上部设置二级冷却剂入口21、二级水出口22和二级水入口23，底部设置二级冷却剂出口24和二级冷凝水出口25；所述气水分离器3的顶部设置冷却剂返回反应堆一回 路出口31，中部设置冷却剂入口32，底部设置分离水出口33；所述一级水/氦换热器1的一级冷却剂出口14与二级水/氦换热器2的二级冷却剂入口21连通，二级水/氦换热器2的二级冷却剂出口24与气水分离器3的冷却剂入口32连通；所述二级水/氦换热器2的二级冷凝水出口25与气水分离器3的分离水出口33连通排水系统，分离水出口33的管路上设置第一阀门F1，二级冷凝水出口25的管路上设置第二阀门F2，分离水出口33与二级冷凝水出口25汇合后的管路上设置第三阀门F3。
所述第一阀门F1、第二阀门F2和第三阀门F3所在的管道立式安装。
所述一级水/氦换热器1和二级水/氦换热器2相对水平面倾斜千分之五坡度安装，其中一级水/氦换热器1的冷却剂入口低，冷却剂出口高，二级水/氦换热器2的冷却剂入口低，冷却剂出口高。
所述一级水入口12进入的水为设备冷却水，所述二级水入口23进入的水为7～12℃的冷冻水。
所述系统在压力为0～8.1MPa之间均可运行。
所述气水分离器3的内径为300毫米。
本实用新型和现有技术相比，具有如下优点：
1、在一级水/氦换热器、二级水/氦换热器中，由于冷却作用会产生凝结水。在气水分离器，由于分离作用，同样也会产生水。三个主要设备在标高上按上中下的顺序布置，这样可以使得凝结水或者分离的水顺畅地排出到排水系统，避免了水的串流。
2、通过设置第一阀门F1、第二阀门F2和第三阀门F3，并立式安装这些阀门所在的管道，利用重力作用实现从高压系统往低压系统排水，避免高压系统直接向低压系统排放而导致冷却剂大量泄漏。
3、系统中的一级水/氦换热器和二级水/氦换热器相对水平面倾斜千分之五点坡度安装，这样冷凝的水会进入水/氦换热器的封头处，聚集到一定程度可以直接排向排水系统，避免了水聚集在换热管内，而发生堵管问题，提高了系统的可靠性。
4、整个系统的换热器功率大部分由一级水/氦换热器完成，一级水/氦换热器冷侧采用廉价易得的设备冷却水，这样使得了系统具有良好的经济性。二级水/氦换热器冷侧采用7～12℃的冷冻水，通过冷却，可将冷却剂中水的分压降低至20℃的饱和蒸汽压，保证了良好的除湿效果。
5、气水分离器内径设计为300毫米，使得通过气水分离器的空床流速约为1.5m/s，保证了良好的气水分离效果。
附图说明
附图1为本实用新型系统流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。
如附图所示，本实用新型一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，包括从上至下依次设置的一级水/氦换热器1、二级水/氦换热器2和气水分离器3，所述一级水/氦换热器1一端设置有反应堆一回路冷却剂入口11，上部设置有一级水入口12和一级水出口13，下部设置有一级冷却剂出口14；所述二级水/氦换热器2上部设置二级冷却剂入口21、二级水出口22和二级水入口23，底部设置二级冷却剂出口24和二级冷凝水出口25；所述气水分离器3的顶部设置冷却剂返回反应堆一回路出口31，中部设置冷却剂入口32，底部设置分离水出口33；所述一级水/氦换热器1的一级冷却剂出口14与二级水/氦换热器2的二级冷却剂入口21连通，二级水/氦换热器2的二级冷却剂出口24与 气水分离器3的冷却剂入口32连通；所述二级水/氦换热器2的二级冷凝水出口25与气水分离器3的分离水出口33连通排水系统，分离水出口33的管路上设置第一阀门F1，二级冷凝水出口25的管路上设置第二阀门F2，分离水出口33与二级冷凝水出口25汇合后的管路上设置第三阀门F3。
作为本实用新型的优选实施方式，所述第一阀门F1、第二阀门F2和第三阀门F3所在的管道立式安装，利用重力作用实现从高压系统往低压系统排水，避免高压系统直接向低压系统排放而导致冷却剂大量泄漏。
作为本实用新型的优选实施方式，所述一级水/氦换热器1和二级水/氦换热器2相对水平面倾斜千分之五坡度安装，其中一级水/氦换热器1的冷却剂入口低，冷却剂出口高，二级水/氦换热器2的冷却剂入口低，冷却剂出口高。这样冷凝的水会进入水/氦换热器的封头处，聚集到一定程度可以直接排向排水系统，避免了水聚集在换热管内，而发生堵管问题，提高了系统的可靠性。
作为本实用新型的优选实施方式，所述一级水入口12进入的水为设备冷却水，使得系统具有良好的经济性。所述二级水入口23进入的水为7～12℃的冷冻水，通过冷却，可将冷却剂中水的分压降低至20℃的饱和蒸汽压，保证了良好的除湿效果。
作为本实用新型的优选实施方式，所述系统在压力为0～8.1MPa之间均可运行。典型的运行压力为7.0MPa，典型的运行流量为3960kg/h。
作为本实用新型的优选实施方式，所述气水分离器3的内径为300毫米，使得通过气水分离器的空床流速约为1.5m/s，保证了良好的气水分离效果。
如附图所示，本实用新型高温气冷堆事故冷却除湿系统进行事故冷却和除湿的方法，包括反应堆一回路事故冷却工况和反应堆一回路除湿工况：
