CN218333143U - 球床式高温气冷堆不停堆换料系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例公开了一种球床式高温气冷堆不停堆换料系统，该系统包括反应堆、燃料元件主循环子系统、乏燃料卸料子系统、重新装料子系统和新燃料装料子系统。反应堆内设有燃料元件，乏燃料卸料子系统用于收集反应堆内的排出的燃料元件；重新装料子系统在上下方向高于反应堆，重新装料子系统用于盛装反应堆修检时所排出的燃料元件；新燃料装料子系统在上下方向上高于燃料元件主循环子系统，新燃料装料子系统用于向反应堆的腔室内添加新的燃料元件。本实用新型的实施例球床式高温气冷堆不停堆换料系统简化了燃料元件的传输路径，提高了燃料元件的输送效率。

Description

球床式高温气冷堆不停堆换料系统

技术领域

本实用新型涉及反应堆工程配套系统技术领域，具体地，涉及一种球床式高温气冷堆不停堆换料系统。

背景技术

球床式高温气冷堆燃料元件普遍采用的是以石墨为基体的等静压成型球形元件，利用球形燃料元件的有利几何特性，以使燃料元件易于在管道内滚动运输，新燃料元件连续的滚入堆芯，乏燃料元件卸出堆芯。

然而，相关技术中燃料元件的传输路径复杂、冗长。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种球床式高温气冷堆不停堆换料系统，该系统简化了燃料元件的传输路径，提高了燃料元件的输送效率。

本实用新型实施例的球床式高温气冷堆不停堆换料系统包括：反应堆，所述反应堆设有腔室，所述腔室内装有燃料元件，所述反应堆包括第一进料端和第一出料端，所述第一进料端和所述第一出料端均与所述腔室连通；燃料元件主循环子系统，所述燃料元件主循环子系统包括卸料机、燃料提升机、第一燃料换向装置、第一燃耗检测装置和第二燃耗检测装置，所述卸料机的一端与所述第一出料端连通，所述卸料机的另一端与所述燃料提升机的下端连通，所述燃料提升机的上端与所述第一燃料换向装置连通，所述第一燃料换向装置的另一端包括第一出口和第二出口，所述第一出口与所述第一燃耗检测装置的一端连通，所述第一燃耗检测装置的另一端与所述第一进料端连通，所述第二出口与所述第二燃耗检测装置的一端连通，所述第二燃耗检测装置的另一端与所述第一进料端连通；乏燃料卸料子系统，所述乏燃料卸料子系统在上下方向上低于所述第一燃料换向装置、第一燃耗检测装置和第二燃耗检测装置，所述乏燃料卸料子系统用于收集所述反应堆内的排出的所述燃料元件；重新装料子系统，所述重新装料子系统在上下方向高于所述反应堆，所述重新装料子系统用于盛装所述反应堆修检时所排出的所述燃料元件；新燃料装料子系统，所述新燃料装料子系统在上下方向上高于所述燃料元件主循环子系统，所述新燃料装料子系统用于向所述反应堆的腔室内添加新的燃料元件。

本实用新型实施例的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，燃料元件在反应堆的腔室内反应后通过卸料机排出，排出后的燃料元件由燃料提升机向上提升至第一燃料换向装置，排出后的燃料元件经过第一燃料换向装置后部分燃料元件进入第一燃耗检测装置，另一部分燃料元件进入第二燃耗检测装置，燃料元件经第一燃耗检测装置和第二燃耗检测装置检测后区分后部分未反应的燃料元件在其自身重力的作用下再进入第一进料端进入到反应堆内进行反应，反应后的部分燃料元件在其自身重力的作用下落入乏燃料卸料子系统，本实用新型实施例的球床式高温气冷堆不停堆换料系统在执行堆芯卸料管检查、热气导管检修、堆内构件维修或更换时，需先将反应堆内的燃料元件都排入重新装料子系统内，修检完成后重新装料子系统内的燃料元件在其自身重力的作用下再落入反应堆内进行反应，新燃料装料子系统在上下方向上高于反应堆，当反应堆内需要补料时新燃料装料子系统内的燃料元件在其自身重力的作用下落入反应堆内参与反应，由此，本实用新型实施例的球床式高温气冷堆不停堆换料系统采用“重力落球”和“机械提升”方式进行燃料元件的输送，缩短了燃料元件的传输路径，提高了燃料元件的输送效率。

在一些实施例中，所述燃料元件主循环子系统还包括主循环第一管路、第一碎球分选装置、第一碎球罐和第一安全隔离阀组件，所述主循环第一管路连通所述卸料机的另一端和所述燃料提升机的下端，所述第一安全隔离阀组件和所述第一碎球分选装置依次设在所述主循环第一管路上，所述第一碎球罐与所述第一碎球分选装置连通以收集所述第一碎球分选装置分离出的不完整的燃料元件。

在一些实施例中，所述乏燃料卸料子系统包括：乏燃料贮存组件，所述乏燃料贮存组件用于贮存所述反应堆内排出的乏燃料元件，所述乏燃料贮存组件包括乏燃料贮存装置和乏燃料贮存罐，所述乏燃料贮存罐与所述乏燃料贮存装置连通且位于所述乏燃料贮存装置下方，所述第一燃耗检测装置包括第一输出端，所述第一输出端与所述乏燃料贮存装置连通；慢化球贮存组件，所述慢化球贮存组件用于贮存所述反应堆内排出的不能反应的所述燃料元件，所述慢化球贮存组件包括慢化球贮存装置和慢化球贮存罐，所述慢化球贮存罐与所述慢化球贮存装置连通且位于所述慢化球贮存装置下方，所述第二燃耗检测装置包括第四输出端，所述第四输出端与所述慢化球贮存装置连通。

