一种高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置的制作方法

1.本实用新型涉及反应堆除湿技术领域，尤其涉及一种高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置。

背景技术：

2.高温气冷堆核电站作为具备第四代核电特征的新型反应堆，反应堆一回路采用氦气作为冷却剂，反应堆内含有石墨、碳堆内构件，安装阶段石墨、碳堆内构件吸附空气中一定量的水分，需要在热态功能试验时通过加热的方式使这部分水分析出，并除去。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，用于解决高温气冷堆反应堆一回路中包含的石墨、碳堆内构件除湿问题。
4.本技术实施例提出一种高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，包括压力容器、蒸汽发生器、事故冷却除湿装置和正常净化装置，所述压力容器通过热氦导管连接蒸汽发生器的壳体，蒸汽发生器的壳体上部安装有主氦风机，蒸汽发生器的壳体通过管路并联连接事故冷却除湿装置和含有分子筛床的正常净化装置，蒸汽发生器的壳体还连接有一回路抽真空装置。
5.在一些实施例中，所述事故冷却除湿装置包括主管路、一级水氦冷却器、二级水氦冷却器、气水分离器、气体流量计和调节阀，主管路的一端连接于蒸汽发生器的壳体出口，主管路的另一端连接于蒸汽发生器的壳体入口，从蒸汽发生器的壳体出口至蒸汽发生器的壳体入口的方向通过主管路依次连接一级水氦冷却器、二级水氦冷却器、气水分离器、气体流量计和调节阀，在主管路上并联连接正常净化装置。
6.在一些实施例中，所述正常净化装置包括净化管路、氧化铜床、分子筛床和低温吸附器，氧化铜床、分子筛床和低温吸附器通过净化管路依次串联连接，净化管路的两端均连接于主管路，氧化铜床连接于靠近蒸汽发生器的壳体出口一端，低温吸附器连接于靠近蒸汽发生器的壳体入口一端，分子筛床连接于氧化铜床和低温吸附器之间。
7.在一些实施例中，所述一回路抽真空装置为相互并联的若干个真空泵。
8.在一些实施例中，所述真空泵设有三个。
9.在一些实施例中，所述真空泵为蜗杆式真空泵。
10.在一些实施例中，在所述净化管路的两端设置有截止阀，主管路上在净化管路与一级水氦冷却器之间设置截止阀，主管路上在净化管路与调节阀之间设置截止阀。
11.在一些实施例中，所述气水分离器的出口处和入口处均设置有湿度测量装置。
12.在一些实施例中，每个所述真空泵的出口处安装有露点式湿度仪。
13.在一些实施例中，所述气体流量计为涡街式气体流量计。
14.本实用新型的有益效果为：
15.(1)通过本装置可以有效去除高温气冷堆石墨、碳堆内构件中吸附的水分，为后续
的机组调试试验奠定基础，可以有效降低高温气冷堆反应堆装料后的冷却剂杂质含量。
16.(2)事故冷却除湿装置和正常净化装置可配合使用，当反应堆一回路中的水分无法通过事故冷却除湿装置完全去除时，通过投入正常净化装置继续除湿，可保证除湿效果。
17.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，
19.其中：
20.图1为本发明实施例中的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置的结构示意图；
21.附图标记：
22.1-压力容器；2-蒸汽发生器；3-主氦风机；4-第一截止阀；5-第三截止阀；6-主管路；7-调节阀；8-一级水氦冷却器；9-二级水氦冷却器；10-气水分离器；11-涡街式气体流量计；12-净化管路；13-分子筛床；14-第四截止阀；15-低温吸附器；16-第二截止阀；17-氧化铜床；18-真空泵。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.下面参考附图描述本实用新型实施例的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置。
