高温气冷堆一回路冷却剂多形态

技术领域

本公开的实施例属于核电站化学技术领域，具体涉及一种高温气冷堆一回路冷却剂多形态

背景技术

高温气冷堆在正常运行工况下，极少量的放射性裂变产物因燃料元件破损进入一回路冷却剂中，同时一回路冷却剂自身成分及所含杂质的活化产物，以及燃料元件石墨基体材料和杂质的活化产物也会因磨蚀或腐蚀而进入一回路冷却剂中。一回路氦气中的活化产物分为两种情况，一种是氦气自身成分的活化(主要是

因此，为了实现对反应堆的运行监测，需要对一回路冷却剂进行放射性

发明内容

本公开的实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，公开了一种高温气冷堆一回路冷却剂多形态

第一方面，本公开的实施例提供一种高温气冷堆一回路冷却剂多形态

根据一回路系统内氦气的温度和压力与实际氦气取样测量的温度和压力，确定换算系数；

根据所述一回路系统内氦气的进气体积、空气的进气体积以及鼓泡装置的进气体积，确定实际氦气取样体积；

根据所述鼓泡装置内鼓泡液的体积、低本底液体闪烁计数器测量值、鼓泡液制样体积、鼓泡装置吸收效率、所述实际氦气取样体积以及所述换算系数，得到所述冷却剂多形态

在一些实施方式中，根据下述关系式(1)，确定所述换算系数：

k＝(T2*P1)/(T1*P2)(1)

其中，k为所述换算系数，T1和P1分别为一回路系统内氦气的温度和压力，T2和P2分别为实际氦气取样测量的温度和压力。

在一些实施方式中，根据下述关系式(2)，确定所述实际氦气取样体积：

V＝V1*V 3/(V 1+V 2)(2)

其中，V为实际氦气取样体积，V1为一回路系统内氦气的进气体积、V2为空气的进气体积，V3为所述鼓泡装置的进气体积。

在一些实施方式中，在所述鼓泡液为高纯水时，根据下述关系式(3)和(4)，确定所述冷却剂多形态

A1＝k*v1*D/ε/v/V(3)

A2＝k*v2*D/ε/v/V(4)

其中，A1为一回路系统内氦气堆内液态氚HTO活度浓度，A2为一回路系统内氦气堆内气态氚T

在一些实施方式中，在所述鼓泡液为氢氧化钠溶液时，根据下述关系式(5)和(6)，确定所述冷却剂多形态

A3＝k*v1*D/ε/v/V(5)

A4＝k*v2*D/ε/v/V(6)

其中，A3为一回路系统内氦气堆内

第二方面，本公开的实施例提供一种高温气冷堆一回路冷却剂多形态

第一计算模块，用于根据一回路系统内氦气的温度和压力与实际氦气取样测量的温度和压力，确定换算系数；

第二计算模块，用于根据所述一回路系统内氦气的进气体积、空气的进气体积以及鼓泡装置的进气体积，确定实际氦气取样体积；

第三计算模块，用于根据所述鼓泡装置内鼓泡液的体积、低本底液体闪烁计数器测量值、鼓泡液制样体积、鼓泡装置吸收效率、所述实际氦气取样体积以及所述换算系数，得到所述冷却剂多形态

在一些实施方式中，所述第一计算模块，用于根据下述关系式(1)，确定所述换算系数：

k＝(T2*P1)/(T1*P2)(1)

其中，k为所述换算系数，T1和P1分别为一回路系统内氦气的温度和压力，T2和P2分别为实际氦气取样测量的温度和压力。

在一些实施方式中，所述第二计算模块，用于根据下述关系式(2)，确定所述实际氦气取样体积：

V＝V1*V 3/(V 1+V 2)(2)

其中，V为实际氦气取样体积，V1为一回路系统内氦气的进气体积、V2为空气的进气体积，V3为所述鼓泡装置的进气体积。

在一些实施方式中，在所述鼓泡液为高纯水时，所述第三计算模块，用于根据下述关系式(3)和(4)，确定所述冷却剂多形态

A1＝k*v1*D/ε/v/V(3)

A2＝k*v2*D/ε/v/V(4)

