CN215868665U - 一种净化装置及核电厂反应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种净化装置，包括第一净化单元、第二净化单元和连接单元；第一净化单元包括第一管线和第一过滤组件，第一过滤组件设置在第一管线上，用于净化流经第一过滤组件的液体；第二净化单元包括第二管线和第二过滤组件，第二过滤组件设置在第二管线上，用于净化流经第二过滤组件的液体；连接单元包括入口桥管和出口桥管，入口桥管的两端分别与第一管线和第二管线连接，且出口桥管的两端分别与第一管线和第二管线连接，用于使第一过滤组件和第二过滤组件并联。本实用新型还公开了一种包含净化装置的核电厂反应系统。本实用新型的净化装置能够满足短时水质净化量高的要求，提高了净化效率，且结构简单，能够节约设备投入。

Description

一种净化装置及核电厂反应系统

技术领域

本实用新型具体涉及一种净化装置及包含所述净化装置的核电厂反应系统。

背景技术

在核电厂停堆过程中，可能产生部分燃料组件破损的问题，进而造成一回路放射性的短时大幅上升。按照相关的核电厂运行技术规范，需要将一回路中的液体的放射性水平降至可接受的范畴后，再进行后续的开盖换料工作。

目前在运行的二代核电厂以及三代核电厂中，反应堆换料期间，一回路氧化后，需要超过24h才能完成反应堆中水质处理工作，因此，核电厂的水质净化能力不足，无法满足标准规范的规定，且影响了大修换料的工作展开，造成了其他参与停堆冷却系统的运行能力的浪费。

此外，核电厂执行整堆芯换料方案，在大修换料时，将反应堆燃料组件全部转移到乏燃料水池的燃料格架中，再进行后续的新燃料以及第二、三燃料组件的布置工作。但是，该方案会造成大修期间，乏燃料水池中的放射性水平较电厂功率运行时大幅上升，超过规定的水平，引起装卸料人员的受照剂量上升。

综上所述，反应堆一回路在停堆期间，特别是氧化后，反应堆中液体的放射性水平急剧上升，乏燃料水池则在整堆芯燃料组件转移进入乏池后，液体的放射性水平急剧上升。

现有技术中，部分电厂通过增设专门的大修水质除盐器，用以实现短时的水质净化工作量上升，但是该方法造成了电厂放射性设备管理的上升，且电厂系统配置方案的复杂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种净化装置及包含所述净化装置的核电厂反应系统，所述净化装置能够满足短时水质净化量高的要求，提高了净化效率，且结构简单，能够节约设备投入。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种净化装置，包括第一净化单元、第二净化单元和连接单元；

所述第一净化单元包括第一管线和第一过滤组件，所述第一过滤组件设置在第一管线上，用于净化流经所述第一过滤组件的液体；

所述第二净化单元包括第二管线和第二过滤组件，所述第二过滤组件设置在第二管线上，用于净化流经所述第二过滤组件的液体；

所述连接单元包括入口桥管和出口桥管，所述入口桥管的两端分别与所述第一管线和所述第二管线连接，且所述出口桥管的两端分别与所述第一管线和第二管线连接，用于使所述第一过滤组件和所述第二过滤组件并联。