25.如图1所示，本技术实施例提出一种高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，包括反应堆一回路、事故冷却除湿装置、正常净化装置和一回路抽真空装置，反应堆一回路包括压力容器1、蒸汽发生器2和热氦导管，压力容器1通过热氦导管连接蒸汽发生器2的壳体。压力容器1内部含有石墨、碳堆内构件，石墨、碳堆内构件为反应堆中子慢化介质。蒸汽发生器2的壳体内的上部安装有主氦风机3，主氦风机3为反应堆一回路中的氦气介质循环流动的动力设备，为单级离心风机。
26.蒸汽发生器2的壳体通过管路并联连接事故冷却除湿装置和正常净化装置，蒸汽发生器2的壳体还连接有一回路抽真空装置。
27.其中，事故冷却除湿装置包括主管路6、一级水氦冷却器8、二级水氦冷却器9、气水分离器10、涡街式气体流量计11和调节阀7，主管路6的一端连接于蒸汽发生器2的壳体出口，主管路6的另一端连接于蒸汽发生器2的壳体入口，从蒸汽发生器2的壳体出口至蒸汽发生器2的壳体入口的方向通过主管路6依次连接一级水氦冷却器8、二级水氦冷却器9、气水分离器10、涡街式气体流量计11和调节阀7，在主管路6上并联连接正常净化装置。气水分离器10的出口处和入口处均设置有湿度测量装置。一级水氦冷却器8和二级水氦冷却器9的区别在于尺寸和冷却量不同，一级水氦冷却器8比二级水氦冷却器9的尺寸和冷却量要大一
些，整个系统的冷却工作大部分由一级水氦冷却器8完成，一级水氦冷却器8通常采用廉价易得的设备冷却水，这样使得系统具有良好的经济性。二级水氦冷却器9对从一级水氦冷却器8出来的气体进一步冷却。
28.事故冷却除湿装置的主要功能为通过两级冷却器冷却氦气介质，氦气中的水分凝结，并在分离器中分离去除水分，氦气重新返回反应堆一回路，实现循环干燥的目的。
29.正常净化装置包括净化管路12、氧化铜床17、分子筛床13和低温吸附器15，氧化铜床17、分子筛床13和低温吸附器15通过净化管路12依次串联连接，净化管路12的两端均连接于主管路6，氧化铜床17连接于靠近蒸汽发生器2的壳体出口一端，低温吸附器15连接于靠近蒸汽发生器2的壳体入口一端，分子筛床13连接于氧化铜床17和低温吸附器15之间。正常净化装置的主要功能为吸附去除水分和二氧化碳。
30.分子筛床13为5a分子筛床。分子筛床13是装有分子筛的筒体，5a分子筛床是装有5a分子筛的筒体。5a分子筛是一种化学物质，分子式是3/4cao
·
1/4na2o
·
al2o3·
2sio2·
9/2h2o。5a分子筛可吸附小于该孔径的任何分子，一般称为钙分子筛。它除具有3a、4a分子筛所具有的功效外，还可吸附c3—c4正构烷烃，氯乙烷，溴乙烷，丁醇等，可应用于正异构烃分离、变压吸附分离及水和二氧化碳的共吸附。
31.5a分子筛床包括立式床和卧式床，立式床体积紧凑，立式床的床层通常较高，占地面积小。卧式床和立式床同样都是圆柱状，卧式床的优势在于气流散布均匀。可根据实际需要选择采用立式床或卧式床。
32.一回路抽真空装置为相互并联的3个真空泵18，真空泵18具体为蜗杆式真空泵18，每个真空泵18的出口处安装有露点式湿度仪，用于测量真空泵18的出口处的湿度。一回路抽真空装置的功能为抽除反应堆一回路中的空气，将反应堆一回路置换为氦气，同时抽真空也会起到除湿的作用，微量的水分会因为真空扩散而去除。
33.在净化管路12的两端设置有截止阀，包括第一截止阀4和第二截止阀16，用于控制正常净化装置的启闭，主管路6上在净化管路12与一级水氦冷却器8之间设置第三截止阀5，主管路6上在净化管路12与调节阀7之间设置第四截止阀14，用于控制事故冷却除湿装置的启闭。
34.本实施例还提供一种高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿的方法，具体实施步骤如下：
35.1)反应堆一回路抽真空除湿：
36.利用一回路抽真空装置对封闭的反应堆一回路进行抽真空，维持反应堆一回路的真空状态，石墨、碳堆内构件中所含水分在真空环境下挥发至真空环境中，并被蜗杆式真空泵18抽除。
37.2)测量抽真空排气湿度：
38.利用测量湿度的露点式湿度仪在一回路抽真空系统的出口测量排气湿度，当测量的湿度比环境空气湿度低，且真空泵18出口无液态凝结水出来时，可以结束湿度测量。
39.3)反应堆一回路充入一定量氦气：
40.利用外购的氦气或厂内的氦气贮存系统向反应堆一回路充入一定量高纯氦气，具体是向压力容器1内充入氦气，使反应堆一回路由真空状态转为正压状态。