所述反应堆一回路事故冷却工况为：从反应堆一回路来的300℃高温冷却剂进入所述系统，冷却剂先经过一级水/氦换热器1后，温度被冷却至小于50℃，然后再经过二级水/氦换热器2冷却至小于20℃，最后进入气水分离器3，被送回反应堆一回路；在该工况中，二级水/氦换热器2冷侧不供应水；该工况适用于紧急停堆后的小流量主动冷却和吸收球停堆系统驱动气冷却工况；该工况的氦气最大流量为3960kg/h；
反应堆一回路除湿工况为：从反应堆一回路来的250℃高温冷却剂进入所述系统，冷却剂先经过一级水/氦换热器1后，温度被冷却至小于50℃，然后再经过二级水/氦换热器2冷却至小于20℃，然后进入气水分离器，过饱和水分离后，冷却剂被送回反应堆一回路；该工况也适用于初装堆，反应堆进水事故或堆芯裸露在大气中检修后的除湿；该工况的氦气流量为3960kg/h；
在上述两个工况中，二级水/氦换热器2会冷凝生成水，气水分离器3也将从冷却剂中分离出水，这些水将被排往排水系统；气水分离器3排放分离水时，通过依次间隔地开、关第一阀门F1和第三阀门F3来实现；气水分离器3的液位0点设在第一阀门F1的上部，当气水分离器3中的水位达上限时，打开第一阀门F1，此时第三阀门F3是关闭的；气水分离器3中的水将靠重力进入第一阀门F1与第三阀门F3之间的管道，3分钟后，先关第一阀门F1，再打开第三阀门F3，排水管中的水将靠重力进入排水系统的贮水罐；二级水/氦换热器2冷凝水的排放通过依次间隔地开、关第二阀门F2和第三阀门F3来实现，其过程与气水分离器3的排水过程一样；但是这两个过程不同时进行。
Claims (6)
1.一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，其特征在于：包括从上至下依次设置的一级水/氦换热器(1)、二级水/氦换热器(2)和气水分离器(3)，所述一级水/氦换热器(1)一端设置有反应堆一回路冷却剂入口(11)，上部设置有一级水入口(12)和一级水出口(13)，下部设置有一级冷却剂出口(14)；所述二级水/氦换热器(2)上部设置二级冷却剂入口(21)、二级水出口(22)和二级水入口(23)，底部设置二级冷却剂出口(24)和二级冷凝水出口(25)；所述气水分离器(3)的顶部设置冷却剂返回反应堆一回路出口(31)，中部设置冷却剂入口(32)，底部设置分离水出口(33)；所述一级水/氦换热器(1)的一级冷却剂出口(14)与二级水/氦换热器(2)的二级冷却剂入口(21)连通，二级水/氦换热器(2)的二级冷却剂出口(24)与气水分离器(3)的冷却剂入口(32)连通；所述二级水/氦换热器(2)的二级冷凝水出口(25)与气水分离器(3)的分离水出口(33)连通排水系统，分离水出口(33)的管路上设置第一阀门(F1)，二级冷凝水出口(25)的管路上设置第二阀门(F2)，分离水出口(33)与二级冷凝水出口(25)汇合后的管路上设置第三阀门(F3)。
2.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，其特征在于：所述第一阀门(F1)、第二阀门(F2)和第三阀门(F3)所在的管道立式安装。
3.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，其特征在于：所述一级水/氦换热器(1)和二级水/氦换热器(2)相对水平面倾斜千分之五坡度安装，其中一级水/氦换热器(1)的冷却剂入口低，冷却剂出口高，二级水/氦换热器(2)的冷却剂入口低，冷却剂出口高。
4.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，其特征在于：所述一级水入口(12)进入的水为设备冷却水，所述二级水入口(23)进入的水为7～12℃的冷冻水。
5.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，其特征在于：所述系统在压力为0～8.1MPa之间均可运行。
6.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，其特征在于：所述气水分离器(3)的内径为300毫米。
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| CN201520005468.XU CN204348342U (zh) | 2015-01-04 | 2015-01-04 | 一种高温气冷堆事故冷却除湿系统 |
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Cited By (1)
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| CN104485139A (zh) * | 2015-01-04 | 2015-04-01 | 清华大学 | 一种高温气冷堆事故冷却除湿系统及方法 |
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2015
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