向ads反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及核反應(yīng)堆安全領(lǐng)域，通過(guò)向ADS反應(yīng)堆中加鋅以提高反應(yīng)堆的性能，具體涉及一種向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]從上個(gè)世紀(jì)80年代后期開(kāi)始，ADS作為一種先進(jìn)的嬗變堆型，逐漸成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)，美國(guó)、歐盟、日本等國(guó)家均將ADS次臨界堆的研究列入國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃。它的組成包括:外源中子靶、中能強(qiáng)流質(zhì)子加速器和次臨界反應(yīng)堆，是一種高效的核廢物嬗變爐和焚燒爐，LBE(鉛鉍共晶合金)是目前ADS(加速器驅(qū)動(dòng)的次臨界系統(tǒng))設(shè)計(jì)中首選的冷卻劑材料和散裂靶。所述LBE指的是鉛與鉍的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分別為44%?45%和55%?56%的鉛鉍共晶合金。
[0003]在壓水堆核電站中，一回路應(yīng)力腐蝕破裂(PWSSCC)對(duì)壓水堆結(jié)構(gòu)材料的局部腐蝕最為嚴(yán)重，直接與設(shè)備的服役壽命相關(guān)，應(yīng)力腐蝕嚴(yán)重時(shí)將迫使反應(yīng)堆停止運(yùn)行，此外，腐蝕產(chǎn)物在設(shè)備上的沉積是停堆輻射劑量的主要來(lái)源。一定條件下，在一回路加鋅能夠緩解這些安全隱患。早期，加鋅技術(shù)首先應(yīng)用于沸水堆，其加入濃度為5 μ g/L-15 μ g/L，80年代后期，加鋅技術(shù)逐漸應(yīng)用于壓水堆中。加鋅技術(shù)能夠降低輻射劑量率、降低PWSCC、改善腐蝕產(chǎn)物沉積引起的軸向功率偏移異常(AOA)。
[0004]與壓水堆和沸水堆相同，在采用LBE冷卻的ADS反應(yīng)堆運(yùn)行中，LBE對(duì)結(jié)構(gòu)材料同樣能形成較強(qiáng)的腐蝕磨蝕作用。目前提出的解決方法有很多，但總體上可以歸結(jié)為在結(jié)構(gòu)材料的表面形成致密的一層膜。根據(jù)膜形成工藝和時(shí)機(jī)的不同又可分為浸泡、表面高溫、離子注入、運(yùn)行前、運(yùn)行中等。但是由于受到冷卻劑中氫含量和氧含量的限制，并沒(méi)通過(guò)在ADS反應(yīng)堆中加鋅形成致密氧化膜的方案出現(xiàn)。
[0005]由于上述原因，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有ADS反應(yīng)堆技術(shù)進(jìn)行了深入研究，以便設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置及方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出一種向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，該裝置包括在頂部開(kāi)設(shè)有加鋅孔的ADS反應(yīng)堆，其中，在所述ADS反應(yīng)堆內(nèi)設(shè)置有穿過(guò)所述加鋅孔的加鋅管，所述加鋅管為直徑3_-5_的圓形管，在所述加鋅孔上設(shè)置有可閉合的封蓋，在所述封蓋外部設(shè)置有盛裝部和噴射部，以便于通過(guò)加鋅管向堆芯中加入鋅粉或弱酸鋅鹽或含有鋅元素的添加劑，從而使得堆芯內(nèi)的冷卻劑中含有鋅元素，通過(guò)控制鋅元素的加入量，在堆芯內(nèi)部形成一層致密的氧化物薄膜，而且，所述加鋅管內(nèi)部的開(kāi)口端朝上，使得從其內(nèi)部噴出的鋅元素隨著鉛鉍合金向上流動(dòng)，提高氧化物薄膜的形成效率；從而完成本實(shí)用新型。
[0007]具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型的目的在于提供以下方面:
[0008](I) 一種向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，其特征在于，該裝置包括在頂部開(kāi)設(shè)有加鋅孔的ADS反應(yīng)堆，在所述ADS反應(yīng)堆內(nèi)設(shè)置有穿過(guò)所述加鋅孔的加鋅管1，所述加鋅管I延伸到反應(yīng)堆堆芯附近，所述加鋅管I用于向ADS反應(yīng)堆中加入鋅粉或弱酸鋅鹽或含有鋅元素的添加劑。
[0009](2)根據(jù)上述(I)所述的向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，其特征在于，所述加鋅管截面呈圓形，加鋅管的內(nèi)徑為3mm-5mm。
