本發(fā)明屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，核電站核電廠正常運(yùn)行期間，普遍采用維持一定的一回路冷卻劑溶解氫濃度的方式來保證一回路還原性水的化學(xué)環(huán)境條件，以抑制水在反應(yīng)堆堆芯的輻照分解，降低對(duì)一回路設(shè)備材料的腐蝕。正常運(yùn)行期間，一回路冷卻劑中的溶解氫通過蒸汽發(fā)生器傳熱管滲透到二回路而消耗，為維持一回路溶解氫濃度，必須連續(xù)地向一回路冷卻劑中添加氫。
現(xiàn)有技術(shù)中，化學(xué)和容積控制系統(tǒng)中傳統(tǒng)的容控箱加氫方案為：下泄的一回路冷卻劑由容控箱頂部噴頭以噴霧形式進(jìn)入容控箱，霧狀冷卻劑與容控箱氣相的氫氣充分接觸使得氫氣能夠充分溶解到冷卻劑中，加氫后的冷卻劑從容控箱下部排出，從而完成冷卻劑的加氫。現(xiàn)有技術(shù)的容控箱加氫方案中，加氫量通過控制容控箱的氣相壓力完成，容控箱氣相正常運(yùn)行壓力約為2.7bar abs。
但是，上述加氫方案至少存在以下缺陷：容控箱用氫氣覆蓋，氣相積存大量氫氣，存在爆炸和火災(zāi)等安全風(fēng)險(xiǎn)；通過調(diào)節(jié)或控制容控箱的氣相壓力進(jìn)而調(diào)節(jié)或維持一回路冷卻劑的加氫量，耗時(shí)長(zhǎng)且調(diào)節(jié)精度低；機(jī)組啟動(dòng)和停堆階段需進(jìn)行容控箱氣體覆蓋種類的更換(氫氣→氮?dú)狻諝?。
有鑒于此，確有必要提供一種安全可控的核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)，以解決上述問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于：提供一種安全可控的核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)，其可高效準(zhǔn)確地控制加氫量。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)，其包括：與一回路連接的上充流管路、位于上充流管路下游的混合管，以及通過至少一條加氫管路連接至上充流管路的氫氣源，其中，來自加氫管路的氫氣和上充流管路中的一回路冷卻劑匯合后進(jìn)入混合管。
作為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述氫氣源通過并聯(lián)設(shè)置的大流量加氫管路和小流量加氫管路連接所述上充流管路。
作為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的一種改進(jìn)，電廠啟動(dòng)期間，氫氣由所述大流量加氫管路注入所述上充流管路。
作為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的一種改進(jìn)，功率運(yùn)行期間，氫氣由所述小流量加氫管路注入所述上充流管路。
作為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述加氫管路包括相互連接的限流孔板和隔離閥。
作為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述限流孔板和隔離閥之間設(shè)有流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥。
作為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述混合管垂直布置，冷卻劑和氫氣的混合流從混合管下部流入，從混合管上部流出。
作為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述混合管設(shè)有縱橫交錯(cuò)布置的多個(gè)靜態(tài)混合元件。在靜態(tài)混合元件的作用下，氫氣被破碎為細(xì)小的氣泡，溶解進(jìn)入上充的一回路冷卻劑中，從而完成一回路冷卻劑的加氫功能。
作為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的一種改進(jìn)，氫氣以可控流量進(jìn)入位于一回路中的化學(xué)和容積控制系統(tǒng)再生換熱器下游的上充流管路。
作為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的一種改進(jìn)，所述上充流管路中的流體溫度大于250℃，壓力為15.5MPa abs。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)具有以下有益效果：1)采用高壓直接加氫方式，可有效控制加氫量，提高一回路冷卻劑溶解氫濃度的控制精度和調(diào)節(jié)速率，滿足一回路水化學(xué)規(guī)范對(duì)溶解氫濃度的要求，抑制水在反應(yīng)堆堆芯的輻照分解，降低對(duì)一回路設(shè)備材料的腐蝕；2)適用于采用或不采用容控箱的堆型，適用范圍廣；3)容控箱可采用氮?dú)飧采w，消除容控箱中大量氫氣帶來的爆炸和火災(zāi)等安全隱患；4)避免機(jī)組啟動(dòng)和停堆階段容控箱的氣體覆蓋種類的繁瑣更換。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：
圖1為本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。
請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)包括：與一回路連接的上充流管路20、位于上充流管路20下游的混合管30，以及通過至少一條加氫管路10連接至上充流管路20的氫氣源40，其中，來自加氫管路10的氫氣和上充流管路20中的一回路冷卻劑匯合后進(jìn)入混合管30。
在圖示實(shí)施方式中，混合管30垂直布置，冷卻劑和氫氣的混合流從混合管30下部流入，從混合管30上部流出。混合管30中設(shè)有縱橫交錯(cuò)布置的多個(gè)靜態(tài)混合元件，在靜態(tài)混合元件的作用下，氫氣被破碎為細(xì)小的氣泡，溶解進(jìn)入上充的一回路冷卻劑中，從而完成一回路冷卻劑的加氫功能。
加氫管路10包括并聯(lián)設(shè)置的一條大流量加氫管路和一條小流量加氫管路。大流量加氫管路包括通過管路110連接的限流孔板102、流量計(jì)104、調(diào)節(jié)閥106和隔離閥108；小流量加氫管路包括通過管路110連接的限流孔板112、流量計(jì)114、調(diào)節(jié)閥116和隔離閥118。
可以理解的是，根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，當(dāng)調(diào)節(jié)閥具有優(yōu)良的調(diào)節(jié)精度時(shí)，也可以只用一條加氫管路10來控制加氫。
加氫管路10有兩種運(yùn)行模式：電廠啟動(dòng)期間，氫氣由大流量加氫管路注入，以保證較高的加氫速率；功率運(yùn)行期間，氫氣由小流量加氫管路注入，以補(bǔ)償反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)的正常氫消耗。
以下結(jié)合圖1所示，詳細(xì)描述本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)的工作方式：
來自廠區(qū)的高壓氫氣經(jīng)過加氫管路10后，以可控流量進(jìn)入化學(xué)和容積控制系統(tǒng)再生換熱器50下游的高溫高壓上充流中，氫氣和上充的一回路冷卻劑匯合后通過上充流管路20進(jìn)入混合管30中。由于再生換熱器50下游的上充流為高溫高壓流體(溫度大于250℃、壓力約為15.5MPa abs)，加快氫氣的溶解速率，而且混合管30對(duì)氫氣氣泡有充分破碎和乳化混合作用，使氫氣很快溶解在上充的一回路冷卻劑中，然后重新進(jìn)入一回路。
結(jié)合以上對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述可知，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明核電站一回路冷卻劑高壓加氫系統(tǒng)具有以下有益效果：1)采用高壓直接加氫方式，可有效控制加氫量，提高一回路冷卻劑溶解氫濃度的控制精度和調(diào)節(jié)速率，滿足一回路水化學(xué)規(guī)范對(duì)溶解氫濃度的要求，抑制水在反應(yīng)堆堆芯的輻照分解，降低對(duì)一回路設(shè)備材料的腐蝕；2)適用于采用或不采用容控箱的堆型，適用范圍廣；3)容控箱可采用氮?dú)飧采w，消除容控箱中大量氫氣帶來的爆炸和火災(zāi)等安全隱患；4)避免機(jī)組啟動(dòng)和停堆階段容控箱的氣體覆蓋種類的繁瑣更換。
根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。