在一些实施例中，所述燃料元件主循环子系统还包括主循环第二管路、碎屑收集装置和碎屑罐，所述主循环第二管路连通燃料提升机的上端和所述第一燃料换向装置，所述碎屑收集装置设在所述主循环第二管路上，所述碎屑罐与所述碎屑收集装置连通以收集碎屑、粉尘。

在一些实施例中，球床式高温气冷堆不停堆换料系统还包括主循环第五管路和第二安全隔离阀组件，所述第一燃耗检测装置还包括第二输出端，所述主循环第五管路连通所述第二输出端和所述第一进料端，所述第二安全隔离阀组件设在所述主循环第五管路上。

在一些实施例中，球床式高温气冷堆不停堆换料系统还包括主循环第六管路和第三安全隔离阀组件，所述第二燃耗检测装置还包括第五输出端，所述主循环第六管路连通所述第五输出端和所述第一进料端，所述第三安全隔离阀组件设在所述主循环第六管路上。

在一些实施例中，球床式高温气冷堆不停堆换料系统还包括慢化球卸料第二管路和第一卸料隔离阀组件，所述慢化球卸料第二管路连通所述第四输出端和所述慢化球贮存组件，所述第一卸料隔离阀组件设在所述慢化球卸料第二管路上；慢化球卸料第一管路，所述第一燃耗检测装置还包括第三输出端，所述慢化球卸料第一管路连通所述第三输出端和所述慢化球卸料第二管路；乏燃料卸料第二管路和第三卸料隔离阀组件，所述乏燃料卸料第二管路连通所述第一输出端和所述乏燃料贮存组件，所述第三卸料隔离阀组件设在所述乏燃料卸料第二管路上；乏燃料卸料第一管路，所述第二燃耗检测装置还包括第六输出端，所述乏燃料卸料第一管路连通所述第六输出端和所述乏燃料卸料第二管路；乏燃料卸料第三管路，所述乏燃料卸料第三管路连通所述乏燃料贮存组件和所述慢化球贮存组件。

在一些实施例中，所述新燃料装料子系统包括新燃料装料装置和新燃料贮存装置，所述新燃料装料装置包括第三出料端，所述新燃料贮存装置的一端与所述第三出料端连通，所述新燃料贮存装置的另一端与所述第一进料端连通。

在一些实施例中，所述新燃料装料子系统还包括新燃料装料第一管路、第一装料隔离阀组件和第二装料隔离阀组件，所述新燃料装料第一管路连通所述新燃料装料装置和所述主循环第五管路，所述第一装料隔离阀组件、新燃料贮存装置、第二装料隔离阀组件依次设在所述新燃料装料第一管路上。

在一些实施例中，所述重新装料子系统包括再装料贮存罐、第二碎球分选装置、第二碎球罐、再装料贮存装置、再装料第一管路、第一再装料隔离阀组件和第二再装料隔离阀组件，所述再装料贮存罐在上下方向上高于所述反应堆，所述再装料贮存罐包括第二进料端和第二出料端，所述第二进料端与所述乏燃料贮存组件连通，所述第二出料端与所述第二碎球分选装置的一端连通，所述再装料第一管路连通所述第二碎球分选装置的另一端和所述新燃料装料第一管路，所述第一再装料隔离阀组件、再装料贮存装置、第二再装料隔离阀组件依次设在所述再装料第一管路上，所述第二碎球罐与所述第二碎球分选装置连通以收集所述第二碎球分选装置分离出的不完整的燃料元件。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例球床式高温气冷堆不停堆换料系统的流程图。

图2是根据本实用新型实施例球床式高温气冷堆不停堆换料系统舱室立面布置图。

附图标记：

101、反应堆；1011、腔室；1012、第一进料端；1013、第一出料端；

102、燃料元件主循环子系统；1020、卸料机；1021、燃料提升机；1022、第一燃料换向装置；10221、第一出口；10222、第二出口；1023、第一燃耗检测装置；10231、第一输出端；10232、第二输出端；10233、第三输出端；1024、第二燃耗检测装置；10241、第四输出端；10242、第五输出端；10243、第六输出端；10251、主循环第一管路；10252、主循环第二管路；10253、主循环第三管路；10254、主循环第四管路；1026、第一碎球分选装置；1027、第一碎球罐；1028、第一安全隔离阀组件；10281、第一安全隔离阀；10282、第二安全隔离阀；10291、碎屑收集装置；10292、碎屑罐；

103、乏燃料卸料子系统；1031、乏燃料贮存组件；10311、乏燃料贮存装置；10312、乏燃料贮存罐；1032、慢化球贮存组件；10321、慢化球贮存装置；10322、慢化球贮存罐；

