除去在核反应堆的补充水中溶解的气体制造技术

本发明专利技术涉及一种从用于水冷却核反应堆中的补充水中除去溶解的气体的系统和方法。本发明专利技术包括：储罐，所述储罐含有包括所述溶解的气体的所述补充水；膜系统，所述膜系统位于所述储罐的下游以从所述补充水中至少部分除去所述溶解的气体；以及输送机构，所述输送机构从用于所述水冷却核反应堆的膜系统的出口转移补充水。所述溶解的气体能够包括溶解的氧、溶解的氮、溶解的氩及其混合物中的至少一种溶解的气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水冷却核反应堆，特别地，涉及水冷却核反应堆的补充水系统。本专利技术还涉及一种至少部分分离并除去补充水中溶解的气体的系统和方法。
技术介绍
在水冷却核反应堆如压水反应堆(“PWR”)中，将水连续进料至反应堆的芯部中。从诸如主要补充水(“PMW”)系统的补充水源连续补充水。所述水含有至少一种化学品例如硼，以用于控制反应堆的芯部内部的中子通量。所述PMW系统典型地包括主要储水罐以容纳补充水。主要储水罐中的补充水通常被覆盖(例如利用橡胶囊)以防止空气进入储罐。然而，已经发现，即使具有覆盖物，仍有一定量的空气能够进入储罐。期望防止空气进入储罐，因为空气含有能够溶于水中的气体如氮气、氧气和氩气。然后，包括溶解的气体的补充水最终进料至反应堆的芯部中以及相关系统和部件中。这是个问题，因为溶解的气体如氧气在水系统中是已知的腐蚀源。本领域中已知的是，向补充水中添加诸如肼的化学品以控制其中溶解的氧的水平。然而，关于肼的添加，存在缺点。例如，肼能够断裂，因而提高溶解的氮在补充水中的量。此外，可将氮气氛用于主要储水罐中，这也能够提高补充水中溶解的氮的量。已经发现，当将补充水最终进料至反应堆的芯部中时，补充水中溶解的氮能够提高碳-14的产生。当氮吸收反应堆的芯部中的中子时，其形成碳-14。已知的是，碳-14是环境污染物，因此，期望降低或排除碳-14的形成。另外，氩具有与氮类似的不期望的影响，因此，优选将溶解的氧、氮和氩中的至少一种从补充水中除去。由此，需要设计并开发改进的系统和方法，以控制例如减少、降低或除去最终进料至水冷却核反应堆的芯部或相关系统中的补充水中溶解的气体的水平。此外，期望提供根据需要能够以PMW系统在不需要时能够处于备用或不运行的模式且作为发生需要供应补充水的状况或情况的响应而能够开始或启动的方式使用的系统和方法。专利技术概述本专利技术的一个方面是提供一种从用于水冷却核反应堆中的补充水中至少部分除去溶解的气体的系统。所述系统包括具有排放器(discharge)的储罐。所述储罐含有包括溶解的气体的补充水。所述系统还包括具有进口和出口的膜系统。所述膜系统位于储罐排放器的下游以接收补充水并从所述补充水中至少部分除去溶解的气体。所述系统还包括从用于水冷却核反应堆的膜系统的出口输送补充水的机构。所述溶解的气体能够包括选自溶解的氧、溶解的氮、溶解的氩及其混合物中的至少一种溶解的气体。溶解的气体能够因空气饱和而存在于补充水中。本专利技术的另一个方面提供一种从水冷却核反应堆中的补充水中至少部分除去溶解的气体的方法。所述方法包括:提供储罐以容纳所述补充水，所述补充水包括所述溶解的气体；将所述补充水从所述储罐 出口排放至膜系统的进口 ；将所述补充水传递通过所述膜系统；在所述膜系统中从所述补充水中至少部分地除去所述溶解的气体；以及将所述补充水从所述膜系统的出口输送至选自所述水冷却核反应堆中的部件和/或系统中的终端使用者。附图简述根据仅由实例显示的本专利技术某些选实践的如下详细说明以及附图，将使得权利要求书中所述的本专利技术变得更加明显，其中:附图说明图1是根据本专利技术实施方案的主要补充水(“PMW”)系统的备用状态(alignment)的不意图；以及图2是根据本专利技术另一个实施方案向水冷却核反应堆的化学品和体积控制系统供应补充水的主要补充水(“PMW”)系统的状态的示意图。专利技术详述本专利技术涉及从水冷却核反应堆的补充水中至少部分分离并除去溶解的气体的系统和方法。溶解的气体能够包括空气中所含有的至少一种气体如氧、氮、氩及其混合物。溶解的气体能够因空气饱和而存在于补充水中。补充水包含在系统构造例如主要补充水(“PMW”)系统中并最终供应至水冷却核反应堆内的终端使用者如部件或系统。例如能够从PMW系统供应补充水并在反应堆冷却剂系统(“RCS”)中循环，由此将其进料至水冷却核反应堆的反应堆的芯部中。在替代实施方案中，补充水能够循环通过核反应堆的其他系统和部件，然后进料至反应堆的芯部中。补充水中溶解的气体的水平或量能够改变。在一个实施方案中，溶解的气体在补充水中的百分比取决于补充水在空气下的暴露度以及空气在补充水中得到的饱和度；例如提高暴露度和饱和度，导致溶解的气体在补充水中的百分比更高。