反应性控制系统、核反应堆和核反应堆的控制方法_2

文档序号:9397916阅读:来源:国知局
二控制流体输入管道20连接并且另一个端部与所述流体输出管道30连接。
[0038]根据本发明的一个示例,如图2所示,第一控制流体输入管道10包括环形主管道12,所述多个分支控制管道51中的每一个的一个端部与第一控制流体输入管道10的环形主管道12连接,第二控制流体输入管道20包括环形主管道20,所述多个分支控制管道51中的每一个的一个端部与第二控制流体输入管道20的环形主管道22连接,并且流体输出管道30包括环形主管道32,所述多个分支控制管道51中的每一个的另一个端部与流体输出管道30的道环形主管道32连接。所述分支控制管道51可以具有大致C状形状。分支控制管道51的至少一部分竖直延伸。
[0039]根据本发明的另一个示例,如图4所示,控制管道5包括围绕核反应堆堆芯的中心排列的多个分支控制管道51,所述第二控制流体输入管道20和流体输出管道30由包括内部管道和外部管道的第一双层管道40构成,第一双层管道40的内部管道形成流体输出管道30,而第一双层管道40的外部管道形成所述第二控制流体输入管道20,所述分支控制管道51由包括内部管道和外部管道的第二双层管道构成,第一双层管道40的外部管道和内部管道与第二双层管道的外部管道和内部管道在第二双层管道的一个端部处分别连接,第二双层管道的内部管道和外部管道在第二双层管道的另一个端部处相互连通,如图5所示。分支控制管道51的至少一部分竖直延伸。
[0040]如图5所示,在第二双层管道的所述另一个端部处,第二双层管道的外部管道18是封闭的,且第二双层管道的内部管道17是开口的,使得第二双层管道的内部管道17与外部管道18相连通。
[0041]如图4所示,第一双层管道包括环形主管道,作为第二控制流体输入管道20的环形主管道22的第一双层管道的环形主管道的外部管道与第二双层管道的外部管道在第二双层管道的一个端部处连接,作为流体输出管道30的环形主管道32的第一双层管道的环形主管道的内部管道与第二双层管道的内部管道在第二双层管道的所述一个端部处连接。第一控制流体输入管道10可以包括环形主管道12,第一控制流体输入管道10的环形主管道12与第二双层管道的外部管道在第二双层管道的所述一个端部处连接。
[0042]如图4所示,所述第二双层管道的所述一个端部是所述第二双层管道的上端部,而所述第二双层管道的所述另一个端部是所述第二双层管道的下端部。
[0043]如图3所示,反应性控制系统100还包括:设置在第二控制流体输入管道20的环形主管道22内的第一栗70,用于使混合流体在所述控制管道5中循环。反应性控制系统100还可以包括:设置在流体输出管道30的环形主管道32内的第二栗80,用于使混合流体在所述控制管道5中循环。
[0044]如图3所示,反应性控制系统100还包括:用于使第一控制流体输入管道10与多个分支控制管道51连接和断开的阀门90。所述阀门90可以设置在第一控制流体输入管道10的下游。
[0045]如图1、图2、图3所示,反应性检测装置101包括在每根分支控制管道51的上方入口处和下方出口处设置的中子吸收检测装置1011和材料浓度检测装置1012,按照预先设定的时间间隔对管道内的流体进行检测。中子吸收检测装置1011和控制材料浓度检测装置1012均设置在每根分支控制管道51的入口和出口位置,分别采集各个位点的相关参数,用以检测分支控制管道51内中子吸收是否趋于饱和、控制材料的浓度以及响应时间。中子吸收检测装置可选用中子检测仪,控制材料浓度检测装置可选用气体/液体浓度检测仪。
[0046]补充装置103包括高浓度控制材料补充装置1031和低浓度控制材料补充装置1032。补充装置位于与主管道连接的入口管道11、21处,备用的中子控制材料储存在补充装置103内,其可根据反应性检测装置101反馈的数据及时对控制材料的浓度进行动态调节,并将控制材料补充至每根分支控制管道51中。
[0047]反应性控制装置102包括位于主管道12、22、32的入口管11和21和出口管31上的栗112、212和阀门111、211、311,该反应性控制装置102的作用是根据反应性检测装置101反馈的数据,对多个分支控制管道51及主管道12、22、32中的中子控制材料进行更换,反应性控制装置102可调节管道内中子控制材料的浓度和响应时间。