[0010](3)根據(jù)上述(I)所述的向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，其特征在于，所述加鋅管在靠近反應(yīng)堆堆芯的一端具有預(yù)定的弧度，所述弧度使得加鋅管在ADS反應(yīng)堆內(nèi)部的末端開(kāi)口方向朝向反應(yīng)堆的頂部。
[0011](4)根據(jù)上述⑴所述的向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，其特征在于，在所述加鋅孔上設(shè)置有可閉合的封蓋，在所述封蓋外部設(shè)置有盛裝部和噴射部。
[0012](5)根據(jù)上述⑷所述的向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，其特征在于，當(dāng)ADS反應(yīng)堆的冷卻劑中不含水時(shí)，通過(guò)所述加鋅孔向堆芯中加入含有鋅元素的添加劑；
[0013]當(dāng)ADS反應(yīng)堆的冷卻劑中含水時(shí)，通過(guò)所述加鋅孔向堆芯中加入鋅粉或弱酸鋅鹽或含有鋅元素的添加劑。
[0014](6)根據(jù)上述(5)所述的向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，其特征在于，所述鋅粉或弱酸鋅鹽的粒徑為0.5um?10um，所述弱酸鋅鹽中鋅元素的重量百分?jǐn)?shù)為35%?42%。
[0015](7)根據(jù)上述(5)或(6)所述的向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，其特征在于，所述含有鋅元素的添加劑包括水和弱酸鋅鹽，所述弱酸鋅鹽包括甲酸鋅或乙酸鋅。
[0016](8)根據(jù)上述(7)所述的向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，其特征在于，基于所述含有鋅元素的添加劑的總重量，鋅元素的重量分?jǐn)?shù)為0.005-0.007wt%。
[0017](9)根據(jù)上述(I)所述的向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，其特征在于，在所述堆芯內(nèi)設(shè)置有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其內(nèi)部冷卻劑中鋅元素濃度的監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)所述監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到基于冷卻劑的總重量，鋅元素的重量分?jǐn)?shù)低于為0.0015被％時(shí)，向堆芯內(nèi)添加鋅粉或弱酸鋅鹽或含有鋅元素的添加劑，直至基于冷卻劑的總重量，鋅元素的重量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.0025wt%以上為止。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型提供的向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置包含帶有加鋅管的ADS反應(yīng)堆，能夠向堆芯內(nèi)加入鋅元素，形成致密的氧化物薄膜，從而提高反應(yīng)堆的使用壽命和安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施方式的帶有加鋅管的ADS反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0021]1-加鋅管
[0022]2-堆芯
[0023]3-蒸汽發(fā)生器
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)這些說(shuō)明，本實(shí)用新型的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。
[0025]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說(shuō)明性”。這里作為“示例性”所說(shuō)明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0026]本實(shí)用新型中所述的ADS是指加速器驅(qū)動(dòng)的次臨界系統(tǒng)，優(yōu)選地是為加速器驅(qū)動(dòng)次臨界潔凈核能系統(tǒng)。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型提供一種向ADS反應(yīng)堆鉛鉍共晶合金中加鋅的裝置，該裝置包括在頂部開(kāi)設(shè)有加鋅孔的ADS反應(yīng)堆，其中，在所述ADS反應(yīng)堆內(nèi)設(shè)置有穿過(guò)所述加鋅孔的加鋅管1，所述加鋅管延伸到反應(yīng)堆堆芯附近，通過(guò)所述加鋅管向堆芯中加入鋅粉或弱酸鋅鹽或含有鋅元素的添加劑，即所述加鋅管主要用于向堆芯內(nèi)加入鋅元素，從而使得堆芯內(nèi)形成致密的氧化物薄膜，提高堆芯的使用壽命，降低損壞風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步地，所述氧化物