[发明专利]一种高温气冷堆事故冷却除湿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种反应堆工程事故冷却除湿系统及方法，具体涉及一种用于高温气冷堆的事故冷却除湿系统及方法。

背景技术

高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的反应堆，是一种具有固有安全性、发电效率高、用途极为广泛的先进核反应堆。在高温堆运行过程中有如下问题解决：(1)由于某种原因反应堆发生事故时，需要对系统进行冷却降温，防止事故进一步恶化；(2)在反应堆启动前，或者当堆芯裸露在大气中检修后，需要对堆芯进行除湿。(3)冷却高温堆吸收球停堆系统的驱动气；(4)紧急停堆后小流量主动冷却。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种高温气冷堆事故冷却除湿系统及方法，解决了反应堆一回路除湿和事故冷却的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案是：

一种高温气冷堆事故冷却除湿系统，包括从上至下依次设置的一级水/氦换热器1、二级水/氦换热器2和气水分离器3，所述一级水/氦换热器1一端设置有反应堆一回路冷却剂入口11，上部设置有一级水入口12和一级水出口13，下部设置有一级冷却剂出口14；所述二级水/氦换热器2上部设置二级冷却剂入口21、二级水出口22和二级水入口23，底部设置二级冷却剂出口24和二级冷凝水出口25；所述气水分离器3的顶部设置冷却剂返回反应堆一回路出口31，中部设置冷却剂入口32，底部设置分离水出口33；所述一级水/氦换热器1的一级冷却剂出口14与二级水/氦换热器2的二级冷却剂入口21连通，二级水/氦换热器2的二级冷却剂出口24与气水分离器3的冷却剂入口32连通；所述二级水/氦换热器2的二级冷凝水出口25与气水分离器3的分离水出口33连通排水系统，分离水出口33的管路上设置第一阀门F1，二级冷凝水出口25的管路上设置第二阀门F2，分离水出口33与二级冷凝水出口25汇合后的管路上设置第三阀门F3。

所述第一阀门F1、第二阀门F2和第三阀门F3所在的管道立式安装。

所述一级水/氦换热器1和二级水/氦换热器2相对水平面倾斜千分之五坡度安装，其中一级水/氦换热器1的冷却剂入口低，冷却剂出口高，二级水/氦换热器2的冷却剂入口低，冷却剂出口高。

所述一级水入口12进入的水为设备冷却水，所述二级水入口23进入的水为7～12℃的冷冻水。

所述系统在压力为0～8.1MPa之间均可运行。

所述气水分离器3的内径为300毫米。

上述所述的高温气冷堆事故冷却除湿系统进行事故冷却和除湿的方法，包括反应堆一回路事故冷却工况和反应堆一回路除湿工况：

所述反应堆一回路事故冷却工况为：从反应堆一回路来的300℃高温冷却剂进入所述系统，冷却剂先经过一级水/氦换热器1后，温度被冷却至小于50℃，然后再经过二级水/氦换热器2冷却至小于50℃，最后进入气水分离器3，被送回反应堆一回路；在该工况中，二级水/氦换热器2冷侧不供应水；该工况适用于紧急停堆后的小流量主动冷却和吸收球停堆系统驱动气冷却工况；该工况的氦气最大流量为3960kg/h；

反应堆一回路除湿工况为：从反应堆一回路来的250℃高温冷却剂进入所述系统，冷却剂先经过一级水/氦换热器1后，温度被冷却至小于50℃，然后再经过二级水/氦换热器2冷却至小于20℃，然后进入气水分离器，过饱和水分离后，冷却剂被送回反应堆一回路；该工况也适用于初装堆，反应堆进水事故或堆芯裸露在大气中检修后的除湿；该工况的氦气流量为3960kg/h；

在上述两个工况中，二级水/氦换热器2会冷凝生成水，气水分离器3也将从冷却剂中分离出水，这些水将被排往排水系统；气水分离器3排放分离水时，通过依次间隔地开、关第一阀门F1和第三阀门F3来实现；气水分离器3的液位0点设在第一阀门F1的上部，当气水分离器3中的水位达上限时，打开第一阀门F1，此时第三阀门F3是关闭的；气水分离器3中的水将靠重力进入第一阀门F1与第三阀门F3之间的管道，3分钟后，先关第一阀门F1，再打开第三阀门F3，排水管中的水将靠重力进入排水系统的贮水罐；二级水/氦换热器2冷凝水的排放通过依次间隔地开、关第二阀门F2和第三阀门F3来实现，其过程与气水分离器3的排水过程一样；但是这两个过程不同时进行。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：