一種反應堆冷卻劑化容控制系統(tǒng)及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于壓水堆核電技術，具體涉及一種壓水堆的化學和容積控制系統(tǒng)及冷卻劑控制方法。
【背景技術】
[0002]在電廠正常運行時，化容系統(tǒng)保持反應堆冷卻劑系統(tǒng)的水裝量和穩(wěn)壓器的程控水位，同時保持反應堆冷卻劑的水質和放射性水平在規(guī)定范圍內，調節(jié)反應堆冷卻劑的pH值。在電廠功率運行期間，化容系統(tǒng)能夠保持反應堆冷卻劑中溶解氫的含量，抑制一回路水的輻照分解。
[0003]ACP100+反應堆結構緊湊，要求化容系統(tǒng)在滿足其功能要求的前提下，系統(tǒng)配置盡量簡化，其系統(tǒng)布置盡量緊湊，以適應一體化反應堆布置空間小的要求。而現(xiàn)有大堆的化學和容積控制系統(tǒng)設計參數(shù)較高、系統(tǒng)配置復雜、要求的布置空間大，對于一體化反應堆不適用且經(jīng)濟性較差。
[0004]現(xiàn)有的分散式布置反應堆中的反應堆冷卻劑化學和容積控制系統(tǒng)設計參數(shù)較高、系統(tǒng)配置復雜、要求的布置空間大，難以滿足一體化反應堆的功能和布置空間要求，且經(jīng)濟性較差，反應堆冷卻劑的壓力不能滿足閥門、管道、主設備的壓降及位差要求。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種反應堆冷卻劑化容控制系統(tǒng)及控制方法，其能夠滿足一體化反應堆的功能和布置空間要求。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]—種反應堆冷卻劑化容控制系統(tǒng)，包括設于反應堆冷卻劑系統(tǒng)的出口的凈化栗、再生式熱交換器、下泄熱交換器;所述的再生式熱交換器上部設有管側入口和管側出口，下部設有殼側出口和殼側入口，所述的凈化栗的栗出口連接再生式熱交換器的管側入口，管側出口連接下泄熱交換器，所述的殼側出口連接反應堆冷卻劑系統(tǒng)、殼側入口分別連接穩(wěn)壓器和上充管線；
[0008]所述的下泄熱交換器的出口管道依次安裝混床離子交換器、陽床除鹽器和反應堆冷卻劑過濾器；
[0009]所述的反應堆冷卻劑過濾器的出口管道分為兩路，一路反饋連接到再生式熱交換器的殼側入口，該管道作為上充管線，另一路連接廢液處理系統(tǒng)。
[0010]在上述的一種反應堆冷卻劑化容控制系統(tǒng)中:所述的連接廢液處理系統(tǒng)的這一路管道上設有下泄孔板。
[0011]在上述的一種反應堆冷卻劑化容控制系統(tǒng)中:所述的上充管線上連接一路補水管線，將核島除鹽水通過上充栗和補水管線補充至上充管線。
[0012]在上述的一種反應堆冷卻劑化容控制系統(tǒng)中:所述的補水管線上設有硼酸配置裝置和化學試劑添加裝置。
[0013]—種反應堆冷卻劑化容控制方法，包括下述步驟:
[0014]I)提高反應堆冷卻劑的壓力，使其大于或等于輔助噴淋時的凈化回路閥門、管道、設備的壓降及位差之和；
[0015]2)利用流出反應堆冷卻劑系統(tǒng)的凈化流量來加熱返回反應堆的冷卻劑系統(tǒng)流體，直到注入到反應堆冷卻劑系統(tǒng)的冷卻劑溫度達到245°C;
[0016]3)使用設備冷卻水將下泄反應堆冷卻劑冷卻到O?50°C;
[0017]4)將冷卻后的反應堆冷卻劑進行除鹽；
[0018]5)依次去除反應堆冷卻劑中的離子態(tài)裂變產(chǎn)物、腐蝕產(chǎn)物，固體腐蝕產(chǎn)物和阻留碎樹脂；
[0019]6)經(jīng)過過濾之后的冷卻劑，去除其溶解的裂變氣體，使其返回到主系統(tǒng)中；
[0020]7)對反應堆冷卻劑進行pH控制，向冷卻劑中加入氫氣以抑制水輻照產(chǎn)生氫氣；
[0021 ] 8)在穩(wěn)態(tài)運行工況下，向反應堆冷卻劑系統(tǒng)中以恒定流量15?19t/h補水；
[0022]9)在停堆期間，補償反應堆冷卻劑的收縮；
[0023]10)當正常噴淋失效時，經(jīng)過步驟I)之后的反應堆冷卻劑進入穩(wěn)壓器，以提供輔助噴淋流量；