所述PMW系统包括容纳并储存补充水的储罐。补充水包括去矿物质水。此外，补充水任选地包括其他化学品，例如但不限于硼。在PWR中，例如，将含硼的水循环通过反应堆以控制反应堆的芯部内的中子通量。在一个实施方案中，从去矿物质水进料罐供应去矿物质水并进料至PMW系统的储罐的进`口。在另外的实施方案中，从去矿物质水进料罐提供的去矿物质水包括硼。硼的量能够随核反应堆内的各种参数变化且不能限制为本专利技术。典型地，硼的量在用于商业水冷却核电站中的已知范围内。PMW系统的储罐的尺寸、形状和材料组成能够改变且也不能限制为本专利技术。所述储罐能够包括覆盖物，例如但不限于橡胶囊，且能够包括氮垫板。将补充水储存在储罐中并容纳在PMW系统内，直至在需要向终端使用者如在水冷却核反应堆内的其他部件和系统提供补充水时。所述PMW系统是用于支持水冷却核反应堆中的其他系统的辅助系统。在一个实例中，能够将所述PMW系统连接至化学品和体积控制系统(“CVCS”)，进而所述CVCS能够连接到RCS，且所述RCS能够向反应堆的芯部传递补充水。由此，PMW系统的储罐中的补充水能够从储罐流到CVCS、流到RCS并最终进入水冷却核反应堆的反应堆的芯部中。能够使用各种管道和配件将储罐连接到CVCS，使得补充水通过将储罐连接到CVCS (或水冷却核反应堆中的其他部件或系统)的管道经由储罐的出口或排放器排出。在管道内，能够存在各种其他部件。例如，在储罐下游能够存在泵，以将补充水从储罐的排放器通过PMW系统泵送至PMW系统的出口或排放器并泵送至终端使用者的部件或系统如CVCS、RCS和反应堆的芯部的进口。此外，在储罐下游能够存在一个阀门以对流入终端使用者部件或系统中的补充水的流动进行控制。通过调节阀门的开度能够提高或降低补充水的流速。此外，通过完全关闭阀门，能够防止补充水流入终端使用者部件或系统中的流速。在将PMW系统的储罐连接到PMW系统的排放器(和水冷却核反应堆的另一个部件或系统的进口)的管道中，存在膜系统。所述膜系统能够至少部分除去溶解于补充水中的气体。如上所述，空气能进入含有补充水的PMW系统中的储罐中，结果是，气体如氧、氮、氩及其混合物能溶于补充水中。期望减少、降低或消除补充水中溶解的气体，因为补充水最终进料至包括反应堆芯部的水冷却核反应堆的各种系统和部件中，溶解的气体如溶解的氧能够腐蚀反应堆的部件。除了溶解的氧之外，氮也因为空气的饱和或储罐中的氮气氛而能够溶于补充水中。溶解的氮因能够吸收反应堆的芯部中的中子发生反应而形成碳-14且碳-14是已知的常规污染物。溶解的氩具有与溶解的氮类似的不期望的影响，因此，除了除去溶解的氧和溶解的氮之外，还优选将溶解的氩从补充水中除去。 适用于本专利技术中的膜系统能够包括能够从诸如补充水的液体流股中至少部分分离并除去溶解的气体如溶解的氧、溶解的氮、溶解的氩及其混合物的宽范围的膜。膜系统能够从补充水中除去各种水平或量的溶解的气体。例如，在一个实施方案中，膜系统能够从补充水中基本除去所有溶解的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.08 US 12/877,1451.一种从用于水冷却核反应堆中的补充水中至少部分除去溶解的气体的系统，所述系统包含: 具有排放器15的储罐10，所述储罐含有包括所述溶解的气体的所述补充水； 具有进口和出口的膜系统35，所述膜系统35位于所述储罐10的排放器的下游以接收所述补充水并从所述补充水中至少部分除去所述溶解的气体；以及 从用于所述水冷却核反应堆的所述膜系统35的出口转移所述补充水的输送机构。2.权利要求1的系统，其中所述溶解的气体包含选自溶解的氧、溶解的氮、溶解的氩及其混合物中的至少一种溶解的气体。3.权利要求1的系统，其中所述溶解的气体因空气饱和而存在于所述补充水中。4.权利要求1的系统，其中所述系统还包含位于所述储罐10的排放器的下游并位于所述膜系统35进口的上游的泵20，以将所述补充水从所述主要储水罐10转移至所述膜系统35。5.权利要求1的系统，其中所述系统还包含位于所述膜系统35出口的下游的阀，以对排出所述膜系统35的所述补充水的流动进行控制。6.权利要求1的系统，其中所述补充水基本不含硼。7.权利要求1的系统，其中所述溶解的气体包含溶解的氧。8.权利要求1的系统，其中所述膜系统35从所述补充水中基本除去所有的溶解的气体。9.权利要求7的系统，其中所述膜系统35从所述补充水中基本除去所有溶解的氧。10.权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·G·柯诺普卡，
申请(专利权)人：西屋电气有限责任公司，
类型：
国别省市：