104、重新装料子系统；1041、再装料贮存罐；10411、第二进料端；10412、第二出料端；1042、第二碎球分选装置；1043、第二碎球罐；1044、再装料贮存装置；1045、再装料第一管路；1046、第一再装料隔离阀组件；10461、第一再装料隔离阀；10462、第二再装料隔离阀；1047、第二再装料隔离阀组件；10471、第三再装料隔离阀；10472、第四再装料隔离阀；

105、新燃料装料子系统；1051、新燃料装料装置；10511、第三出料端；1052、新燃料贮存装置；1053、新燃料装料第一管路；1054、第一装料隔离阀组件；10541、第一装料隔离阀；10542、第二装料隔离阀；1055、第二装料隔离阀组件；10551、第三装料隔离阀； 10552、第四装料隔离阀；

106、主循环第五管路；107、第二安全隔离阀组件；1071、第三安全隔离阀；1072、第四安全隔离阀；108、主循环第六管路；109、第三安全隔离阀组件；1091、第五安全隔离阀；1092、第六安全隔离阀；110、慢化球卸料第一管路；111、慢化球卸料第二管路； 112、慢化球卸料第三管路；

113、第一卸料隔离阀组件；1131、第一卸料隔离阀；1132、第二卸料隔离阀；114、第二卸料隔离阀组件；1141、第三卸料隔离阀；1142、第四卸料隔离阀；115、慢化球快速检测装置；116、第二燃料换向装置；117、乏燃料卸料第一管路；118、乏燃料卸料第二管路；119、乏燃料卸料第三管路；120、乏燃料卸料第四管路；121、第三卸料隔离阀组件；1211、第五卸料隔离阀；1212、第六卸料隔离阀；122、第四卸料隔离阀组件；1221、第七卸料隔离阀；1222、第八卸料隔离阀；

20、燃料提升区域；201、燃料提升井；30、重力落球区域；301、堆芯卸料间；302、新燃料装料间；303、再装料间；304、堆芯进料间；305、装卸料辅助设备间；40、反应堆检修大厅；50、压力舱室。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。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。

如图1-2所示，根据本实用新型实施例的球床式高温气冷堆不停堆换料系统包括反应堆101、燃料元件主循环子系统102、乏燃料卸料子系统103、重新装料子系统104和新燃料装料子系统105。反应堆101设有腔室1011，腔室1011内装有燃料元件，反应堆101包括第一进料端1012和第一出料端1013，第一进料端1012和第一出料端1013均与腔室1011 连通。

燃料元件主循环子系统102包括卸料机1020、燃料提升机1021、第一燃料换向装置1022、第一燃耗检测装置1023和第二燃耗检测装置1024，卸料机1020的一端与第一出料端1013连通，卸料机1020的另一端与燃料提升机1021的下端连通，燃料提升机1021的上端与第一燃料换向装置1022连通，第一燃料换向装置1022的另一端包括第一出口10221 和第二出口10222，第一出口10221与第一燃耗检测装置1023的一端连通，第一燃耗检测装置1023的另一端与第一进料端1012连通，第二出口10222与第二燃耗检测装置1024的一端连通，第二燃耗检测装置1024的另一端与第一进料端1012连通。

具体地，如图1所示，燃料元件在反应堆101的腔室1011内反应后通过卸料机1020排出，排出后的燃料元件由燃料提升机1021向上提升至第一燃料换向装置1022，排出后的燃料元件经过第一燃料换向装置1022后部分燃料元件进入第一燃耗检测装置1023，另一部分燃料元件进入第二燃耗检测装置1024，燃料元件经第一燃耗检测装置1023和第二燃耗检测装置1024检测后部分未反应的燃料元件在其自身重力的作用下再进入第一进料端1012进入到反应堆101内进行反应。

在一些实施例中，第一燃料换向装置1022的另一端设有不少于两个出口。

如图1所示，乏燃料卸料子系统103在上下方向上低于第一燃料换向装置1022、第一燃耗检测装置1023和第二燃耗检测装置1024，乏燃料卸料子系统103用于收集反应堆101内的排出的乏燃料元件。具体地，如图1所示，燃料元件经第一燃耗检测装置1023和第二燃耗检测装置1024检测后部分乏燃料元件在其自身重力的作用下落入乏燃料卸料子系统103。

重新装料子系统104在上下方向高于反应堆101，重新装料子系统104用于盛装反应堆 101修检时所排出的燃料元件。具体地，如图1所示，本实用新型实施例的球床式高温气冷堆不停堆换料系统在执行堆芯卸料管检查、热气导管检修、堆内构件维修或更换时，需先将反应堆101内的燃料元件都排入重新装料子系统104内，修检完成后重新装料子系统104内的燃料元件在其自身重力的作用下再落入反应堆101内进行反应，由此，缩短了燃料元件从重新装料子系统104到反应堆101的路径。

新燃料装料子系统105在上下方向上高于燃料元件主循环子系统102，新燃料装料子系统105用于向反应堆101的腔室1011内添加新的燃料元件。具体地，如图1所示，新燃料装料子系统105在上下方向上高于反应堆101，当反应堆101内需要补料时新燃料装料子系统105内的燃料元件在其自身重力的作用下落入反应堆101内参与反应。