[0024]11)在反應堆充水、升壓和排氣階段，向反應堆冷卻劑系統(tǒng)中注入硼酸和除鹽水，并調節(jié)硼酸流量和除鹽水，使反應堆冷卻劑的硼濃度達到冷停堆濃度狀態(tài)。
[0025]在上述的反應堆冷卻劑化容控制方法中:所述的步驟I)是采用將反應堆冷卻劑系統(tǒng)的冷卻劑經(jīng)過凈化栗引出再生式熱交換器，利用凈化栗提高進入到化容系統(tǒng)的反應堆冷卻劑的壓力。
[0026]在上述的反應堆冷卻劑化容控制方法中:所述的步驟4)可以利用旁通除鹽裝置進行除鹽，在需要添加聯(lián)氨時，調整下泄流流向，手動打開旁通除鹽裝置，在凈化運行時控制下泄流流向，向廢液處理系統(tǒng)下泄時控制下泄流，使其經(jīng)過除鹽裝置。
[0027]在上述的反應堆冷卻劑化容控制方法中:所述的步驟5)可以通過混床除鹽器連續(xù)運行和通過陽床除鹽器間斷運行，去除反應堆冷卻劑中的離子態(tài)裂變產(chǎn)物、腐蝕產(chǎn)物;通過陽床除鹽器，再通過過濾器阻留懸浮狀的固體顆粒，濾去固體腐蝕產(chǎn)物和阻留碎樹脂。
[0028]在上述的反應堆冷卻劑化容控制方法中:所述的步驟6)中利用上充栗使經(jīng)過濾器的冷卻劑進入到廢液處理系統(tǒng)去除溶解的裂變氣體返回到主系統(tǒng)中。
[0029]在上述的反應堆冷卻劑化容控制方法中:所述的步驟7)具體過程為，制備氫氧化鋰并向反應堆冷卻劑系統(tǒng)注入，調節(jié)反應堆冷卻劑的pH值，在穩(wěn)態(tài)運行工況下，通過向反應堆冷卻劑添加氫氣，保持其中溶解氫的含量在20?50ml(STP)/kg.H20范圍，以抑制一回路水的輻照分解。
[0030]本發(fā)明的顯著效果在于:
[0031]該化容系統(tǒng)滿足ACP100+反應堆的功能要求，系統(tǒng)配置得到了簡化，不再需要設置硼酸貯存箱以及相關的栗、閥門和管道等設備，系統(tǒng)的布置結構緊湊，大大減小了該系統(tǒng)的布置空間。
[0032]方法中首先提高反應堆冷卻劑的壓力，利用流出反應堆冷卻劑系統(tǒng)的凈化流量來加熱返回反應堆的冷卻劑系統(tǒng)流體，之后進行除鹽、去除裂變產(chǎn)物等工序，使裂變氣體反饋到主系統(tǒng)中，之后再進行PH控制和補水，補償反應堆冷卻劑的收縮，同時調節(jié)硼酸流量和除鹽水，使反應堆冷卻劑的硼濃度達到冷停堆濃度狀態(tài)。整個步驟使得反應堆冷卻劑的壓力能夠滿足一體化小型堆，例如ACPlOO+中關于閥門、管道、主設備的壓降及位差要求。
【附圖說明】
[0033]圖1為反應堆冷卻劑化容控制系統(tǒng)示意圖；
[0034]圖中:1.凈化栗;2.再生式熱交換器;3.下泄熱交換器;4.混床離子交換器;5.陽床除鹽器;6.反應堆冷卻劑過濾器;7.硼酸配置箱;8.化學試劑添加箱;9.上充栗。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0036]如圖1所示，在反應堆冷卻劑化容控制系統(tǒng)中，從反應堆冷卻劑系統(tǒng)的出口管道安裝凈化栗I，凈化栗I的栗出口連接再生式熱交換器2的管側入口，該再生式熱交換器2的管側出口連接下泄熱交換器3，所述的再生式熱交換器2下部設有殼側出口和殼側入口，殼側出口連接反應堆冷卻劑系統(tǒng)、殼側入口分別連接穩(wěn)壓器和上充管線。
[0037]下泄熱交換器3的出口管道依次安裝混床離子交換器4、陽床除鹽器5和反應堆冷卻劑過濾器6 ο反應堆冷卻劑過濾器6出口管道分為兩路，一路反饋連接到再生式熱交換器2的殼側入口，該管道作為上充管線，另一路連接廢液處理系統(tǒng)。在連接廢液處理系統(tǒng)的這一路管道上安裝一塊下泄孔板，用于限制下泄流量。在上充管線上連接一路補水管線，將核島除鹽水通過上充栗9和補水管線補充至上充管線。
[0038]另外可以在補水管線上設置硼酸配置箱7用于向反應堆冷卻劑系統(tǒng)添加硼酸，設置化學試劑添加箱8用來向反應堆冷卻劑中添加氫氧化鈉和聯(lián)氨以調節(jié)pH值和除去冷卻劑中的氧。
[0039]過程:
[0040]冷卻劑從反應堆冷卻劑系統(tǒng)流出經(jīng)過凈化栗進入再生式熱交換器，在其中經(jīng)過換熱降溫之后，從換熱出口流出。然后經(jīng)過混床除鹽器、冷卻劑過濾器、下