用于核电站的脱气系统和对反应堆冷却剂流进行脱气的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种核电站，包括核反应堆和含有反应堆冷却剂的反应堆冷却剂回路，并还包括用于所述反应堆冷却剂的脱气系统(2)。本发明专利技术的目的是提供一种具有脱气系统(2)的核电站，所述系统可以很容易地集成到周围的系统中，空间需求小，在现有工厂的情况下可以适应各种需要，并且可以可靠和有效地工作。为此，所述脱气系统(2)是超声波脱气系统，包括超声波发生器簇(11)，其中所述超声波发生器簇有至少一个超声波发生器(10)设置在所述反应堆冷却剂回路的管线中或与所述反应堆冷却剂回路流体连接的管线中。的管线中。的管线中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于核电站的脱气系统和对反应堆冷却剂流进行脱气的方法


[0001]本专利技术涉及一种核电站，包括核反应堆和含有特别是基于水或类似于水(例如轻水或重水)的反应堆冷却剂的反应堆冷却剂回路，还包括用于反应堆冷却剂的脱气系统。本专利技术还涉及一种对核反应堆的反应堆冷却剂进行脱气的相应方法。

技术介绍

[0002]核电站包括核反应堆和相关的反应堆冷却剂回路，反应堆冷却剂在反应堆冷却剂回路中循环。由于各种原因，可能有必要从液体反应堆冷却剂中去除溶解的气体。这个过程被称为“脱气”或“脱气作用”。一个原因可能是去除氧气，以避免在封闭的管线或管道系统中出现腐蚀。另一个原因可能是为核反应堆的维护做准备，使放射性核素的数量尽可能低，以达到反应堆容器的开放限制。
[0003]根据权利要求1的前序部分，现有技术文件EP 2 109 114A2公开了一种带有反应堆冷却剂脱气系统的核电站。所述脱气系统是基于汽化(应用汽提气)。
[0004]US 4 647 425A公开了一种具有真空脱气仪器的核电站。
[0005]US 2016/225470 A1公开了一种基于膜的脱气仪器的核电站。
[0006]核电站中现有的这些脱气系统被认为是昂贵的、耗能的、低效的和对空间有要求的。
[0007]因此，本专利技术的目的是为了提供具有脱气系统的核电站，所述系统可以很容易地与周围的系统集成，空间需求小，在现有的工厂中可以适应各种需要，并且可以可靠和有效地工作。此外，本专利技术应提供一种用于对核反应堆的反应堆冷却剂流进行脱气的相应方法。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术，与装置有关的目的是由具有权利要求1的特征的核电站来实现的。
[0009]因此，本专利技术提出了一种核电站，包括核反应堆和含有反应堆冷却剂的反应堆冷却剂回路，并还包括反应堆冷却剂的脱气系统，其中脱气系统是一种超声波脱气系统，包括超声波发生器簇，所述超声波发生器簇有至少一个超声波发生器(sonotrode)设置在反应堆冷却剂回路的管线中或与反应堆冷却剂回路流体连接的管线中，优选地对反应堆冷却剂进行连续脱气。
[0010]在超声波脱气系统中，溶解在液体中的气体由于超声波能量的作用而形成小的空化气泡。在分离容器或罐中，小气泡聚集成较大的气泡，并上升到液体的表面，使得分离气体可以被提取出来。超声波振荡器也被称为超声波发生器。
[0011]本专利技术基于这种已知的技术，这种技术在商业上是可用的，并在其他工业部门得到证实和测试，并将所述技术转化为适用于核电站反应堆冷却剂脱气的应用。其优点包括：节省成本和能源、节省空间、低维护、易于安装和操作、模块化设计、可按需扩展(可扩展)。
[0012]在优选的实施方式中，超声波发生器簇包括多个并流配置的超声波发生器。优选地，借助于相应的控制阀，流过(活化)的超声波发生器可以调整。
[0013]对于连续操作，每个超声波发生器优选地设置在流通池内，所述流通池可以是任何适合流通操作的器皿、管道或罐。
[0014]虽然原则上可以将所述超声波发生器放在发生气体分离的同一容器、罐或管道中，但对于本文所述的应用来说，有利的是将超声波子系统和分离子系统在空间上相互分离，使得超声波发生器簇的下游有分离容器。
[0015]优选地，分离容器包括气体空间，所述气体空间与用于提取气流的吸入管线相连。因此，在操作过程中，气体空间优选保持在相对于大气的负压下。气体分离也可以通过分离容器的气体吹扫来实现或支持。
[0016]在优选的实施方式中，超声波冷却系统优选地具有在开放或封闭的冷却回路内循环的流体传热介质或冷却剂。此外，或者说，特别是在较大的超声波发生器簇的情况下，流动冷却系统，优选同类的，用于冷却离开超声波发生器的液体流。