由此，本实用新型实施例的球床式高温气冷堆不停堆换料系统采用“重力落球”和“机械提升”方式进行燃料元件的输送，缩短了燃料元件的传输路径，提高了燃料元件的输送效率。

在一些实施例中，燃料元件主循环子系统102还包括主循环第一管路10251、第一碎球分选装置1026、第一碎球罐1027和第一安全隔离阀组件1028，主循环第一管路10251连通卸料机1020的另一端和燃料提升机1021的下端，第一安全隔离阀组件1028和第一碎球分选装置1026依次设在主循环第一管路10251上，第一碎球罐1027与第一碎球分选装置 1026连通以收集第一碎球分选装置1026分离出的不完整的燃料元件。

具体地，如图1所示，第一安全隔离阀组件1028包括第一安全隔离阀10281和第二安全隔离阀10282，第一安全隔离阀10281、第二安全隔离阀10282和第一碎球分选装置1026依次设在主循环第一管路10251上。反应堆101内的燃料元件经卸料机1020排出依次经过第一安全隔离阀10281和第二安全隔离阀10282后进入第一碎球分选装置1026，第一碎球分选装置1026将完整的燃料元件和破损的燃料元件分开并将破损的燃料元件排入第一碎球罐1027内，由此，保证移动至燃料提升机1021的燃料元件是完整的，也可避免破损的燃料元件将主循环第一管路10251堵塞或影响燃料提升机1021的运行。

在一些实施例中，如图1所示，乏燃料卸料子系统103包括乏燃料贮存组件1031和慢化球贮存组件1032，乏燃料贮存组件1031用于贮存反应堆101内排出的乏燃料元件，慢化球贮存组件1032用于贮存反应堆101内排出的不能反应的燃料元件，第一燃耗检测装置1023包括第一输出端10231，乏燃料贮存组件1031的一端与第一输出端10231连通，第二燃耗检测装置1024包括第四输出端10241，慢化球贮存组件1032的一端与第四输出端 10241连通。

具体地，如图1所示，乏燃料贮存组件1031包括乏燃料贮存装置10311和乏燃料贮存罐10312，乏燃料贮存罐10312位于乏燃料贮存装置10311下方，乏燃料贮存装置10311 的一端与第一输出端10231连通，乏燃料贮存装置10311的另一端与乏燃料贮存罐10312 连通，燃料元件经第一燃耗检测装置1023检测后乏燃料元件由第一输出端10231输出到乏燃料贮存装置10311，且乏燃料元件在乏燃料贮存装置10311内放置一段时间等待乏燃料元件的放射性和余热降到一定程度后再在其自身的重力作用下落入到乏燃料贮存罐10312 内。由此，燃料元件从第一燃耗检测装置1023到乏燃料贮存罐10312的传输过程简单。

具体地，如图1所示，慢化球贮存组件1032包括慢化球贮存装置10321和慢化球贮存罐10322，慢化球贮存罐10322位于慢化球贮存装置10321下方，慢化球贮存装置10321 的一端与第四输出端10241连通，慢化球贮存装置10321的另一端与慢化球贮存罐10322 连通，燃料元件经第二燃耗检测装置1024检测后不能反应的燃料元件由第四输出端10241 输出到慢化球贮存装置10321，且不能反应的燃料元件在慢化球贮存装置10321内放置一段时间等待不能反应的燃料元件的放射性和余热降到一定程度后再在其自身的重力作用下落入到慢化球贮存罐10322内。由此，燃料元件从第二燃耗检测装置1024到慢化球贮存罐10322的传输过程简单。

在一些实施例中，如图1所示，燃料元件主循环子系统102还包括主循环第二管路10252、碎屑收集装置10291和碎屑罐10292，主循环第二管路10252连通燃料提升机1021 的上端和第一燃料换向装置1022，碎屑收集装置10291设在主循环第二管路10252上，碎屑罐10292与碎屑收集装置10291连通以收集碎屑、粉尘。

具体地，如图1所示，碎屑收集装置10291设在主循环第二管路10252上，燃料元件从燃料提升机1021的上端到第一燃料换向装置1022的传输过程中先经过碎屑收集装置10291，碎屑收集装置10291将主循环第二管路10252内的碎屑、粉尘进行收集并排入碎屑罐10292内，以避免碎屑、粉尘等进入第一燃料换向装置1022内并影响第一燃料换向装置1022的运行，从而保证燃料元件在燃料元件主循环子系统102的正常传输。

具体地，如图1所示，燃料元件主循环子系统102还包括主循环第三管路10253和主循环第四管路10254，主循环第三管路10253设在第一出口10221和第一燃耗检测装置1023之间，主循环第四管路10254设在第二出口10222和第二燃耗检测装置1024之间。

在一些实施例中，球床式高温气冷堆不停堆换料系统还包括主循环第五管路106和第二安全隔离阀组件107，第一燃耗检测装置1023还包括第二输出端10232，主循环第五管路106连通第二输出端10232和第一进料端1012，第二安全隔离阀组件107设在主循环第五管路106上。

具体地，如图1所示，第二安全隔离阀组件107包括第三安全隔离阀1071和第四安全隔离阀1072，第三安全隔离阀1071和第四安全隔离阀1072依次设在主循环第五管路106上。第一燃耗检测装置1023位于反应堆101上方，第一燃耗检测装置1023检测后没有在反应堆101内反应的燃料元件再通过主循环第五管路106并在燃料元件自身的重力作用下落入反应堆101内反应，由此，避免了燃料元件的浪费，提高燃料元件的使用效率，燃料元件从第一燃耗检测装置1023到反应堆101的传输过程简单。

