[发明专利]核电厂一回路冷却剂主系统充水及排出空气的方法,以及实施该方法的顶盖

说明书

本发明涉及一种通常在核电厂为换料而停堆之后，对核电厂一回路冷却剂主系统(main primary coolant system)填充水和排出空气的方法，所述一回路冷却剂主系统包括：位于反应堆厂房水池中的反应堆容器、一回路冷却剂泵、至少一个包括位于反应堆容器高度上方的多个蒸汽发生器传热管的蒸汽发生器，以及稳压器。

作为惯例，核电厂由反应堆厂房构成，厂房由包括容纳反应堆容器的混凝土浇筑的安全壳(containment)组成，所述容器容纳反应堆堆芯，该反应堆堆芯由包含核燃料的燃料组件连同核电厂的主要核部件形成。反应堆厂房由此设有一回路冷却剂主系统，其中，水通过与该燃料组件接触而被加热，并且通过稳压器加压，从而防止其沸腾，并在该封闭的冷却剂系统中循环。一回路冷却剂系统中还设置有至少一个蒸汽发生器，从而将在该一回路冷却剂系统中循环的热水接收在倒置U形的发夹形管中，由此加热二回路冷却剂系统(secondarycoolant system)中的水并且转化成蒸汽。

核电站的每一个电厂必须定期停堆，以便进行维护和换料的操作。

在某些核场所(通常在申请人的场所)，用所谓的“抽空”方法对SG发夹形管填充水，通过后面详细说明的抽吸作用产生填充。当在停堆之后重新起动核电厂时执行的该抽空方法在世界上的大部分核场所不再采用，其中，U形管只是在一回路冷却剂泵起动的时刻就填充水。如此排出的空气积聚在高位点(the high points)，诸如反应堆容器的顶盖，它们随后被排出。由于设计原因，倒置的U形管位于反应堆容器高度的上方，并且形成不能被排出的高位点。该方法在于通过起动一回路冷却剂泵从SG发夹形管排出空气，并且随后在泵停止之后使空气被排出，该方法通常称作“动态排出”。

如果一回路冷却剂主系统发生破裂，则某些核场所设有事故程序，根据该事故程序，并且还出于化学原因，需要在设备起动之前移除在一回路冷却剂主系统中包含的空气。对于使用仪器测量反应堆容器内水位的这些场所，这是关键的因素，因为这决定该测量系统的可用性。

为了能使一回路冷却剂主系统在没有任何空气的情况下被重新起动，已经实施了一种方法，用于在为换料而关闭所述核电厂之后，对核电厂的一回路冷却剂主系统填充水，并且用于使其空气排出。但是，当执行该方法时，必须经由利用反应堆容器中的核燃料排空一回路冷却剂主系统的步骤才能通过。结果，因此不得不按照复杂的操作模式执行，核安全法规导致该操作模式在管理时间方面成本高，并且该操作模式延长了设备了关闭时间。

因此，特别优选地是执行一种简化的方法，该方法用于对核电厂的一回路冷却剂主系统填充水并且使其空气排出，以便重新起动所述电厂，同时将成本减到最少并且符合核安全规程。

因此，根据本发明的第一个方面，本发明涉及一种用于在所述电站为换料被关闭之后，对该核电厂的一回路冷却剂主系统填充水，以及使其空气排出的方法，所述一回路冷却剂主系统包括位于反应堆厂房水池中的反应堆容器、一回路冷却剂泵、至少一个包括位于反应堆容器高度上方的多个蒸汽发生器管的蒸汽发生器以及一个稳压器，所述方法包括下述步骤：

a)对反应堆容器和水池填充水；

b)对反应堆容器装载核燃料；

c)排干所述水池，并且将用于关闭反应堆容器的顶盖放置就位；

d)调节该一回路冷却剂主系统的水位到一低工作范围，从而使包含在管束内、稳压器和反应堆容器内的空气体积彼此连通；

e)通过连接到反应堆容器和稳压器上的排气口的真空泵的抽吸，抽空一回路冷却剂主系统；

f)填充一回路冷却剂主系统直到真空水平，并且然后通过打开排气口，使一回路冷却剂主系统进入大气压力下，依靠其优势，该一回路冷却剂主系统中的水排入到管束内；以及

g)该一回路冷却剂主系统被填充至稳压器的顶部，从而允许核电厂起动运行以继续工作，所述方法的特征在于，在一系列步骤a)、b)和c)之前执行步骤d)、e)和f)。

因此，利用根据本发明的方法，可在装载燃料之前通过抽空使管填充水。