一种反应堆冷却剂化容控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于压水堆核电技术，具体涉及一种压水堆的化学和容积控制系统及冷却剂控制方法。
【背景技术】
[0002]在电厂正常运行时，化容系统保持反应堆冷却剂系统的水装量和稳压器的程控水位，同时保持反应堆冷却剂的水质和放射性水平在规定范围内，调节反应堆冷却剂的pH值。在电厂功率运行期间，化容系统能够保持反应堆冷却剂中溶解氢的含量，抑制一回路水的辐照分解。
[0003]ACP100+反应堆结构紧凑，要求化容系统在满足其功能要求的前提下，系统配置尽量简化，其系统布置尽量紧凑，以适应一体化反应堆布置空间小的要求。而现有大堆的化学和容积控制系统设计参数较高、系统配置复杂、要求的布置空间大，对于一体化反应堆不适用且经济性较差。
[0004]现有的分散式布置反应堆中的反应堆冷却剂化学和容积控制系统设计参数较高、系统配置复杂、要求的布置空间大，难以满足一体化反应堆的功能和布置空间要求，且经济性较差，反应堆冷却剂的压力不能满足阀门、管道、主设备的压降及位差要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种反应堆冷却剂化容控制系统及控制方法，其能够满足一体化反应堆的功能和布置空间要求。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]—种反应堆冷却剂化容控制系统，包括设于反应堆冷却剂系统的出口的净化栗、再生式热交换器、下泄热交换器;所述的再生式热交换器上部设有管侧入口和管侧出口，下部设有壳侧出口和壳侧入口，所述的净化栗的栗出口连接再生式热交换器的管侧入口，管侧出口连接下泄热交换器，所述的壳侧出口连接反应堆冷却剂系统、壳侧入口分别连接稳压器和上充管线；
[0008]所述的下泄热交换器的出口管道依次安装混床离子交换器、阳床除盐器和反应堆冷却剂过滤器；
[0009]所述的反应堆冷却剂过滤器的出口管道分为两路，一路反馈连接到再生式热交换器的壳侧入口，该管道作为上充管线，另一路连接废液处理系统。
[0010]在上述的一种反应堆冷却剂化容控制系统中:所述的连接废液处理系统的这一路管道上设有下泄孔板。
[0011]在上述的一种反应堆冷却剂化容控制系统中:所述的上充管线上连接一路补水管线，将核岛除盐水通过上充栗和补水管线补充至上充管线。
[0012]在上述的一种反应堆冷却剂化容控制系统中:所述的补水管线上设有硼酸配置装置和化学试剂添加装置。
[0013]—种反应堆冷却剂化容控制方法，包括下述步骤:
[0014]I)提高反应堆冷却剂的压力，使其大于或等于辅助喷淋时的净化回路阀门、管道、设备的压降及位差之和；
[0015]2)利用流出反应堆冷却剂系统的净化流量来加热返回反应堆的冷却剂系统流体，直到注入到反应堆冷却剂系统的冷却剂温度达到245°C;
[0016]3)使用设备冷却水将下泄反应堆冷却剂冷却到O?50°C;
[0017]4)将冷却后的反应堆冷却剂进行除盐；
[0018]5)依次去除反应堆冷却剂中的离子态裂变产物、腐蚀产物，固体腐蚀产物和阻留碎树脂；
[0019]6)经过过滤之后的冷却剂，去除其溶解的裂变气体，使其返回到主系统中；
[0020]7)对反应堆冷却剂进行pH控制，向冷却剂中加入氢气以抑制水辐照产生氢气；
[0021 ] 8)在稳态运行工况下，向反应堆冷却剂系统中以恒定流量15?19t/h补水；
[0022]9)在停堆期间，补偿反应堆冷却剂的收缩；
[0023]10)当正常喷淋失效时，经过步骤I)之后的反应堆冷却剂进入稳压器，以提供辅助喷淋流量；