在一些实施例中，球床式高温气冷堆不停堆换料系统还包括主循环第六管路108和第三安全隔离阀组件109，第二燃耗检测装置1024还包括第五输出端10242，主循环第六管路108连通第五输出端10242和第一进料端1012，第三安全隔离阀组件109设在主循环第六管路108上。

具体地，如图1所示，第三安全隔离阀组件109包括第五安全隔离阀1091和第六安全隔离阀1092，第五安全隔离阀1091和第六安全隔离阀1092依次设在主循环第六管路108上。第二燃耗检测装置1024位于反应堆101上方，第二燃耗检测装置1024检测后没有在反应堆101内反应的燃料元件再通过主循环第六管路108并在燃料元件自身的重力作用下落入反应堆101内反应，由此，避免了燃料元件的浪费，提高燃料元件的使用效率，燃料元件从第一燃耗检测装置1023到反应堆101的传输过程简单。

在一些实施例中，如图1所示，球床式高温气冷堆不停堆换料系统还包括慢化球卸料第二管路111、第一卸料隔离阀组件113、慢化球卸料第一管路110、乏燃料卸料第二管路118、第三卸料隔离阀组件121、乏燃料卸料第一管路117和乏燃料卸料第三管路119。慢化球卸料第二管路111连通第四输出端10241和慢化球贮存组件1032，第一卸料隔离阀组件113设在慢化球卸料第二管路111上。第一燃耗检测装置1023还包括第三输出端10233，慢化球卸料第一管路110连通第三输出端10233和慢化球卸料第二管路111。

具体地，如图1所示，第一卸料隔离阀组件113包括第一卸料隔离阀1131和第二卸料隔离阀1132，第一卸料隔离阀1131和第二卸料隔离阀1132依次设在慢化球卸料第二管路111上且第一卸料隔离阀1131和第二卸料隔离阀1132位于第二燃耗检测装置1024和慢化球贮存装置10321之间。第一燃耗检测装置1023检测后的不能反应的燃料元件通过慢化球卸料第一管路110传输到慢化球卸料第二管路111内最终到达慢化球贮存罐10322内。

具体地，如图1所示，球床式高温气冷堆不停堆换料系统还包括慢化球卸料第三管路 112、第二卸料隔离阀组件114、慢化球快速检测装置115和第二燃料换向装置116。慢化球卸料第三管路112连通慢化球贮存装置10321和慢化球贮存罐10322，第二卸料隔离阀组件114包括第三卸料隔离阀1141和第四卸料隔离阀1142，第三卸料隔离阀1141、第四卸料隔离阀1142、慢化球快速检测装置115和第二燃料换向装置116依次设在慢化球卸料第三管路112上。

如图1所示，乏燃料卸料第二管路118连通第一输出端10231和乏燃料贮存组件1031，第三卸料隔离阀组件121设在乏燃料卸料第二管路118上。第二燃耗检测装置1024还包括第六输出端10243，乏燃料卸料第一管路117连通第六输出端10243和乏燃料卸料第二管路118。乏燃料卸料第三管路119连通乏燃料贮存组件1031和慢化球贮存组件1032。

具体地，如图1所示，第三卸料隔离阀组件121包括第五卸料隔离阀1211和第六卸料隔离阀1212，第五卸料隔离阀1211和第六卸料隔离阀1212依次设在乏燃料卸料第二管路118上且第五卸料隔离阀1211和第六卸料隔离阀1212位于第一燃耗检测装置1023和乏燃料贮存装置10311之间。第二燃耗检测装置1024检测后的不能反应的燃料元件通过乏燃料卸料第一管路117传输到乏燃料卸料第二管路118内最终到达乏燃料贮存罐10312内。

由此，本实用新型实施例的球床式高温气冷堆不停堆换料系统可对反应堆101内排出的不能反应的燃料元件进行充分地收集。

具体地，如图1所示，球床式高温气冷堆不停堆换料系统还包括乏燃料卸料第四管路 120和第四卸料隔离阀组件122，乏燃料卸料第四管路120连通乏燃料乏燃料贮存装置10311 和乏燃料贮存罐10312，第四卸料隔离阀组件122包括第七卸料隔离阀1221和第八卸料隔离阀1222，第七卸料隔离阀1221和第八卸料隔离阀1222，依次设在乏燃料第四管路120上。

在一些实施例中，新燃料装料子系统105包括新燃料装料装置1051和新燃料贮存装置 1052，新燃料装料装置1051包括第三出料端10511，新燃料贮存装置1052的一端与第三出料端10511连通，新燃料贮存装置1052的另一端与第一进料端1012连通。

具体地，如图1所示，新燃料贮存装置1052位于新燃料装料装置1051下方，反应堆101位于新燃料贮存装置1052下方，新燃料装料装置1051内的燃料元件由第三出料端10511排出后在新燃料贮存装置1052内存放一段时间，燃料元件再由新燃料贮存装置1052落入反应堆101为反应堆101补充燃料元件，以使反应堆101可持续工作，燃料元件在其自身重力作用下从新燃料装料装置1051传输到反应堆101，传输路径短且传输方式简单。

