[发明专利]补气系统及高温氦气直接取样装置

说明书

技术领域

本发明涉及核电领域，特别是涉及一种适用于高温氦气直接取样装置的补气系统及具有该补气系统的高温氦气直接取样装置。

背景技术

从20世纪60年代开始，英国、美国和德国开始研发高温气冷堆。1964年，英国与欧共体合作建造的世界第一座高温气冷堆龙(Dragon，20MWth)堆建成临界。其后，德国建成了15MWe的高温气冷试验堆AVR和300MWe的核电原型堆THTR-300。美国建成了40MWe的实验高温气冷堆桃花谷(Peach-Bottom)堆和330MWe的圣符伦堡(Fort.St.Vrain)核电原型堆。2002年底，“第四代核能系统国际论坛”和美国能源部联合发布了《第四代核能系统技术路线图》，选取了包括超高温气冷堆在内的六中核反应堆型作为未来的研究重点。高温气冷堆是国际公认的一种安全堆型，是未来陷阱核能系统的一个重要发展方向，2006年初，《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中将大型压水堆及高温气冷堆核电站列为重大科技专项之一，高温气冷堆是具有第四代核能安全特性的核电技术，被国际认为是第四代核能系统中最有可能率先实现商业化的技术。

高温气冷堆是具有第四代特征的先进堆型，由于其冷却剂中载带数量可观的石墨粉尘，石墨粉尘上富集大量放射性核素，是高温气冷堆放射性产生的源头。如果能对其进行直接测量，即相当于得到了高温气冷堆放射性水平的第一手数据，为研究高温气冷堆的辐射安全特性提供第一手材料，对于掌握这种第四代反应堆在各种工况下的整体辐射特点有重要意义。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种补气系统，来对经高温氦气直接取样装置取样后的高温气冷堆进行补气，防止高温气冷堆内的气压低于额定气压。

特别地，本发明提供一种适用于高温氦气直接取样装置的补气系统，用于与高温气冷堆连接来对所述高温气冷堆进行补气，其中，包括：

供气装置，用于储存气体；

气压提供装置，分别与所述供气装置和所述高温气冷堆连通；

所述气压提供装置设置为，当所述高温气冷堆内的气压低于额定气压时，所述气压提供装置将一部分所述气体注入到所述高温气冷堆内，来将所述高温气冷堆内的气压升高至所述额定气压。

优选地，所述补气系统还包括：

单向阀，设置在所述气压提供装置与所述高温气冷堆之间，所述气压提供装置将所述气体的气压转换为额定气压；

所述单向阀设置为，当所述高温气冷堆内的气压低于额定气压时，所述气压提供装置将一部分所述气体通过所述单向阀注入到所述高温气冷堆内，来将所述高温气冷堆内的气压升高至所述额定气压。

优选地，所述补气系统还包括：

进气储存装置，与所述高温氦气直接取样装置连接，用于储存从所述高温氦气直接取样装置流出的高温气体；

出气储存装置，与所述进气储存装置和所述气压提供装置分别连通，用于储存纯净氦气；

所述进气储存装置和所述出气储存装置设置为，当所述高温气体流入所述进气储存装置时，与所述高温气体相同体积的所述纯净氦气被置换出而输送至气压提供装置，该气压提供装置将该部分所述纯净氦气注入到所述高温气冷堆内，来将所述高温气冷堆内的气压升高至所述额定气压。

优选地，所述补气系统还包括气体流量计，用于检测所述高温气冷堆释放出的高温氦气量，所述气压提供装置根据所述高温氦气量来将等量的所述气体注入所述高温气冷堆中。

优选地，所述气体流量计与所述高温氦气直接取样装置的出气通道连接来检测与所述高温氦气量相同的所述高温氦气直接取样装置流出的高温气体；所述出气通道与容纳分子筛的容纳腔连通，当所述分子筛置于所述容纳腔时，所述出气通道位于所述分子筛的后侧。

优选地，所述气体流量计设置于所述供气装置和所述出气通道之间。

优选地，所述供气装置包括：

进气储存装置，通过与所述出气通道连通，用于储存所述高温气体；

出气储存装置，分别与所述进气储存装置和所述气压提供装置连通，用于储存纯净氦气；

所述进气储存装置和所述出气储存装置设置为，当所述高温气体流入所述进气储存装置时，所述出气储存装置将与所述高温气体等量的所述纯净氦气输送至所述气压提供装置；所述气压提供装置将该部分所述纯净氦气升压并注入到所述高温气冷堆内，来将所述高温气冷堆内的气压升高至所述额定气压。

优选地，所述供气装置、所述气压提供装置及所述气体流量计均设置在所述高温气冷堆的核岛内。