其中，A1为一回路系统内氦气堆内液态氚HTO活度浓度，A2为一回路系统内氦气堆内气态氚T

在一些实施方式中，在所述鼓泡液为氢氧化钠溶液时，所述第三计算模块，用于根据下述关系式(5)和(6)，确定所述冷却剂多形态

A3＝k*v1*D/ε/v/V(5)

A4＝k*v2*D/ε/v/V(6)

其中，A3为一回路系统内氦气堆内

本公开实施例的高温气冷堆一回路冷却剂多形态

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。

图1为根据本公开高温气冷堆一回路冷却剂多形态

图2为根据本公开高温气冷堆一回路冷却剂多形态

图3为根据本公开高温气冷堆一回路冷却剂多形态

图4为根据本公开高温气冷堆一回路冷却剂多形态

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关本公开相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

图1示出了根据本公开高温气冷堆一回路冷却剂多形态

在一些实施例中，如图1所示，因为高温气冷堆一回路冷却剂管道所在房间存在放射性，无法直接进入取样，所以需要在一回路冷却剂管道上引出一路专用取样管道1，通往一回路冷却剂取样房间。所述取样管道1的入口与高温气冷堆一回路冷却剂管道(图中并未示出)连通，所述取样管道1的出口与所述混气装置Z1的第一入口连通。所述取样管道1串设有截止阀组、减压阀组、第一调节阀V6、压力表组、温度计(图中并未示出)以及第一流量计L1。

在一些实施例中，如图1所示，所述截止阀组包括依次串联于所述取样管道1的自动截止阀V1、第一手动截止阀V2和第二手动截止阀V4。自动截止阀V1用于远程控制打开或关闭一回路冷却剂来气，第一手动截止阀V2为常开阀，通过适当调节V2开度后，以获得稳定的取样管道1流量和压力，在人员不进入高放射性房间的情况下，可通过远程控制打开或关闭一回路冷却剂来气。第二手动截止阀V4用于打开或关闭一回路冷却剂来气。所述第一调节阀V6位于所述第二手动截止阀V4和所述第一流量计L1之间，第一调节阀V6用于微量调节氦气进气流量，第一流量计L1用于测量氦气进气流量。

在一些实施例中，如图1所示，针对一回路系统内的高压气体，为保证获得所需的氦气压力和流量，需进行两级减压后方可进行取样。具体地，所述减压阀组包括一级减压阀V3和二级减压阀V5。所述一级减压阀V3位于所述第一手动截止阀V2和所述第二手动截止阀V4之间，所述二级减压阀V5位于所述第二手动截止阀V2和所述第一调节阀V6之间。所述压力表组包括第一压力表P1和第二压力表P2，所述第一压力表P1位于所述一级减压阀V3和第二手动截止阀V4之间，所述第二压力表P2位于所述二级减压阀V5和所述第一调节阀V6之间。所述一级减压阀V3用于将高压一回路冷却剂减压至0.8-1.2MPa，第一压力表P1用于测量一级减压后的一回路冷却剂气体压力。二级减压阀V5用于将一回路冷却剂样品减压至0.2～0.6MPa，第二压力表P2用于测量二级减压后的一回路冷却剂压力。通过在取样装置上设置压力表、温度计、流量计等仪表，以表征一回路冷却剂减压效果及所取一回路冷却剂温度、压力、体积等参数。

在一些实施例中，如图1所示，所述进气管道2的入口用于与空气源连通，所述进气管道2的出口与所述混气装置Z1的第二入口连通，所述进气管道2串设有第二调节阀V7和第二流量计L2。第二调节阀V7用于微量调节空气进气流量，第二流量计L2用于测量空气进气流量。

在一些实施例中，如图1所示，第一鼓泡装置G1、第一鼓泡装置G2、第二鼓泡装置G3和第二鼓泡装置G4依次串接，鼓泡装置用于容纳鼓泡液，该鼓泡液例如可以为高纯水或氢氧化钠溶液等。所述第一鼓泡装置G1的入口通过所述出气管道3与所述混气装置Z1的出口连通，所述第二鼓泡装置G4的出口通过所述排出管道4接入排气系统。所述出气管道3串设有第三调节阀V8和第三流量计L3，所述第三调节阀V8用于连通或阻断鼓泡装置进气，所述第三流量计L3用于统计流入鼓泡装置的混合气体流量。所述排出管道4串设有止回阀V9，该止回阀V9用于防止排气倒灌进入鼓泡装置。所述催化氧化/加热装置Z2串设于所述第一鼓泡装置G2和所述第二鼓泡装置G3之间。