在一些实施例中，新燃料装料子系统105还包括新燃料装料第一管路1053、第一装料隔离阀组件1054和第二装料隔离阀组件1055，新燃料装料第一管路1053连通新燃料装料装置1051和主循环第五管路106，第一装料隔离阀组件1054、新燃料贮存装置1052、第二装料隔离阀组件1055依次设在新燃料装料第一管路1053上。

具体地，如图1所示，第一装料隔离阀组件1054包括第一装料隔离阀10541和第二装料隔离阀10542，第二装料隔离阀组件1055包括第三装料隔离阀10551和第四装料隔离阀10552，第一装料隔离阀10541、第二装料隔离阀10542、新燃料贮存装置1052、第三装料隔离阀10551和第四装料隔离阀10552依次设在新燃料装料第一管路1053上。先打开第一装料隔离阀组件1054，新燃料装料装置1051内的燃料元件落入新燃料贮存装置1052内，燃料元件在新燃料贮存装置1052内存放一段时间后再打开第二装料隔离阀组件1055，以使燃料元件从新燃料贮存装置1052内落入反应堆101。由此，燃料元件传输过程简单。

在一些实施例中，如图1所示，重新装料子系统104包括再装料贮存罐1041、第二碎球分选装置1042、第二碎球罐1043、再装料贮存装置1044、再装料第一管路1045、第一再装料隔离阀组件1046和第二再装料隔离阀组件1047，再装料贮存罐1041在上下方向上高于反应堆101，再装料贮存罐1041包括第二进料端10411和第二出料端10412，第二进料端10411与乏燃料贮存组件1031连通，第二出料端10412与第二碎球分选装置1042的一端连通，再装料第一管路1045连通第二碎球分选装置1042的另一端和新燃料装料第一管路1053，第一再装料隔离阀组件1046、再装料贮存装置1044、第二再装料隔离阀组件 1047依次设在再装料第一管路1045上，第二碎球罐1043与第二碎球分选装置1042连通以收集第二碎球分选装置1042分离出的不完整的燃料元件。

具体地，如图1所示，第一再装料隔离阀组件1046包括第一再装料隔离阀10461和第二再装料隔离阀10462，第二再装料隔离阀组件1047包括第三再装料隔离阀10471和第四再装料隔离阀10472，第一再装料隔离阀10461、第二再装料隔离阀10462、再装料贮存装置1044、第三再装料隔离阀10471和第四再装料隔离阀10472依次设在再装料第一管路 1045上。

第二碎球分选装置1042对再装料贮存罐1041内的燃料元件进行分选以使不完整的燃料元件被排到第二碎球罐1043内，从而不影响燃料元件在重新装料子系统104内的传输。

如图1所示，本实用新型实施例的球床式高温气冷堆不停堆换料系统修检时，反应堆 101内的燃料元件排放到再装料贮存罐1041内，修检完成后，先打开第一再装料隔离阀组件1046，再装料贮存罐1041内的燃料元件通过再装料第一管路1045传输到再装料贮存装置1044内，燃料元件在再装料贮存装置1044内存放一段时间后再打开第二再装料隔离阀组件1047以使燃料元件在自身的重力作用下通过再装料第一管路1045、新燃料装料第一管路1053落入反应堆101内。由此，燃料元件传输时简单。

在一些实施例中，如图1所示，主循环第一管路10251、主循环第二管路10252、主循环第三管路10253、主循环第四管路10254、主循环第五管路106、主循环第六管路108、再装料第一管路1045、新燃料装料第一管路1053、慢化球卸料第一管路110、慢化球卸料第二管路111、慢化球卸料第三管路112、乏燃料卸料第一管路117、乏燃料卸料第二管路 118、乏燃料卸料第三管路119和乏燃料卸料第四管路120内均设有过球检测装置(未示出)，过球检测装置用于计算经过燃料元件传输管线特定位置的燃料元件数量。

在一些实施例中，新燃料贮存装置1052、乏燃料贮存装置10311、慢化球贮存装置10321 以及再装料贮存装置1044的输入端和输出端均设有隔离阀(未示出)，且输入端的隔离阀和输出端的隔离阀之间设有抽真空线(未示出)和介质充气管线(未示出)。

在一些实施例中，如图1和图2所示，球床式高温气冷堆不停堆换料装置包括燃料提升区域20、重力落球区域30、反应堆检修大厅40和压力舱室50。燃料提升区域20包括燃料提升井201，重力落球区域30包括堆芯卸料间301、新燃料装料间302、乏燃料卸料间、再装料间303、堆芯进料间304和装卸料辅助设备间305。

如图1和图2所示，堆芯卸料间301位于压力舱室50底部，堆芯卸料间301主要包括卸料机1020、第一安全隔离阀10281、第二安全隔离阀10282、第一碎球分选装置1026和第一碎球罐1027，燃料元件在堆芯卸料间301主要通过“重力落球”方式进行传输。

如图1和图2所示，燃料提升井201主要布置设备为燃料提升机1021。燃料提升井201 在不同标高处设置有检修门(未示出)和检修平台(未示出)以便于设备维修，燃料元件在燃料提升井201主要通过“机械提升”方式进行传输。燃料提升井201为高放射性区域，布置了专用检修平台(未示出)，以便于进行针对性检修。

