用于核技术设备的泄压和活度约束系统的制作方法_3

文档序号:9457760阅读:来源:国知局
具有或不具有相位变化地进行循环并且此时起到所期望的热传递的作用。此后,湿洗器24 中的清洗液28在较慢的、不采取这些措施的并且不再填注的情况下被冷却、汽化。
[0053] 尤其在泄压过程的起始阶段(启动操作),可将蒸汽锅炉62设计为具有附加加热 装置66,该附加加热装置以替代的方式优选也以被动的方式借助由核反应器的衰变热加热 的流动介质或者例如借助储存在电子蓄电器中的电能来操作。
[0054] 将消耗的水再馈送至蒸汽锅炉62和清洗容器26中可经由相应的外部接管来实 现。
[0055] 以此方式产生的、处于压力下的水蒸汽67在水位68之上在蒸汽锅炉62 (蒸汽储 存器)中形成蒸汽垫70。在打开截止阀72时经由蒸汽提取管道74来实现蒸汽的提取。蒸 汽流的第一分流用于驱动喷射栗58 (英语:Steam Injector)。此时,分支管路76被从蒸汽 提取管道74引向喷射栗58的驱动喷头的驱动介质接口 77上(当然除了分支管路也可在 蒸汽锅炉62上直接设置一个接口,详见根据图2的方案)。
[0056] 具有与第一分流相比较小的质量流(Massenstrom)的水蒸汽67的第二分流经由 设有节流阀78的分支管路80作为冲洗介质被引向刚好未启动的、从泄压流分离的吸附柱 44。因此,分支管路80也可以被称作冲洗介质输送管。经由分支82和布置在下游的截止 阀84,作为分支82上的三通阀的替代,实现了将冲洗介质输送到刚好处于冲洗操作中的吸 附柱上。在此,彻底清洗在与在吸附操作中的穿流方向相反的方向有目的性地实现。换句 话说,在两个吸附柱44中的每个吸附柱中,用于泄压流的入流侧形成用于冲洗介质流的出 流侧,反之亦然。
[0057] 沿冲洗介质的流动方向观察,在出流侧,设有截止阀86的管道被连接至这两个吸 附柱44,这些管道在汇合部88被合并为单一的冲洗介质排出管道90。此处另选的是,也可 在汇合部88上再设置一个三通阀。通过适当地联接和/或控制阀46、48、84、86来确保,将 泄压流从一个吸附柱切换至另一个吸附柱44与相应地反向切换冲洗介质流同时进行。
[0058] 在被冲洗介质流过时,此前被安置(吸附)在每个吸附柱44中的惰性气体再被释 放(脱附)并且被冲洗介质流所承载。由此,吸附柱44为下一吸附周期而再次被更新。
[0059] 根据图1中的实施方式,在冲洗过程中从各个吸附柱44分离出的惰性气体被重新 输送回反应堆外壳4中。在此,从吸附柱44中引出的冲洗介质排出管道90被连接在喷射 栗58的抽吸接口 92上并且在排出侧被续置于回流管道94中,该回流管道穿过安全护套8 伸入至反应堆外壳4中。根据喷射栗58的通常的功能原理,加载有惰性气体的冲洗介质 (处于相对较低压力下的水蒸汽)由驱动介质(处于相对较高压力下并具有较高流速的水 蒸汽)抽吸,借助该驱动介质在脉冲传递下被混合和密封并且经由回流管道94被输送回到 反应堆外壳4中。冲洗介质排出管道90和回流管道94能够一起被称为循环管道。
[0060] 回流管道94的位于安全护套8外部的部段在与安全护套8紧邻的位置串联接设 有两个截止阀96,以便在管道断裂或者不密封的情况下确保能够将该回流管道94封闭。从 而在这样的情况下,避免了反应堆外壳-大气的排出流经由该管道排放到周围环境中。
[0061] 清洗容器26与回流管道94之间的连接管道98用于在结束反应堆外壳-泄压(排 气)后清空湿洗器24。
[0062] 冲洗和反馈系统56的关键系统部件一方面被这样设计为,使得喷射栗58的输送 压力在其压力侧足以将与驱动介质混合的、加载有活度的冲洗介质抵抗在那里的系统压力 再输送回反应堆外壳4中。而另一方面,由此引起的反应堆外壳4中的压力升高相对于经 由泄压管道的泄压来说是较少的,从而真正净实现反应堆外壳4的明显泄压。
