[发明专利]一种用于压水堆一回路冷却剂中溶解氢含量的在线测定系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于压水堆一回路冷却剂中溶解氢含量的在线测定系统及方法，其中测定系统包括在线氢表连续流，还包括位于所述在线氢表连续流下游的在线氢表、位于所述在线氢表下游的背压阀，且所述背压阀下游出口连通至连续流疏水，所述在线氢表连续流与所述在线氢表之间的连通管路上设有压力表，所述压力表可以用于检测连通管道内物流的压力，所述背压阀与所述连续流疏水之间连通的管道上设有流量计，所述流量计可以用于检测连通管道内物流的流量。本发明提供的一种用于压水堆一回路冷却剂中溶解氢含量的在线测定系统及方法，当压水堆核电厂一回路溶解氢浓度大于18.2cc/Kg时，可以通过增大体系的压力来准确测量压水堆核电厂一回路中的溶解氢含量。

技术领域

本发明涉及核电站压水堆技术领域，特别是涉及一种用于压水堆一回路冷却剂中溶解氢含量的在线测定系统及方法。

背景技术

全世界大约有几百座核电机组在运行，其中占绝大多数(约92%)的是轻水堆(LWR)，其余为重水堆(PHWR)以及先进气冷堆(AGR)等。轻水堆主要是压水堆(PWR)和沸水堆(BWR)两种类型，其中大约75%为压水堆，我国投入运行并将建造的绝大多数核电站都是压水堆型的，压水堆核电站使用轻水作为冷却剂和慢化剂。主要由核蒸汽供应系统（即一回路系统）、汽轮发电机系统（即二回路系统）及其他辅助系统组成。冷却剂在堆芯吸收核燃料裂变释放的热能后，通过蒸汽发生器再把热量传递给二回路产生蒸汽，然后进入汽轮机做功，带动发电机发电。反应堆在运行期间，需要冷却循环净化系统不断去除循环水中的裂变和腐蚀产物，减低回路系统的活性。其中，压水堆一回路冷却剂在强辐射条件下会分解，反应式：2H₂O⇌H₂+H₂O₂，H₂O₂⟶H₂O+O₂。分解产生的O₂和H₂O₂是引起一回路结构材料和设备腐蚀的主要原因之一。为抑制一回路冷却剂的辐照分解，通常向冷却剂中加入氢气，氢可以增加水的复合率，降低辐解产物O₂和H₂O₂的生成量，从而抑制水的辐照分解。然而当水中氢气含量过高时，容易导致机械清脆，可能使得装置结构出现裂纹，导致装置损坏，设备无法运行，甚至泄漏等大型事故。因此不仅需要防止氢含量过低时导致的结构材料的腐蚀，还需避免氢含量过高时导致的机械结构损伤。

压水堆核电厂一回路溶解氢含量的测定方法主要是在线测量和离线测量，其中在线测量主要是在压水堆核电厂一回路体系上外接管路来进行测量，而离线测量则是方便在实验室移动测量的。虽然离线测量可以随时随地进行，但是离线测量只能间断式检测，而在线测量可以实时连续进行氢含量的测定，因此为了对氢含量的实时监控，我们需要一种可以在线测量的系统和方法。

在线测量方法都是采用在线氢表直接测量。但是标准大气压下，20℃时水吸收氢气的饱和体积是18.2cc/kg，当冷却剂中溶解氢浓度超过18.2cc/kg时，就会超过水吸收氢气的饱和体积，导致在线氢表无法准确测量一回路溶解氢浓度。因此需要一种测量方法来解决压水堆核电厂一回路溶解氢浓度大于18.2cc/Kg时在线氢表无法准确测量的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于压水堆一回路冷却剂中溶解氢含量的在线测定系统及方法，当压水堆核电厂一回路溶解氢浓度大于18.2cc/Kg时，可以通过增大体系的压力来增大水的饱和溶解氢含量，从而实现连续准确在线测量压水堆核电厂一回路中的溶解氢含量。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种用于压水堆一回路冷却剂中溶解氢含量的在线测定系统，包括在线氢表连续流，其特征在于，还包括位于所述在线氢表连续流下游的在线氢表、位于所述在线氢表下游的背压阀，且所述背压阀下游出口连通至连续流疏水。

进一步的，所述在线氢表连续流、所述在线氢表、背压阀、连续流疏水之间通过不锈钢管道依次连通。