41.4)启动主氦风机3，事故冷却除湿装置进行除湿：
42.启动主氦风机3，主氦风机3将电能转化为热能和机械能，将反应堆一回路中的氦气加热至250℃，热氦气将石墨、碳堆内构件加热，使其所含水分蒸发至氦气气氛中，在主氦风机3的压头驱动下，携带有水蒸气的氦气在压头作用下流过事故冷却除湿装置，在一级水氦冷却器8和二级水氦冷却器9的作用下水蒸气凝结成液态水，流经气水分离器10时液态水被去除，干燥的氦气重新返回反应堆一回路。在气水分离器10的入口和出口测量氦气湿度，当出口湿度相比入口湿度降低不明显时，可以结束本流程。
43.5)正常净化装置继续除湿：
44.当反应堆一回路中的水分含量在事故冷却除湿装置的作用下无法继续去除时，隔离事故冷却除湿装置，投用正常净化装置，利用正常净化装置中的分子筛床13继续吸附除湿，并直到除湿结束。
45.以下通过具体的实施例对本实用新型做进一步描述。
46.实施例1
47.仅需事故冷却除湿装置进行除湿的情况。具体实施步骤如下：
48.1)反应堆一回路抽真空除湿：
49.利用一回路抽真空装置对封闭的反应堆一回路进行抽真空，维持反应堆一回路的真空状态，石墨、碳堆内构件中所含水分在真空环境下挥发至真空环境中，并被蜗杆式真空泵18抽除。
50.2)测量抽真空排气湿度：
51.利用测量湿度的露点式湿度仪在一回路抽真空系统的出口测量排气湿度，当测量的湿度比环境空气湿度低，且真空泵18出口无液态凝结水出来时，可以结束湿度测量。
52.3)反应堆一回路充入一定量氦气：
53.利用外购的氦气或厂内的氦气贮存系统向反应堆一回路充入一定量高纯氦气，具体是向压力容器1内充入氦气，使反应堆一回路由真空状态转为正压状态。
54.4)启动主氦风机3，事故冷却除湿装置进行除湿：
55.关闭第一截止阀4和第二截止阀16，打开第三截止阀5和第四截止阀14，投用事故冷却除湿装置。启动主氦风机3，主氦风机3将电能转化为热能和机械能，将反应堆一回路中的氦气加热至250℃，热氦气将石墨、碳堆内构件加热，使其所含水分蒸发至氦气气氛中，在主氦风机3的压头驱动下，携带有水蒸气的氦气在压头作用下流过事故冷却除湿装置，在一级水氦冷却器8和二级水氦冷却器9的作用下水蒸气凝结成液态水，流经气水分离器10时液态水被去除，干燥的氦气重新返回反应堆一回路。在气水分离器10的入口和出口测量氦气湿度，当出口湿度相比入口湿度降低不明显时，可以结束本流程。
56.实施例2
57.事故冷却除湿装置和正常净化装置配合除湿的情况。具体实施步骤如下：
58.1)反应堆一回路抽真空除湿：
59.利用一回路抽真空装置对封闭的反应堆一回路进行抽真空，维持反应堆一回路的真空状态，石墨、碳堆内构件中所含水分在真空环境下挥发至真空环境中，并被蜗杆式真空泵18抽除。
60.2)测量抽真空排气湿度：
61.利用测量湿度的露点式湿度仪在一回路抽真空系统的出口测量排气湿度，当测量
的湿度比环境空气湿度低，且真空泵18出口无液态凝结水出来时，可以结束湿度测量。
62.3)反应堆一回路充入一定量氦气：
63.利用外购的氦气或厂内的氦气贮存系统向反应堆一回路充入一定量高纯氦气，具体是向压力容器1内充入氦气，使反应堆一回路由真空状态转为正压状态。
64.4)启动主氦风机3，事故冷却除湿装置进行除湿：
65.关闭第一截止阀4和第二截止阀16，打开第三截止阀5和第四截止阀14，投用事故冷却除湿装置。启动主氦风机3，主氦风机3将电能转化为热能和机械能，将反应堆一回路中的氦气加热至250℃，热氦气将石墨、碳堆内构件加热，使其所含水分蒸发至氦气气氛中，在主氦风机3的压头驱动下，携带有水蒸气的氦气在压头作用下流过事故冷却除湿装置，在一级水氦冷却器8和二级水氦冷却器9的作用下水蒸气凝结成液态水，流经气水分离器10时液态水被去除，干燥的氦气重新返回反应堆一回路。在气水分离器10的入口和出口测量氦气湿度，经过一段时间后，如果出口湿度相比入口湿度降低依旧很明显时，说明反应堆一回路中的水分含量在事故冷却除湿装置的作用下无法继续去除，则需投入正常净化装置。
66.5)正常净化装置继续除湿：
67.关闭第三截止阀5和第四截止阀14，打开第一截止阀4和第二截止阀16，将事故冷却除湿装置隔离，投用正常净化装置，利用正常净化装置中的分子筛床13继续吸附除湿，并直到除湿结束。
68.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
