[发明专利]一种核电站容控箱吹扫系统及方法

说明书

本发明提供了一种核电站容控箱吹扫系统及方法，包括下泄管路、上充管路、容控箱、进气管路、排气管路、被引射气体管路、气体浓度在线检测旁路。本发明通过下泄管路中的引射器、容控箱中的填料和鼓泡器提高了气液传质系数，并且在氮气吹扫过程中，容控箱内气体中的氧气析出量远大于现有技术，此外氮气吹扫方式可以除去大量水中溶解氧，减小了联氨的使用量，以及因为使用联氨对除盐床树脂的消耗，减小了运行成本；在氢气吹扫过程中，氢气的溶解量远高于现有技术，提高了水中氢气的浓度，进而提高了对水受辐照分解产生氧气的抑制作用，进而使水中溶解氧浓度更低，提高了对核电站氧腐蚀的抑制作用。

技术领域

本发明涉及核反应堆热工水力技术领域，特别是涉及一种核电站容控箱吹扫系统及方法。

背景技术

核能是清洁、有竞争力、可大规模代替化石燃料的能源，但美国三里岛核电站事故、苏联切尔诺贝利核电站事故和日本福岛核电站事故都为人们敲响了核安全警钟，核安全是核能发展的重中之重。核电厂产生的氧腐蚀是影响核电厂安全和使用寿命的重要因素之一，因此核电站必须通过各种除氧技术保证工质的含氧量较低，进而抑制氧腐蚀。

核电站的工作原理为：主泵将冷却剂送入反应堆，冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆并形成高温高压的水，形成的高温高压的水进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内将热量传递给二回路的汽轮机工质，被冷却的水再通过主泵返回到反应堆，如此循环往复，形成一个密封的吸热和放热的冷却剂回路，也叫做一回路。

容控箱属于核电站化学和容积控制系统的主要设备。如图1所示，在核电站运行过程中，一回路1中的冷却剂会从一回路1的冷端引出，通过下泄管路2，并经过净化回路3，到达容控箱4，并通过雾化喷嘴5进入容控箱，通过下泄管路2进入容控箱4的冷却剂叫做下泄流；容控箱4中的冷却剂通过上充管路6回到一回路1，通过上充管路6回到一回路的冷却剂叫做上充流。一回路中的冷却剂通过上充、下泄管路以一定流量在一回路和容控箱之间循环流动，容控箱上除了连接有上充、下泄管路，还连接有氮气和氢气的进气管路以及排气管路。

现有的核电站主要通过氮气吹扫、加联氨以及氢气吹扫三种方法降低冷却剂的含氧量。如图1所示，在核电站启动过程中，首先通过对一回路1以及容控箱4的气空间进行氮气吹扫，除去气空间中的氧气，并使冷却剂中的溶解氧析出；然后从上充管路6的位置向冷却剂中加入联氨，通过化学方法进一步降低溶解氧。在核电站运行过程中，水会因辐照分解产生氧气和氢气，通过向容控箱充入氢气的方法，可以提高水中氢气的浓度，进而抑制水辐照分解生成氧。但是原系统中氮气和氢气都是直接进入容控箱4的气空间，水也只是通过雾化喷嘴5雾化进入容控箱4的气空间，气液接触时间以及气液接触面积很低，导致氮气吹扫过程中氧气的析出速率很低，氢气吹扫过程中氢气的溶解速率很低，容控箱吹扫效果较差；另外，在氮气吹扫过程中，即使吹扫合格后，容控箱4的气空间含氧量也会因为下泄流带入的氧气而升高，导致需要反复吹扫。

发明内容

鉴本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提高核电站的容控箱吹扫效果，降低核电站除氧的成本，而提供一种核电站容控箱吹扫系统及方法。

第一方面，本发明提供了一种核电站容控箱吹扫系统，所述系统包括：

下泄管路(2)、上充管路(6)、容控箱(4)、进气管路(16)、排气管路(13)、被引射气体管路(23)、气体浓度在线检测旁路(33)；

在所述容控箱(4)内部设置有雾化喷嘴(5)、填料(37)以及鼓泡器(36)，所述容控箱(4)下部与上充管路(6)相连，所述容控箱(4)顶部的排气口与所述排气管路(13)相连，所述雾化喷嘴(5)与下泄管路(2)相连，所述鼓泡器(36)与进气管路(16)相连，所述填料(37)设置在雾化喷嘴(5)与鼓泡器(36)之间；

所述下泄管路(2)和所述上充管路(6)通过一回路(1)连接；

所述排气管路(13)与所述气体浓度在线检测旁路(33)并行连接；