优选的，所述连接单元还包括桥管隔离阀，

所述桥管隔离阀设置在所述入口桥管和/或出口桥管上，用于控制所述入口桥管和/或所述出口桥管的通闭。

优选的，所述第一管线的两端分别与反应堆的进液口和出液口相连，

所述第二管线的两端分别与乏燃料水池的进液口和出液口相连，

所述第一过滤组件用于净化所述反应堆和/或所述乏燃料水池中的液体，

所述第二过滤组件用于净化所述乏燃料水池和/或所述反应堆中的液体。

优选的，所述第一过滤组件包括第一过滤器和第一除盐器，

所述第一过滤器的进料口与所述反应堆的出液口相连，用于过滤液体中的颗粒物；

所述第一除盐器的进料口与所述第一过滤器的出料口相连，用于过滤液体中的裂变产物、活化的腐蚀产物以及悬浮物；

所述第二过滤组件包括第二过滤器和第二除盐器，

所述第二过滤器的进料口与所述乏燃料水池的出液口相连，用于过滤液体中的颗粒物；

所述第二除盐器的进料口与所述第二过滤器的出料口相连，用于过滤液体中的裂变产物、活化的腐蚀产物以及悬浮物。

优选的，所述第一除盐器和所述第二除盐器的床体内设置有阴阳型混合离子交换树脂。

优选的，所述入口桥管与所述第一管线和所述第二管线的连接处分别位于所述第一过滤器和所述第二过滤器的上游；

所述出口桥管与所述第一管线和所述第二管线的连接处分别位于所述第一除盐器和所述第二除盐器的下游。

优选的，所述第一净化单元还包括第一隔离阀，所述第一离阀包括第一入口隔离阀和第一出口隔离阀，

所述第一入口隔离阀和所述第一出口隔离阀均设置在所述第一管线上，且所述第一入口隔离阀设置在所述第一过滤器的上游，所述第一出口隔离阀设置在所述第一除盐器的下游；

所述第二净化单元包括第二隔离阀，所述第二隔离阀包括第二入口隔离阀和第二出口隔离阀，

所述第二入口隔离阀和所述第二出口隔离阀均设置在所述第二管线上，且所述第二入口隔离阀设置在所述第二过滤器的上游，所述第二出口隔离阀设置在所述第二除盐器的下游。

本实用新型还提供了一种核电厂反应系统，包括反应堆、乏燃料水池，还包括上述的净化装置，所述净化装置中的第一管线与所述反应堆连通，第二管线与所述乏燃料水池连通，用于净化反应堆和/或乏燃料水池中的液体。

本实用新型的净化装置通过设置连接单元，并通过连接单元将第一过滤组件和所述第二过滤组件并联，使得净化装置不但能够分别对第一管线和第二管线中的液体进行净化，还能够使两个过滤组件同时对第一管线或第二管线中的液体进行净化，满足各个情况下液体净化的要求，提高对液体净化的效率。此外，本实用新型的净化装置结构简单，能够节约设备投入，具有较高的经济性，运行方便，运行能力好。

本实用新型的核电厂反应系统通过采用上述的净化装置，能够满足核电厂在各个情况下对反应堆和乏燃料水池的净化，有效减少净化的时间，提高核电厂的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的净化装置的结构示意图。

图中：010-反应堆；011-第一管线；101-第一入口隔离阀；102-第一过滤器；103-第一除盐器；104-第一出口隔离阀；020-乏燃料水池；021-第二管线；201-第二入口隔离阀；202-第二过滤器；203-第二除盐器；204-第二出口隔离阀；001、002-桥管隔离阀；003-入口桥管；004-出口桥管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种净化装置，包括第一净化单元、第二净化单元和连接单元；

所述第一净化单元包括第一管线和第一过滤组件，所述第一过滤组件设置在第一管线上，用于净化流经所述第一过滤组件的液体；

所述第二净化单元包括第二管线和第二过滤组件，所述第二过滤组件设置在第二管线上，用于净化流经所述第二过滤组件的液体；

所述连接单元包括入口桥管和出口桥管，所述入口桥管的两端分别与所述第一管线和所述第二管线的两端连接，且所述出口桥管的两端分别与所述第一管线和第二管线连接，用于使所述第一过滤组件和所述第二过滤组件并联。

本实用新型还提供一种核电厂反应系统，包括反应堆、乏燃料水池，还包括上述的净化装置，所述净化装置中的第一管线与所述反应堆连通，第二管线与所述乏燃料水池连通，用于净化反应堆和/或乏燃料水池中的液体。

实施例1：

本实施例公开了一种净化装置，包括第一净化单元、第二净化单元和连接单元。

如图1所示，第一净化单元包括第一管线011和第一过滤组件，其中，第一过滤组件设置在第一管线011上，用于净化流经第一过滤组件的液体。

第二净化单元包括第二管线021和第二过滤组件，第二过滤组件设置在第二管线021上，用于净化流经第二过滤组件的液体。

此外，连接单元包括入口桥管003和出口桥管004，其中，入口桥管003的两端分别与第一管线011和第二管线021连接，且出口桥管004的两端分别与第一管线011和第二管线021连接，用于将第一过滤组件和第二过滤组件并联。

具体的，当分别流入至第一净化单元和第二净化单元的液体的净化的需求小时，第一净化单元和第二净化单元分别净化流入至第一管线011和第二管线021中的液体。

当流入第一净化单元的第一过滤组件的净化需求大时，可以通过连接单元的入口桥管003，将流入至第一净化单元中第一管线011中的液体分流至第二净化单元的第二过滤组件中，使第一过滤组件和第二过滤组件同时净化流入第一管线011中的液体，以便提高净化效率，满足净化的要求。

同样的，当流入第二净化单元的第二过滤组件的净化需求大时，可以通过连接单元的入口桥管003，将流入至第二净化单元中第二管线021中的液体分流至第一净化单元的第一过滤组件中，使第一过滤组件和第二过滤组件同时净化第二管线021中的液体。