在一些实施中，高温气冷堆一回路冷却剂中含有一定量破碎石墨颗粒杂质，在取样前首先需要在取样装置最初端设置捕捉器，以获得纯净的一回路冷却剂样品。具体地，如图1所示，所述取样装置还包括捕捉器D1，所述捕捉器D1串设于所述取样管道1的入口。

本公开的实施例的高温气冷堆一回路冷却剂多形态

图2示出了根据本公开高温气冷堆一回路冷却剂多形态

步骤210、将鼓泡液分别装入第一鼓泡装置和第二鼓泡装置。

具体地，在本步骤中，一并结合图1，将鼓泡液(如高纯水或氢氧化钠溶液等)依次装入第一鼓泡装置G1和G2以及第二鼓泡装置G3和G4。不难理解，在需要计算

步骤220、开启所述出气管道上的第三调节阀和所述排出管道上的止回阀，分别设置所述第一鼓泡装置和所述第二鼓泡装置的进气流量、加热温度参数，启动所述第一鼓泡装置和所述第二鼓泡装置。

具体地，在本步骤中，一并结合图1，开启第三调节阀V8和止回阀V9，分别设置鼓泡装置的进气流量、加热温度参数，启动所述鼓泡装置。

步骤230、开启所述取样管道上的截止阀组，启动所述混气装置，对一回路冷却剂进行取样。

具体地，在本步骤中，一并结合图1，先远程控制打开自动截止阀V1，再依次打开第二手动截止阀V4、第一调节阀V6和第二调节阀V7，启动所述混气装置Z1，对一回路冷却剂进行取样。

步骤240、根据需要调节减压阀组，使一回路冷却剂减压至相应的压力范围。

具体地，在本步骤中，一并结合图1，根据需要调节一级减压阀V3和二级减压阀V5，使得一回路冷却剂减压至相应的压力范围。

步骤250、根据所述第一流量计和所述第二流量计的流量显示，通过所述第一调节阀和所述第二调节阀对一回路冷却剂、空气流量进行调节，以确保进入所述第一鼓泡装置和所述第二鼓泡装置的进气流量稳定。

具体地，在本步骤中，一并结合图1，根据第一流量计L1和第二流量计L2的流量显示，通过第一调节阀V6和第二调节阀V7对一回路冷却剂、空气流量进行调节，以确保进入鼓泡装置的进气流量稳定，该进气流量通过第三流量计L3显示。调节混气装置上氦气、空气进气流量微调旋钮，以保证氦气、空气进气比例。

步骤260、待鼓泡完成后，记录一回路系统内氦气的进气体积、空气的进气体积、第一鼓泡装置和第二鼓泡装置的进气体积，减压后的一回路冷却剂压力和温度，一回路系统内氦气的温度和压力。

具体地，在本步骤中，一并结合图1，待鼓泡完成后，记录一回路系统内氦气的进气体积V1、空气的进气体积V2、鼓泡装置进气体积V3，二级减压后的一回路冷却剂的压力P2和温度T2，一回路系统内氦气的温度T1和压力P1。

步骤270、收集所述第一鼓泡装置和所述第二鼓泡装置内鼓泡液，并测量其体积。

具体地，在本步骤中，一并结合图1，收集第一鼓泡装置G1和G2，第二鼓泡装置G3和G4内的鼓泡液，并测量其体积。

步骤280、关闭所述截止阀组和止回阀，完成高温高压一回路冷却剂的取样。

具体地，在本步骤中，一并结合图1，关闭自动截止阀V1、第二手动截止阀V4、第二调节阀V7和止回阀V9，完成高温高压一回路冷却剂的取样。

本公开的实施例的高温气冷堆一回路冷却剂多形态

图3示出了根据本公开高温气冷堆一回路冷却剂多形态

步骤310、根据一回路系统内氦气的温度和压力与实际氦气取样测量的温度和压力，确定换算系数。

具体地，在本步骤中，根据下述关系式(1)，确定所述换算系数：

k＝(T2*P1)/(T1*P2)(1)

