[发明专利]一种反应堆换料系统、在线装料、卸料及换料方法

说明书

本发明公开了一种反应堆换料系统、在线装料、卸料及换料方法，该系统由载气单元、装料装置、增殖包层模块、卸料装置、尾气处理装置组成，其连接关系是，载气单元分别与装料装置和增殖包层模块连接；增殖包层模块分别与装料装置和卸料装置连接；尾气处理装置分别与增殖包层模块和卸料装置连接，该系统换料过程中增殖包层模块不出堆而在线装卸增殖剂或中子倍增剂。本发明实现聚变堆增殖包层的增殖剂小球或中子倍增剂小球在线装料和卸料，使整个操作变得简单可控。同时氚载带吹扫也可以通过换料的进出口，不需额外的增加增殖包层模块的进出口。

技术领域

本发明属于聚变堆增殖包层领域，可应用于聚变增殖包层增殖剂小球或中子倍增剂小球的换料收集系统以及其它有换料需求的场所，具体涉及一种反应堆换料系统、在线装料、卸料及换料方法。

背景技术

在聚变装置运行过程中，增殖剂小球或中子倍增剂小球需要进行装料，并且增殖剂小球在一定燃耗后将被取出进行卸料操作。现在的方案为装完增殖剂小球或中子倍增剂小球后进行焊接成为一个增殖包层模块；卸料时过程更为复杂，需将第一璧拆除后，将一个个增殖包层模块拆除后卸出。装料和卸料过程都及其复杂，操作不便。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种反应堆换料系统、在线装料、卸料及换料方法，采用气动方式实现增殖剂小球或中子倍增剂小球的在线装料和卸料，系统简单，便于操作。具体采用以下技术方案：

一种反应堆换料系统，该系统由载气单元、装料装置、增殖包层模块、卸料装置、尾气处理装置组成，其连接关系是，载气单元分别与装料装置和增殖包层模块连接；增殖包层模块分别与装料装置和卸料装置连接；尾气处理装置分别与增殖包层模块和卸料装置连接，该系统换料过程中增殖包层模块不出堆而在线装卸增殖剂或中子倍增剂。

进一步，载气单元主要包含若干钢瓶、减压阀组件、净化器和流量计；所述钢瓶内充有载带气，所述载带气为高纯氦气、高纯氖气或者高纯氩气中任意一种；所述载带气纯度为99.999％；所述净化器分为两级，第一级为自制分子筛，第二级为自制ZrMnFe合金。

进一步，装料装置设有装料罐、进料器和真空泵；卸料装置包括收集罐I和收集罐II。

进一步，所述收集罐I和收集罐II为内部含有不锈钢过滤网的含铅容器，收集罐I内为20μm的过滤网，收集罐II内为5μm的过滤网。

进一步，所述装料罐为顶盖可拆卸的密封容器，并且留有抽真空的接口，底部为锥形口。

进一步，所述尾气处理装置包括尾气收集罐和尾气净化系统，所述尾气净化系统为三级净化系统。

进一步，所述增殖包层模块为密封容器，上端留有带手动阀的进口(A)，下端留有带手动阀的出口(B)。

一种反应堆在线装料方法，该方法包括首先对系统进行抽真空处理，然后按要求将定量的增殖剂小球或中子倍增剂小球装入装料罐，在重力作用下增殖剂小球或中子倍增剂小球由装料罐转移至进料器，通过载气单元提供载带气将装料装置内的增殖剂小球或中子倍增剂小球吹至增殖包层模块内，完成系统装料；同时，载带气进入尾气收集罐暂存后，输送到尾气净化系统经处理后排放。

一种反应堆在线卸料方法，该方法包括采用反向换料和正向换料相结合的方式进行卸料，具体为先进行反向卸料，完成大部分增殖剂或中子倍增剂的卸料；完成反向换料后，切换至正向换料，完成残余增殖剂或残余中子倍增剂的卸料。

一种反应堆换料方法包括：装料流程和在线卸料流程，其中，装料流程采用如前述的反应堆在线装料方法进行装料，卸料流程采用如前述的反应堆在线卸料方法进行卸料。