[发明专利]一种用于乏燃料运输容器氦气净化冷却的离线装置

说明书

本发明属于核燃料后端处理技术领域，具体涉及一种用于乏燃料运输容器氦气净化冷却的离线装置。本发明的装置包括水位控制器、预冷器、气水分离器、过滤器、分子筛和活性炭床：水位控制器的下游一条路径接入水池，另一条路径经阀门连接预冷器；预冷器的下游连接气水分离器；气水分离器的下游中的一条路径将分离水排入水池，另一条路径经过滤器连接至分子筛；分子筛下游连接活性炭床；过滤器下游、分子筛下游以及活性炭床下游均设有连接净化小车的路径。本发明的装置一方面能够将容器内氦气由200℃冷却至35℃，另一方面能够对氦气进行净化，满足放射性排放要求。

技术领域

本发明属于核燃料后端处理技术领域，具体涉及一种用于乏燃料运输容器氦气净化冷却的离线装置。

背景技术

随着核电机组服役时间延长，运行所产生的乏燃料组件逐年累积，接近达到乏燃料水池设计容量，必须考虑使用运输容器将乏燃料运出乏燃料水池。以VVER堆型乏燃料运输专用容器为参考，VVER堆型乏燃料运输容器是俄罗斯设计制造TUK-153型乏燃料运输容器，在完成装料操作后，需要向容器内充入0.08MPa(a)氦气，用以建立乏燃料组件包壳和腔体之间的热平衡，根据设计计算，满载乏燃料并达到热平衡状态后运输容器内部乏燃料组件最高温度达到273℃，内腔氦气平均温度约200℃，压力0.137Mpa，容器外壳温度超过85℃。在进行卸料操作前，对满载的运输容器进行充水同步将容器内氦气排出。由于燃料组件经过干燥、充氦、再次注入冷水可能引起燃料棒收缩破损，因此需对氦气进行净化后排放。避免将产生的放射性物质排入反应堆厂房。因乏燃料余热与氦气之间建立热平衡，氦气平均温度达到200℃，也需对氦气进行冷却排放。

目前TUK-153容器在世界范围内首次使用，设计时没有考虑放射性氦气的处理情况，发明和制造一套离线的氦气净化冷却装置，在世界乏燃料转运处理领域属于首创。对于其他类型的乏燃料容器，通过厂房自带通风系统处理，也没有考虑离线的内腔氦气净化冷却装置。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：提供一种用于乏燃料运输容器氦气净化冷却的离线装置，一方面将容器内氦气由200℃冷却至35℃，另一方面对氦气进行净化，满足放射性排放要求。

本发明的技术方案如下所述：

用于乏燃料运输容器氦气净化冷却的离线装置，包括水位控制器、预冷器、气水分离器、过滤器、分子筛和活性炭床：水位控制器的下游一条路径接入水池，另一条路径经阀门连接预冷器；预冷器的下游连接气水分离器；气水分离器的下游中的一条路径将分离水排入水池，另一条路径经过滤器连接至分子筛；分子筛下游连接活性炭床；过滤器下游、分子筛下游以及活性炭床下游均设有连接净化小车的路径。

作为优选方案：水位控制器的上游设置阀门、压力表、温度计，水位控制器的下游一条路径经阀门接入水池，另一条路径经阀门连接预冷器。

作为优选方案：预冷器制制冷机为预冷器提供冷源，预冷器的内部设有温度计，预冷器的下游连接气水分离器；在预冷器和气水分离器之间的管路上设置有温度计和阀门。

作为优选方案：通过液位计监测气水分离器的液位，气水分离器的下游中的一条路径并联布置两条管路，由两个阀门分别控制，将分离水排入水池，汽水分离器下游中的另一条路径经过滤器连接至分子筛；在过滤器和分子筛之间的管路上，设置有阀门、压力表、湿度计和温度计.

作为优选方案：分子筛下游连接活性炭床，在分子筛与活性炭床之间的管路上，设置有阀门、湿度计和温度计。

作为优选方案：活性炭床制冷机为活性炭床提供冷源。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种用于乏燃料运输容器氦气净化冷却的离线装置，能够将容器内氦气由200℃冷却至35℃，并对氦气进行净化，满足现场放射性流出物排放规定；