其中，k为所述换算系数，T1和P1分别为一回路系统内氦气的温度和压力，T2和P2分别为实际氦气取样测量的温度和压力。

步骤320、根据所述一回路系统内氦气的进气体积、空气的进气体积以及所述鼓泡装置的进气体积，确定实际氦气取样体积。

具体地，在本步骤中，根据下述关系式(2)，确定所述实际氦气取样体积：

V＝V1*V 3/(V 1+V 2)(2)

其中，V为实际氦气取样体积，V1为一回路系统内氦气的进气体积、V2为空气的进气体积，V3为所述鼓泡装置的进气体积。

步骤330、根据所述鼓泡装置内鼓泡液的体积、低本底液体闪烁计数器测量值、鼓泡液制样体积、鼓泡装置吸收效率、所述实际氦气取样体积以及所述换算系数，得到所述冷却剂多形态

具体地，在本步骤中，在所述鼓泡液为高纯水时，根据下述关系式(3)和(4)，确定所述冷却剂多形态

A1＝k*v1*D/ε/v/V(3)

A2＝k*v2*D/ε/v/V(4)

其中，A1为一回路系统内氦气堆内液态氚HTO活度浓度，A2为一回路系统内氦气堆内气态氚T2、HT活度浓度，v1和v2为所述第一鼓泡装置G1和G2内的高纯水体积，D为所述底本低液体闪烁计数器测量值，v为所述鼓泡液制样体积，ε为鼓泡装置吸收效率。

在所述鼓泡液为氢氧化钠溶液时，根据下述关系式(5)和(6)，确定所述冷却剂多形态

A3＝k*v1*D/ε/v/V(5)

A4＝k*v2*D/ε/v/V(6)

其中，A3为一回路系统内氦气堆内

本公开的实施例的高温气冷堆一回路冷却剂多形态

需要说明的是，本公开不仅适用于高温气冷堆一回路冷却剂

如图4所示，本公开的实施例还提供一种高温气冷堆一回路冷却剂多形态

第一计算模块410用于根据一回路系统内氦气的温度和压力与实际氦气取样测量的温度和压力，确定换算系数。第二计算模块420用于根据所述一回路系统内氦气的进气体积、空气的进气体积以及鼓泡装置的进气体积，确定实际氦气取样体积。第三计算模块430用于根据所述鼓泡装置内鼓泡液的体积、低本底液体闪烁计数器测量值、鼓泡液制样体积、鼓泡装置吸收效率、所述实际氦气取样体积以及所述换算系数，得到所述冷却剂多形态

在一些实施方式中，所述第一计算模块410用于根据下述关系式(1)，确定所述换算系数：

k＝(T2*P1)/(T1*P2)(1)

其中，k为所述换算系数，T1和P1分别为一回路系统内氦气的温度和压力，T2和P2分别为实际氦气取样测量的温度和压力。

在一些实施方式中，所述第二计算模块420用于根据下述关系式(2)，确定所述实际氦气取样体积：

V＝V1*V 3/(V 1+V 2)(2)

其中，V为实际氦气取样体积，V1为一回路系统内氦气的进气体积、V2为空气的进气体积，V3为所述鼓泡装置的进气体积。

在一些实施方式中，在所述鼓泡液为高纯水时，所述第三计算模块430用于根据下述关系式(3)和(4)，确定所述冷却剂多形态

A1＝k*v1*D/ε/v/V(3)

A2＝k*v2*D/ε/v/V(4)

其中，A1为一回路系统内氦气堆内液态氚HTO活度浓度，A2为一回路系统内氦气堆内气态氚T

在一些实施方式中，在所述鼓泡液为氢氧化钠溶液时，所述第三计算模块430用于根据下述关系式(5)和(6)，确定所述冷却剂多形态

A3＝k*v1*D/ε/v/V(5)

A4＝k*v2*D/ε/v/V(6)

其中，A3为一回路系统内氦气堆内

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。