本实施例中，连接单元还包括桥管隔离阀001、002，桥管隔离阀001、002设置在入口桥管003和/或出口桥管004上，用于控制入口桥管003和/或出口桥管004的通闭，用于根据实际工况选择对反应堆010和/或乏燃料水池020的净化的方式。

如图1所示，桥管隔离阀的数量为两个，其中，桥管隔离阀001设置在入口桥管003上，桥管隔离阀002设置在出口桥管004上。

本实施例中，第一管线011的两端分别与反应堆010的进液口和出液口相连，第二管线021的两端分别与乏燃料水池020的进液口和出液口相连。

其中，第一过滤组件用于净化反应堆010和/或乏燃料水池020中的液体，第二过滤组件用于净化乏燃料水池020和/或反应堆010中的液体。

具体的，在核电厂功率运行阶段时，第一净化单元用于对反应堆010中的液体进行净化，而第二净化单元则用于对乏燃料水池020中的液体进行净化，使反应堆010的一回路以及乏燃料水池020的放射性水平达到标准水平。

在核电厂的反应堆010在停堆到卸料操作之前的阶段时，通过连接单元将第一管线011的液体分流至第二管线021中，使第一过滤组件和第二过滤组件同时对反应堆010中的液体进行净化。而乏燃料水池020中的液体在核电厂功率运行期间进行了长期稳定的净化处理，其水质可以维持较好的状况，短时间无需净化。

在核电厂开始卸料至卸料完成前的阶段，第一净化单元用于对反应堆010中的液体进行净化，而第二净化单元则用于对乏燃料水池020中的液体进行净化，以维持换料过程中，反应堆010的换料水池和乏燃料水池020的液体的放射性低、介质透明度高的状态，以便换料工作的顺利展开。

在卸料完成后至开始装料前的阶段，连接单元将第二管线021中的液体分流至第一管线011中，使第一过滤组件和第二过滤组件同时对乏燃料水池020的液体进行净化，用于应对大量堆芯燃料进入乏燃料水池020造成的乏燃料水池020的液体放射性短时上升的状态，同时，反应堆010的一回路处在干池状态，因此无需进行净化。

在向反应堆010装料至反应堆010再次功率运行阶段，第一净化单元用于对反应堆010中的液体进行净化，而第二净化单元则用于对乏燃料水池020中的液体进行净化。

本实施例中，净化装置能够根据实际工况，选择净化的方式，以满足各个情况下反应堆和乏燃料水池的净化的要求，并提高净化装置的净化效率。此外，本实施例的净化装置结构简单，能够节约设备投入，具有较高的经济性，运行方便，运行能力好。

本实施例中，在对第一过滤组件和第二过滤组件进行维护时，通常选在核电厂功率稳定运行的状况下进行，以避免在净化工作需求量大时，进行维护操作影响核电厂的工作的展开。同时，对第一过滤组件和第二过滤组件进行维护时，应交替展开，避免对第一过滤组件和第二过滤组件同时维护造成无法对反应堆010和乏燃料水池020进行净化操作。

本实施例中，第一过滤组件包括第一过滤器102和第一除盐器103，其中，第一过滤器102的进料口与反应堆010的出液口相连，用于过滤液体中的颗粒物。

第一除盐器103的进料口与第一过滤器102的出料口相连，用于过滤液体中的裂变产物、活化的腐蚀产物以及悬浮物。

同样的，第二过滤组件包括第二过滤器202和第二除盐器203，其中，第二过滤器202的进料口与乏燃料水池020的出液口相连，用于过滤液体中的颗粒物。

第二除盐器203的进料口与第二过滤器202的出料口相连，用于过滤液体中的裂变产物、活化的腐蚀产物以及悬浮物。

本实施例中，第一除盐器103和第二除盐器203的床体内设置有阴阳型混合离子交换树脂，用于去除液体中裂变产物、被活化的腐蚀产物以及悬浮物质。其中，混合离子为季铵I型强碱性阴树脂以及H⁺型磺酸基强酸性阳树脂，并施行以等当量的季铵I型强碱性阴树脂以及H⁺型磺酸基强酸性阳树脂进行混合，被活化的腐蚀产物通常为Co-58。

其中，核电厂对液体水质的处理能力主要依赖于除盐床，而除盐床对水质的净化能力，则依赖于液体流经树脂的速度以及总的净化流量。在第一除盐器103和第二除盐器203同时对一个目标液体进行净化时，在总流量不变的情况下，流经单个除盐器的流量降低，净化效率提升。