如图1和图2所示，堆芯进料间304位于压力舱室50侧上方，堆芯进料间304主要包括碎屑收集装置10291、第一燃料换向装置1022、第一燃耗检测装置1023第二燃耗检测装置1024、第三安全隔离阀组件109、第二安全隔离阀组件107、第一卸料隔离阀组件113、第三卸料隔离阀组件114。燃料元件在堆芯进料间304内主要通过“重力落球”方式进行传输。堆芯进料间304为高放射性区域，布置了过球设备和专用检修平台，以便于进行针对性检修。

如图1和图2所示，新燃料装料间302位于堆芯进料间304上部，新燃料装料间302主要包括新燃料装料子系统105。燃料元件在新燃料装料间302通过重力进入堆芯进料间304，继而进入反应堆101堆芯，燃料元件在新燃料装料间302主要通过“重力落球”方式进行传输。新燃料装料间302为低放射性区域，仅布置了新燃料装料子系统105相关设备，已燃烧过的燃料元件过球管路、设备分开布置，以便于现场检修。

如图1和图2所示，乏燃料卸料间标高低于堆芯进料间304，主要包括慢化球贮存组件 1032、乏燃料贮存组件1031、第二燃料换向装置116、第二卸料隔离阀组件114、第四卸料隔离阀组件122。慢化球和乏燃料元件经燃耗测量后依靠重力从堆芯进料间304进入乏燃料卸料间，燃料元件在该舱室主要通过“重力落球”方式进行传输。乏燃料卸料间为高放射性区域，布置了过球设备(未示出)和专用检修平台(未示出)，以便于现场进行针对性检修。

如图1和图2所示，再装料间303标高高于堆芯进料间304，再装料间303主要包括重新装料子系统104。再装料燃料元件依靠重力进入位于堆芯进料间304的新燃料装料第一管路1053，再进入主循环第五管路106，继而进入反应堆101，燃料元件在再装料间303 主要通过“重力落球”方式进行传输。再装料间303为高放射性区域，也布置了过球设备 (未示出)和专用检修平台(未示出)，以便于现场进行针对性检修。

如图1和图2所示，装卸料辅助设备间305主要用于集中布置低放射性的辅助吹扫管路、抽真空管路、充气管路的相关设备、阀门和管道。装卸料辅助设备间305属于放射性相对较低区域，具有较高的设备可维修性。

在本发明的描述中，需要理解的是，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”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，包括：

反应堆(101)，所述反应堆(101)设有腔室(1011)，所述腔室(1011)内装有燃料元件，所述反应堆(101)包括第一进料端(1012)和第一出料端(1013)，所述第一进料端(1012)和所述第一出料端(1013)均与所述腔室(1011)连通；

燃料元件主循环子系统(102)，所述燃料元件主循环子系统(102)包括卸料机(1020)、燃料提升机(1021)、第一燃料换向装置(1022)、第一燃耗检测装置(1023)和第二燃耗检测装置(1024)，所述卸料机(1020)的一端与所述第一出料端(1013)连通，所述卸料机(1020)的另一端与所述燃料提升机(1021)的下端连通，所述燃料提升机(1021)的上端与所述第一燃料换向装置(1022)连通，所述第一燃料换向装置(1022)的另一端包括第一出口(10221)和第二出口(10222)，所述第一出口(10221)与所述第一燃耗检测装置(1023)的一端连通，所述第一燃耗检测装置(1023)的另一端与所述第一进料端(1012)连通，所述第二出口(10222)与所述第二燃耗检测装置(1024)的一端连通，所述第二燃耗检测装置(1024)的另一端与所述第一进料端(1012)连通；

乏燃料卸料子系统(103)，所述乏燃料卸料子系统(103)在上下方向上低于所述第一燃料换向装置(1022)、第一燃耗检测装置(1023)和第二燃耗检测装置(1024)，所述乏燃料卸料子系统(103)用于收集所述反应堆(101)内的排出的所述燃料元件；

重新装料子系统(104)，所述重新装料子系统(104)在上下方向高于所述反应堆(101)，所述重新装料子系统(104)用于盛装所述反应堆(101)修检时所排出的所述燃料元件；

新燃料装料子系统(105)，所述新燃料装料子系统(105)在上下方向上高于所述燃料元件主循环子系统(102)，所述新燃料装料子系统(105)用于向所述反应堆(101)的腔室(1011)内添加新的燃料元件。

2.根据权利要求1所述的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，所述燃料元件主循环子系统(102)还包括主循环第一管路(10251)、第一碎球分选装置(1026)、第一碎球罐(1027)和第一安全隔离阀组件(1028)，所述主循环第一管路(10251)连通所述卸料机(1020)的另一端和所述燃料提升机(1021)的下端，所述第一安全隔离阀组件(1028)和所述第一碎球分选装置(1026)依次设在所述主循环第一管路(10251)上，所述第一碎球罐(1027)与所述第一碎球分选装置(1026)连通以收集所述第一碎球分选装置(1026)分离出的不完整的燃料元件。

3.根据权利要求1所述的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，所述乏燃料卸料子系统(103)包括：