69.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
70.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
71.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
72.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新
型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
73.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，包括压力容器、蒸汽发生器、事故冷却除湿装置和正常净化装置，所述压力容器通过热氦导管连接蒸汽发生器的壳体，蒸汽发生器的壳体上部安装有主氦风机，蒸汽发生器的壳体通过管路并联连接事故冷却除湿装置和含有分子筛床的正常净化装置，蒸汽发生器的壳体还连接有一回路抽真空装置。2.根据权利要求1所述的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，所述事故冷却除湿装置包括主管路、一级水氦冷却器、二级水氦冷却器、气水分离器、气体流量计和调节阀，主管路的一端连接于蒸汽发生器的壳体出口，主管路的另一端连接于蒸汽发生器的壳体入口，从蒸汽发生器的壳体出口至蒸汽发生器的壳体入口的方向通过主管路依次连接一级水氦冷却器、二级水氦冷却器、气水分离器、气体流量计和调节阀，在主管路上并联连接正常净化装置。3.根据权利要求2所述的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，所述正常净化装置包括净化管路、氧化铜床、分子筛床和低温吸附器，氧化铜床、分子筛床和低温吸附器通过净化管路依次串联连接，净化管路的两端均连接于主管路，氧化铜床连接于靠近蒸汽发生器的壳体出口一端，低温吸附器连接于靠近蒸汽发生器的壳体入口一端，分子筛床连接于氧化铜床和低温吸附器之间。4.根据权利要求1～3任一项所述的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，所述一回路抽真空装置为相互并联的若干个真空泵。5.根据权利要求4所述的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，所述真空泵设有三个。6.根据权利要求4所述的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，所述真空泵为蜗杆式真空泵。7.根据权利要求3所述的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，在所述净化管路的两端设置有截止阀，主管路上在净化管路与一级水氦冷却器之间设置截止阀，主管路上在净化管路与调节阀之间设置截止阀。8.根据权利要求2所述的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，所述气水分离器的出口处和入口处均设置有湿度测量装置。9.根据权利要求4所述的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，每个所述真空泵的出口处安装有露点式湿度仪。10.根据权利要求2所述的高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，其特征在于，所述气体流量计为涡街式气体流量计。

技术总结

本实用新型提出一种高温气冷堆石墨、碳堆内构件抽真空及加热除湿装置，包括压力容器、蒸汽发生器、事故冷却除湿装置和正常净化装置，压力容器通过热氦导管连接蒸汽发生器的壳体，蒸汽发生器的壳体上部安装有主氦风机，蒸汽发生器的壳体通过管路并联连接事故冷却除湿装置和含有分子筛床的正常净化装置，蒸汽发生器的壳体还连接有一回路抽真空装置。通过本装置可以有效去除高温气冷堆石墨、碳堆内构件中吸附的水分，为后续的机组调试试验奠定基础，可以有效降低高温气冷堆反应堆装料后的冷却剂杂质含量。却剂杂质含量。却剂杂质含量。