本实施例中，第一过滤器102和第二过滤器202的筒体内设置有滤芯，该滤芯采用环氧纤维材料制成，其过滤效率能够达到98％，能够去除液体中的颗粒杂质，防止颗粒杂质对第一除盐器103和第二除盐器203堵塞损害。

本实施例中，入口桥管003与第一管线011和第二管线021的连接处分别位于第一过滤器102和第二过滤器202的上游。

出口桥管004与第一管线011和第二管线021的连接处分别位于第一除盐器103和第二除盐器203的下游，用于使串联的第一过滤器102与第一除盐器103，与串联设置的第二过滤器202和第二除盐器203并联。

本实施例中，第一净化单元还包括第一隔离阀，第一隔离阀包括第一入口隔离阀101和第一出口隔离阀104，其中，第一入口隔离阀101和第一出口隔离阀104均设置在第一管线011上，且第一入口隔离阀101设置在第一过滤器102上游，第一出口隔离阀104设置在第一除盐器103的下游。

第二净化单元包括第二隔离阀，第二隔离阀包括第二入口隔离阀201和第二出口隔离阀204，其中，第二入口隔离阀201和第二出口隔离阀204均设置在第二管线021上，且第二入口隔离阀201设置在第二过滤器202上游，第二出口隔离阀204设置在第二除盐器203的下游。

本实施例中，如图1所示，第一入口隔离阀101设置在入口桥管003和第一管线011连接处上游，第一出口隔离阀104设置在出口桥管004和第一管线011连接处的下游。第二入口隔离阀201设置在入口桥管003和第二管线021连接处的上游，第二出口隔离阀204设置在出口桥管004和第二管线021连接处的下游。

具体的，若第一管线011或第二管线021单个的流量为60m³/h，当第一管线011和第二管线021中的过滤单元同时为一个目标液体服务时(只净化反应堆010中的液体或乏燃料水池020中的液体)，流经第一管线011以及第二管线021的流量为30m³/h，经过第一过滤器102、第一除盐器103、第二过滤器202以及第二除盐器203的液体的流速降低，使得各过滤器和除盐器的净化效率提升。

在电厂功率运行期间，第一入口隔离阀101、第一出口隔离阀104、第二入口隔离阀201、第二出口隔离阀204打开，桥管隔离阀001、002关闭，第一过滤器102、第一除盐器103对反应堆010进行水质净化，同时，第二过滤器202、第二除盐器203对乏燃料水池020进行水质净化。由于长时间稳定运行，第一过滤组件和第二过滤组件能够将反应堆010和乏燃料水池020中液体的放射性水平维持在较低、且满足电厂运行技术规范的水平内。

在核电厂停堆过程中至反应堆010开始向乏燃料水池020卸料的阶段，特别是反应堆010氧化处理后，反应堆010的一回路中的液体的放射性水平急剧上升，此时将第二入口隔离阀201、第二出口隔离阀204关闭，并打开桥管隔离阀001、002，使第一过滤组件和第二过滤组件同时对反应堆010的液体进行净化。在反应堆010的净化流量不变的情况下，流经第一过滤组件和第二过滤组件的时间变长，净化效率提升，可有效减少停堆过程中的净化时间。同时由于乏燃料水池020长期处于稳定状态，短时不进行净化时，水质仍能处在较好的状况下。

在反应堆010开始卸料至卸料完成时，由于燃料组件从反应堆010向乏燃料水池020转移，新的放射源引入至乏燃料水池020中，同时，可能的破损燃料组件也进入至乏燃料水池020中，造成乏燃料水池020的液体的放射性上升，同时为了维持向乏燃料水池020中倒料工作的展开，此时因将净化单元的状态恢复功率运行期间的状态，即第一入口隔离阀101、第一出口隔离阀104、第二入口隔离阀201、第二出口隔离阀204打开，桥管隔离阀001、002关闭，第一过滤器102、第一除盐器103对反应堆010进行水质净化，第二过滤器202、第二除盐器203对乏燃料水池020进行水质净化。

在堆芯燃料组件全部进入乏燃料水池020至开始向反应堆010内装料前的阶段，由于燃料组件全部进入乏燃料水池020，反应堆010中无相关的组件，此时可采用第一过滤组件和第二过滤组件对乏燃料水池020进行净化，以将乏燃料水池020的液体的放射性水平维持在尽可能低的水平上。此时，关闭第一入口隔离阀101、第一出口隔离阀104，并打开桥管隔离阀001、002。

在开始向反应堆进行装料至电厂恢复到功率运行，第一入口隔离阀101、第一出口隔离阀104、第二入口隔离阀201、第二出口隔离阀204打开，桥管隔离阀001、002关闭，第一过滤器102、第一除盐器103对反应堆010进行水质净化，第二过滤器202、第二除盐器203对乏燃料水池020进行水质净化。