乏燃料贮存组件(1031)，所述乏燃料贮存组件(1031)用于贮存所述反应堆内排出的乏燃料元件，所述乏燃料贮存组件(1031)包括乏燃料贮存装置(10311)和乏燃料贮存罐(10312)，所述乏燃料贮存罐(10312)与所述乏燃料贮存装置(10311)连通且位于所述乏燃料贮存装置(10311)下方，所述第一燃耗检测装置(1023)包括第一输出端(10231)，所述第一输出端(10231)与所述乏燃料贮存装置(10311)连通；

慢化球贮存组件(1032)，所述慢化球贮存组件(1032)用于贮存所述反应堆内排出的不能反应的所述燃料元件，所述慢化球贮存组件(1032)包括慢化球贮存装置(10321)和慢化球贮存罐(10322)，所述慢化球贮存罐(10322)与所述慢化球贮存装置(10321)连通且位于所述慢化球贮存装置(10321)下方，所述第二燃耗检测装置(1024)包括第四输出端(10241)，所述第四输出端(10241)与所述慢化球贮存装置(10321)连通。

4.根据权利要求1所述的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，所述燃料元件主循环子系统(102)还包括主循环第二管路(10252)、碎屑收集装置(10291)和碎屑罐(10292)，所述主循环第二管路(10252)连通燃料提升机(1021)的上端和所述第一燃料换向装置(1022)，所述碎屑收集装置(10291)设在所述主循环第二管路(10252)上，所述碎屑罐(10292)与所述碎屑收集装置(10291)连通以收集碎屑、粉尘。

5.根据权利要求3所述的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，还包括主循环第五管路(106)和第二安全隔离阀组件(107)，所述第一燃耗检测装置(1023)还包括第二输出端(10232)，所述主循环第五管路(106)连通所述第二输出端(10232)和所述第一进料端(1012)，所述第二安全隔离阀组件(107)设在所述主循环第五管路(106)上。

6.根据权利要求1所述的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，还包括主循环第六管路(108)和第三安全隔离阀组件(109)，所述第二燃耗检测装置(1024)还包括第五输出端(10242)，所述主循环第六管路(108)连通所述第五输出端(10242)和所述第一进料端(1012)，所述第三安全隔离阀组件(109)设在所述主循环第六管路(108)上。

7.根据权利要求3所述的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，还包括：

慢化球卸料第二管路(111)和第一卸料隔离阀组件(113)，所述慢化球卸料第二管路(111)连通所述第四输出端(10241)和所述慢化球贮存组件(1032)，所述第一卸料隔离阀组件(113)设在所述慢化球卸料第二管路(111)上；

慢化球卸料第一管路(110)，所述第一燃耗检测装置(1023)还包括第三输出端(10233)，所述慢化球卸料第一管路(110)连通所述第三输出端(10233)和所述慢化球卸料第二管路(111)；

乏燃料卸料第二管路(118)和第三卸料隔离阀组件(121)，所述乏燃料卸料第二管路(118)连通所述第一输出端(10231)和所述乏燃料贮存组件(1031)，所述第三卸料隔离阀组件(121)设在所述乏燃料卸料第二管路(118)上；

乏燃料卸料第一管路(117)，所述第二燃耗检测装置(1024)还包括第六输出端(10243)，所述乏燃料卸料第一管路(117)连通所述第六输出端(10243)和所述乏燃料卸料第二管路(118)；

乏燃料卸料第三管路(119)，所述乏燃料卸料第三管路(119)连通所述乏燃料贮存组件(1031)和所述慢化球贮存组件(1032)。

8.根据权利要求5所述的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，所述新燃料装料子系统(105)包括新燃料装料装置(1051)和新燃料贮存装置(1052)，所述新燃料装料装置(1051)包括第三出料端(10511)，所述新燃料贮存装置(1052)的一端与所述第三出料端(10511)连通，所述新燃料贮存装置(1052)的另一端与所述第一进料端(1012)连通。

9.根据权利要求8所述的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，还包括新燃料装料第一管路(1053)、第一装料隔离阀组件(1054)和第二装料隔离阀组件(1055)，所述新燃料装料第一管路(1053)连通所述新燃料装料装置(1051)和所述主循环第五管路(106)，所述第一装料隔离阀组件(1054)、新燃料贮存装置(1052)、第二装料隔离阀组件(1055)依次设在所述新燃料装料第一管路(1053)上。

10.根据权利要求9所述的球床式高温气冷堆不停堆换料系统，其特征在于，所述重新装料子系统(104)包括再装料贮存罐(1041)、第二碎球分选装置(1042)、第二碎球罐(1043)、再装料贮存装置(1044)、再装料第一管路(1045)、第一再装料隔离阀组件(1046)和第二再装料隔离阀组件(1047)，所述再装料贮存罐(1041)在上下方向上高于所述反应堆(101)，所述再装料贮存罐(1041)包括第二进料端(10411)和第二出料端(10412)，所述第二进料端(10411)与所述乏燃料贮存组件(1031)连通，所述第二出料端(10412)与所述第二碎球分选装置(1042)的一端连通，所述再装料第一管路(1045)连通所述第二碎球分选装置(1042)的另一端和所述新燃料装料第一管路(1053)，所述第一再装料隔离阀组件(1046)、再装料贮存装置(1044)、第二再装料隔离阀组件(1047)依次设在所述再装料第一管路(1045)上，所述第二碎球罐(1043)与所述第二碎球分选装置(1042)连通以收集所述第二碎球分选装置(1042)分离出的不完整的燃料元件。

Images