[发明专利]一种离线循环冷却装置及冷却方法

说明书

本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于乏燃料运输容器的离线循环冷却装置及冷却方法。本发明装置包括水箱，循环泵，流量计，液位计，水位控制器、手动控制阀一、手动控制阀二、调节阀、逆止阀一、逆止阀二、气动控制阀一、气动控制阀二、手动控制阀三、手动控制阀四。本发明方法包括步骤1、除盐水1.1msupgt;3/supgt;/h流量注入阶段；步骤2、硼酸溶液1.1msupgt;3/supgt;/h注入阶段；步骤3、硼酸溶液2.2msupgt;3/supgt;/h循环阶段；步骤4、硼酸溶液全流量循环阶段；步骤5、停机阶段。本发明用于排出内腔高温氦气同时降低外表面温度。

技术领域

本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于乏燃料运输容器的离线循环冷却装置及冷却方法。

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TUK-153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，需要对容器内腔进行充水排气，同时进行冷却循环，使乏燃料运输容器的外表面温度小于50℃，以方便后续卸料拆除外盖等一系列操作。

现有技术中，其他类型的乏燃料容器，在后处理厂没有冷却循环系统，也没有考虑离线的循环工艺。

发明内容

本发明解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供一种用于乏燃料运输容器的离线循环冷却装置及冷却方法，用于排出内腔高温氦气同时降低外表面温度。

本发明采用的技术方案：

一种用于乏燃料运输容器的离线循环冷却装置，包括水箱，循环泵，流量计，液位计，水位控制器、手动控制阀一、手动控制阀二、调节阀、逆止阀一、逆止阀二、气动控制阀一、气动控制阀二、手动控制阀三、手动控制阀四，水箱通过管路与手动控制阀一的一端连接，手动控制阀一的另一端与三通连接，三通的另外两个通路分别与循环泵、手动控制阀二连接，循环泵的另一端依次连接有流量计、调节阀、逆止阀二，逆止阀二的另一端与容器储腔连通，容器储腔的排气口与水位控制器连接，水位控制器底部通过并联的气动控制阀二、手动控制阀四与乏池连通，水位控制器上设有液位计，水位控制器依次通过手动控制阀三、气动控制阀一与气体处理单元连接。

所述水箱，用于存储冷却用除盐水，除盐水的引入避免了直接使用乏池硼酸溶液进行循环冷却时初始阶段因乏燃料运输容器储腔内温度较高而产生硼酸结晶。

所述手动控制阀一、手动控制阀二，手动控制阀一作为除盐水回路与循环泵连接，手动控制阀二位于乏燃料水池硼酸与循环水泵回路连接，通过控制手动控制阀一和手动控制阀二开关状态可对循环冷却回路进行切换，实现除盐水回路和硼酸回路进行冷却时的连续衔接。

所述逆止阀一，循环水泵选用离心泵或者自吸泵，当使用离心泵作为循环回路泵时，需要进行满水起泵，因乏池液位在水泵下方，系统加装逆止阀一；确保离心泵顺利建立硼酸循环。

所述调节阀，流量计，通过控制调节阀的开度，可以调节循环回路的流量，进而控制乏燃料运输容器储腔排气速率和冷却循环冷却水速率，并进一步控制冷却循环时间。

所述逆止阀二，循环水泵建立循环时，因容器储腔内存在一定压力的氦气，为了避免氦气压力过大，影响循环水泵建立循环，在泵出口加装逆止阀二，避免水回流至水泵，起到保护作用。