本实施例中，除盐器和过滤器的维修，应尽量选择在核电厂功率运行期间展开，以避免净化需求量大时，净化单元无法投运或不能满足要求的问题。

本实施例中的净化装置进行统筹配置，能够使第一过滤组件和第二过滤组件能够分别反应堆010和乏燃料水池020进行净化操作，也可以使第一过滤组件和第二过滤组件同时为反应堆010或者乏燃料水池020中的一个进行净化操作。本实施例中的净化装置能够满足核电厂的运行策略，具有较高的经济性，装置配置简单，运行方便，运行能力好。

实施例2：

本实施例公开了一种核电厂反应系统，包括反应堆、乏燃料水池，还包括实施例1中的净化装置，如图1所示，净化装置中的第一管线011与反应堆010连通，第二管线021与乏燃料水池020连通，用于净化反应堆010和/或乏燃料水池020中的液体。

本实施例中的核电厂反应系统，能够满足核电厂在各个情况下对反应堆和乏燃料水池的净化，有效提高净化效率，且能够减少净化的时间，提高核电厂的工作效率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种净化装置，其特征在于，

包括第一净化单元、第二净化单元和连接单元；

所述第一净化单元包括第一管线和第一过滤组件，所述第一过滤组件设置在第一管线上，用于净化流经所述第一过滤组件的液体；

所述第二净化单元包括第二管线和第二过滤组件，所述第二过滤组件设置在第二管线上，用于净化流经所述第二过滤组件的液体；

所述连接单元包括入口桥管和出口桥管，所述入口桥管的两端分别与所述第一管线和所述第二管线连接，且所述出口桥管的两端分别与所述第一管线和第二管线连接，用于使所述第一过滤组件和所述第二过滤组件并联。

2.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，

所述连接单元还包括桥管隔离阀，

所述桥管隔离阀设置在所述入口桥管和/或出口桥管上，用于控制所述入口桥管和/或所述出口桥管的通闭。

3.根据权利要求1所述的净化装置，其特征在于，

所述第一管线的两端分别与反应堆的进液口和出液口相连，

所述第二管线的两端分别与乏燃料水池的进液口和出液口相连，

所述第一过滤组件用于净化所述反应堆和/或所述乏燃料水池中的液体，

所述第二过滤组件用于净化所述乏燃料水池和/或所述反应堆中的液体。

4.根据权利要求3所述的净化装置，其特征在于，所述第一过滤组件包括第一过滤器和第一除盐器，

所述第一过滤器的进料口与所述反应堆的出液口相连，用于过滤液体中的颗粒物；

所述第一除盐器的进料口与所述第一过滤器的出料口相连，用于过滤液体中的裂变产物、活化的腐蚀产物以及悬浮物；

所述第二过滤组件包括第二过滤器和第二除盐器，

所述第二过滤器的进料口与所述乏燃料水池的出液口相连，用于过滤液体中的颗粒物；

所述第二除盐器的进料口与所述第二过滤器的出料口相连，用于过滤液体中的裂变产物、活化的腐蚀产物以及悬浮物。

5.根据权利要求4所述的净化装置，其特征在于，所述第一除盐器和所述第二除盐器的床体内设置有阴阳型混合离子交换树脂。

6.根据权利要求4所述的净化装置，其特征在于，

所述入口桥管与所述第一管线和所述第二管线的连接处分别位于所述第一过滤器和所述第二过滤器的上游；

所述出口桥管与所述第一管线和所述第二管线的连接处分别位于所述第一除盐器和所述第二除盐器的下游。

7.根据权利要求6所述的净化装置，其特征在于，所述第一净化单元还包括第一隔离阀，所述第一离阀包括第一入口隔离阀和第一出口隔离阀，

所述第一入口隔离阀和所述第一出口隔离阀均设置在所述第一管线上，且所述第一入口隔离阀设置在所述第一过滤器的上游，所述第一出口隔离阀设置在所述第一除盐器的下游；

所述第二净化单元包括第二隔离阀，所述第二隔离阀包括第二入口隔离阀和第二出口隔离阀，

所述第二入口隔离阀和所述第二出口隔离阀均设置在所述第二管线上，且所述第二入口隔离阀设置在所述第二过滤器的上游，所述第二出口隔离阀设置在所述第二除盐器的下游。

8.一种核电厂反应系统，包括反应堆、乏燃料水池，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的净化装置，所述净化装置中的第一管线与所述反应堆连通，第二管线与所述乏燃料水池连通，用于净化反应堆和/或乏燃料水池中的液体。

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