[0024]11)在反应堆充水、升压和排气阶段，向反应堆冷却剂系统中注入硼酸和除盐水，并调节硼酸流量和除盐水，使反应堆冷却剂的硼浓度达到冷停堆浓度状态。
[0025]在上述的反应堆冷却剂化容控制方法中:所述的步骤I)是采用将反应堆冷却剂系统的冷却剂经过净化栗引出再生式热交换器，利用净化栗提高进入到化容系统的反应堆冷却剂的压力。
[0026]在上述的反应堆冷却剂化容控制方法中:所述的步骤4)可以利用旁通除盐装置进行除盐，在需要添加联氨时，调整下泄流流向，手动打开旁通除盐装置，在净化运行时控制下泄流流向，向废液处理系统下泄时控制下泄流，使其经过除盐装置。
[0027]在上述的反应堆冷却剂化容控制方法中:所述的步骤5)可以通过混床除盐器连续运行和通过阳床除盐器间断运行，去除反应堆冷却剂中的离子态裂变产物、腐蚀产物;通过阳床除盐器，再通过过滤器阻留悬浮状的固体颗粒，滤去固体腐蚀产物和阻留碎树脂。
[0028]在上述的反应堆冷却剂化容控制方法中:所述的步骤6)中利用上充栗使经过滤器的冷却剂进入到废液处理系统去除溶解的裂变气体返回到主系统中。
[0029]在上述的反应堆冷却剂化容控制方法中:所述的步骤7)具体过程为，制备氢氧化锂并向反应堆冷却剂系统注入，调节反应堆冷却剂的pH值，在稳态运行工况下，通过向反应堆冷却剂添加氢气，保持其中溶解氢的含量在20?50ml(STP)/kg.H20范围，以抑制一回路水的辐照分解。
[0030]本发明的显著效果在于:
[0031]该化容系统满足ACP100+反应堆的功能要求，系统配置得到了简化，不再需要设置硼酸贮存箱以及相关的栗、阀门和管道等设备，系统的布置结构紧凑，大大减小了该系统的布置空间。
[0032]方法中首先提高反应堆冷却剂的压力，利用流出反应堆冷却剂系统的净化流量来加热返回反应堆的冷却剂系统流体，之后进行除盐、去除裂变产物等工序，使裂变气体反馈到主系统中，之后再进行PH控制和补水，补偿反应堆冷却剂的收缩，同时调节硼酸流量和除盐水，使反应堆冷却剂的硼浓度达到冷停堆浓度状态。整个步骤使得反应堆冷却剂的压力能够满足一体化小型堆，例如ACPlOO+中关于阀门、管道、主设备的压降及位差要求。
【附图说明】
[0033]图1为反应堆冷却剂化容控制系统示意图；
[0034]图中:1.净化栗;2.再生式热交换器;3.下泄热交换器;4.混床离子交换器;5.阳床除盐器;6.反应堆冷却剂过滤器;7.硼酸配置箱;8.化学试剂添加箱;9.上充栗。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0036]如图1所示，在反应堆冷却剂化容控制系统中，从反应堆冷却剂系统的出口管道安装净化栗I，净化栗I的栗出口连接再生式热交换器2的管侧入口，该再生式热交换器2的管侧出口连接下泄热交换器3，所述的再生式热交换器2下部设有壳侧出口和壳侧入口，壳侧出口连接反应堆冷却剂系统、壳侧入口分别连接稳压器和上充管线。
[0037]下泄热交换器3的出口管道依次安装混床离子交换器4、阳床除盐器5和反应堆冷却剂过滤器6 ο反应堆冷却剂过滤器6出口管道分为两路，一路反馈连接到再生式热交换器2的壳侧入口，该管道作为上充管线，另一路连接废液处理系统。在连接废液处理系统的这一路管道上安装一块下泄孔板，用于限制下泄流量。在上充管线上连接一路补水管线，将核岛除盐水通过上充栗9和补水管线补充至上充管线。
[0038]另外可以在补水管线上设置硼酸配置箱7用于向反应堆冷却剂系统添加硼酸，设置化学试剂添加箱8用来向反应堆冷却剂中添加氢氧化钠和联氨以调节pH值和除去冷却剂中的氧。
[0039]过程:
[0040]冷却剂从反应堆冷却剂系统流出经过净化栗进入再生式热交换器，在其中经过换热降温之后，从换热出口流出。然后经过混床除盐器、冷却剂过滤器、下