[0063] 另选地,能够借助单独的驱动气体,尤其是氮气来驱动喷射栗58,该驱动气体在压 力下被保持在相应的储备容器中。
[0064] 代替喷射栗58,还可以使用其它栗类型以用于将加载有惰性气体的冲洗介质再输 送至反应堆外壳4中。优选由包含在反应堆外壳4中的衰变热来被动地驱动这样的栗。
[0065] 在图2中所示的泄压和活度约束系统2的变型中区别于图1中所示的变型,代替 湿洗器26而将一个干燥过滤器100,例如沙床过滤器接设至泄压管道10中。
[0066] 从而除去在图1中已知的、将用于被用作驱动和冲洗介质的水蒸汽67的蒸汽锅炉 62热联接到清洗液容器26上的可能性。
[0067] 换言之,可设置为通过反应堆外壳4中的衰变热来加热蒸汽锅炉62,如经由双箭 头102示意性示出的。在此能够将例如在自然运转中具有或者没有相位过渡的情况下驱动 的、流经安全护套8的对流循环从反应堆外壳4中引出。在热源与散热器之间存在比较小的 温度差时,也可使用热栗循环,其输送栗优选通过反应堆外壳4中的可用热源被被动驱动, 必要时也经由其它能量形式的循环路径(例如压缩空气、电力)。结合上述,尤其将催化复 合装置14作为热源安置在反应堆外壳4内部和/或布置在其下游的气体冷却器16的内部。
[0068] 代替水蒸汽可以例如使用氮气(或者其它冲洗气体)用于吸附柱44的再冲洗,该 氮气提取自氮气压力容器。
[0069] 为了确保适当的操作温度,可除了因引导穿过惰性气体吸附器的排放气体的固有 加热外设置吸附柱44的单独加热装置。
[0070] 图3中示出了在此方面有利的回热式加热变型(与图1和图2所示实施方式组 合)。在此,所谓的排放气体在其穿越安全护套8之后首先被引导经过吸附柱44并且为了 进行热传递而与之热接触,随后其以上述方式流过干燥过滤器100 (另选为如图1所示的湿 洗器24)并且最终流入吸附柱44中并在那里与吸附剂相互作用。
[0071] 为此,每个吸附柱44例如可以分别具有一个双层罩,其中导热性良好的内罩包围 包含有吸附剂的流动通道,该通道用于在干燥过滤器1〇〇 (湿洗器24)中预清洗的中压泄压 流。在内罩与外罩之间的中间腔室中,直接从反应堆外壳4出来的高压泄压流,优选以与中 压泄压流的相反流动方向流动并且在此向内释放其一部分热量以加热吸附床。
[0072] 此外可将无源蓄热器集成在吸附柱44中,例如蓄热板或类似的。
[0073] 多个结合图2和图3所示的不同的基础方案的变型被单独采用或者在根据图1的 设备中被结合起来使用。
[0074] 代替两个平行接设的吸附柱44,也可以在类似设置三个或更多个吸附柱44,其中 在泄压过程中,这些吸附柱中的至少一个始终处于吸附操作中,而其余的吸附柱可以处于 冲洗操作或待机操作中。在此情况下,管道的走向和阀的布置要相应地适配。
[0075] 虽然根据本发明的泄压和活度约束系统在核电站中优选采用被安全护套包围的 核反应堆,然而其也可以有其它用途,例如在研究用反应堆中或者在用于处理核燃烧的设 备中。此外还能想到在非核工业设备中的用途,其中在密封封闭的安全护套内处理危险材 料,并且其中在事故情况下可能会出现超设计基准的过压状态。
[0076] 附图标记列表:
[0077] 2泄压和活度约束系统
[0078] 4反应堆外壳
[0079] 6核技术设备
[0080] 8安全护套
[0081] 10泄压管道
[0082] 12 流入口
[0083] 14复合装置
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