[0017]特别有利的实施方式涉及具有压水反应堆(PWR)的核电站，并具有一级反应堆冷却剂回路和二级反应堆冷却回路，其中，待脱气的反应堆冷却剂是一级反应堆冷却剂回路的一级反应堆冷却剂。然而，对二级反应器冷却剂回路的二级反应器冷却剂进行脱气也是可行的。在这种情况下，术语“压水反应堆”应被理解为，广义上地，包括轻水反应堆，如欧洲压水反应堆(EPR)或德国的“压水反应堆(Druckwasserreaktor)”(DWR)，也包括重水反应堆，如CANDU。CANDU，即加拿大氘
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铀，是加拿大著名的加压重水反应堆设计。
[0018]通常，通过相关的反应堆化学和容积控制系统(CVCS)可以接触到一级反应堆冷却剂回路的冷却剂，所述系统包括下泄管线和容积控制罐。优选地，供应管线从下泄管线通向超声波发生器簇，这样，通过CVCS控制系统的所述流的分支流就由超声波子系统处理。
[0019]在这种情况下，当容积控制罐被设置作为离开超声波发生器簇的一级反应堆冷却剂流的分离容器时，特别有用。
[0020]更为普遍的是，核电站内的任何液体都可以通过这里描述的那种超声波脱气系统进行脱气，例如，在注入循环反应堆冷却剂之前的硼酸和/或软化水。
[0021]关于该方法，本专利技术提出了一种对核反应堆的反应堆冷却剂流进行脱气的方法，该方法包括以下步骤：
[0022](a)借助于至少一个超声波发生器，对所述流施加超声波振动，然后
[0023](b)引导气流进入分离容器，其中，气流与液相分离。
[0024]优选地，步骤(a)和(b)是连续执行的。
[0025]上述与装置有关的说明也同样适用于该方法。
[0026]简而言之，根据本专利技术的系统意在且适用于对连接到反应堆冷却剂回路的辅助系统内的反应堆冷却剂流进行脱气。为了提高扩展性和模块化，在并流配置中的几个超声波发生器簇被切换到主流管线中。进一步，可选组件包括用于超声波发生器和/或主流的冷却装置以及超声波发生器设置下游的减压气体分离器。整个超声波发生器布置可以位于可移动的容器内。
附图说明
[0027]接下来将参照附图对本专利技术的示例性实施方式进行描述。
[0028]图1显示了用于气态液体的脱气系统的示意图。
[0029]图2显示了根据图1的脱气系统在核电站内的第一具体应用，这里用于对压水反应堆的一级反应堆冷却剂进行脱气。
[0030]图3显示了根据图1的脱气系统的第二具体应用。
[0031]图4显示了根据图1的脱气系统的第三具体应用，在这种情况下是移动应用。
[0032]图5给出了带有一级冷却剂回路和相关辅助系统的压水反应堆(PWR)的图示。
[0033]类似的技术元件在整个附图中被赋予相同的附图标记。
[0034]图1显示了液体脱气系统2的示意图，即，所述液体是一种含有溶解气体或蒸汽的液体。待脱气的液体的流入物4或流经由进料管线或管道或供应管线6进入超声波子系统8，所述系统包括超声波发生器10的组，即，超声波发生器簇11。更确切地说，供应管线6分成若干平行的支管线12或分支，使得在操作过程中，液体流入物4被相应地分成部分流体或流。每条支管线12包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种核电站，包括核反应堆和反应堆冷却剂回路，还包括用于在所述反应堆冷却剂回路中循环的反应堆冷却剂的脱气系统(2)，其特征在于，所述脱气系统(2)是超声波脱气系统，包括超声波发生器簇(11)，其中至少一个超声波发生器(10)设置在所述反应堆冷却剂回路的管线中或与所述反应堆冷却剂回路流体连接的管线中。2.根据权利要求1所述的核电站，其中，所述超声波发生器簇(11)包括多个并流配置的超声波发生器(10)。3.根据权利要求2所述的核电站，其中，流过的超声波发生器(10)的数量能借助于相应的控制阀(44)来调节。4.根据前述权利要求中任一项所述的核电站，其中，每个超声波发生器(10)被设置在流通池(14)内。5.根据前述权利要求中任一项所述的核电站，其中，在所述超声波发生器簇(11)的下游存在分离容器(16)。6.根据权利要求4所述的核电站，其中，所述分离容器(16)包括气体空间(26)，所述气体空间(26)与用于提取的气流(31)的吸入管线(28)相连。7.根据前述权利要求中任一项所述的核电站，其中，存在超声波发生器冷却系统(56)。8.根据前述权利要求中任一项所述的核电站，其中，存在用于离开所述超声波发生器(10)的反应堆冷却剂流的流动冷却系统(58)。9.根据前述权利要求中任一项所述的核电站，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格，
申请(专利权)人：法玛通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：