[0048]存储在高浓度控制材料补充装置1031和低浓度控制材料补充装置1032中的高浓度控制材料和低浓度控制材料分别通过设置在入口管11和21上的阀门111和211,由诸如气体栗和液体栗的栗栗入入口主管道12和22,通过三通管,入口主管道12和22中的控制材料流入设置在堆芯6内的各分支控制管道51并被混合,随后汇集于下方出口主管道32中。当管道内充满流体后,关闭入口管11、21上的阀门111和211、出口管31上的阀门311及入口主管道12与每个分支控制管道51连接处的阀门90,使入口主管道22、分支控制管道51和出口主管道32形成一个密闭空间,同时在入口主管道22和出口主管道32中均设有诸如气体栗和液体栗的栗70和80对密闭空间内的控制材料进行循环推动。
[0049]当发现某一个分支控制管道51内中子吸收检测装置1011和材料浓度检测装置1012的参数达到设定阈值,则开启入口管11、21上的阀门111和211、出口管31上的阀门311及主管道12与每个分支控制管道51连接处的阀门90,吸收中子后的流体从出口管31的阀门311输出至废料回收装置104,并进行下一步处理。与此同时,新的中子吸收材料从补充装置的高浓度控制材料补充装置1031和低浓度控制材料补充装置1032经入口管11和12栗入入口主管道12和22中进行动态调节,混合后的控制材料分别流入分支控制管道51中。当中子吸收检测装置1011和材料浓度检测装置1012检测到的参数符合设定条件,则关闭入口管11、21上的阀门111和211、出口管31上的阀门311及入口主管道12与每个分支控制管道51连接处的阀门90,使入口主管道22、分支控制管道51和出口主管道32重新形成一个密闭空间,控制材料的更换不影响反应堆的正常运行。
[0050]若需拆卸更换本实施例中的分支控制管道51,则可先使用机械臂将位于堆芯6上方或下方的分支控制管道51的竖直管道与弯管的接头9拧松,使弯管与直管分开,再用机械臂将其从堆芯中抽出。
[0051]如图4,图5所示,在第二实施例中采用了入口和出口在同一端的双层管道(显然,也可以采用入口和出口在同一端的双管道),因此除了高浓度控制材料输入管道11是单层的之外,其他管道均设置为双层管。首先,存储在高浓度控制材料补充装置1031和低浓度控制材料补充装置1032中的高浓度控制材料和低浓度控制材料分别通过设置在入口管11和双层管道40的外管构成的入口管21上的阀门111、211,由栗112、212栗入主管道12和外管构成的主管道22中,之后经过混合流入设置在堆芯6内的各分支控制管道51的外管18中,接着流体从分支控制管道51头部14流入内管17,并汇集于由双层管道40的内管构成的主管道32中,最后控制材料从与双层管道40的内管构成的主管道32相连的出口管31上的阀门311输出至废料回收装置104而被收集。当管道内充满流体后,关闭入口管11、21上的阀门111和211、出口管31上的阀门311及入口主管道12与每个分支控制管道51连接处的阀门90,使入口主管道22、分支控制管道51和出口主管道32形成一个密闭空间,同时在入口主管道22和出口主管道32中均设有诸如气体栗和液体栗的栗70和80对密闭空间内的控制材料进行循环推动。
[0052]在每根分支控制管道51的入口、出口及分支控制管道51的头部14处均设置有中子吸收检测装置1011和材料浓度检测装置1012,按照预先设定的时间间隔对管道内的流体参数进行检测,当发现某一个分支控制管道51内中子吸收检测装置1011和材料浓度检测装置1012的参数达到设定阈值,则开启入口管11、21上的阀门111和211、出口管31上的阀门311及主管道12与每个分支控制管道51连接处的阀门90,吸收中子后的流体从出口管31的阀门311输出至废料回收装置104,并进行下一步处理。与此同时,新的中子吸收材料从补充装置的高浓度控制材料补充装置1031和低浓度控制材料补充装置1032经入口管11和12栗入入口主管道12和22中进行动态调节,混合后的控制材料分别流入分支控制管道51中。当中子吸收检测装置1011和材料浓度检测装置1012检测到的参数符合设定条件,则关闭入口管11、21上的阀门111和211、出口管31上的阀门311及入口主管道12与每个分支控制管道51连接处的阀门90,使入口主管道22、分支控制管道51和出口主管道32重新形成一个密闭空间,控制材料的更换不影响
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