[发明专利]将水充入核反应堆主回路内的方法及实施该方法的连接装置

说明书

技术领域

本发明涉及在核反应堆停堆后，对水冷核反应堆的一回路(此处也被称为主回路)进行充水以及从一回路中排出空气的方法；所述一回路包括适于充水并容纳核燃料的容器。该一回路还包括至少一个适于从容器排出水的冷却回路，其将热量传递给蒸汽发生器，并且将冷却后的水返回到容器，每一蒸汽发生器通过排出水的第一流体回路连接到容器中的第一侧开孔，并通过引入水的第二流体回路连接到容器中的第二侧开孔，所述成对的第一侧和第二侧开孔与每一冷却回路相连。

冷却回路的第一流体回路通常被称作“热段”，因为它将从容器排出的水传输到蒸汽发生器，而第二流体回路通常被称作“冷段”，因为它将蒸汽发生器冷却后的水送回到容器。蒸汽发生器的管子通常具有倒置的U形状，且通常被称作“发夹”。这些管浸没在蒸汽发生器中循环的密封二次回路的水中，从而使得这些水沸腾，并为驱动发生器的涡轮机提供蒸汽。经过设计，蒸汽发生器通常包括数百个发夹，每一发夹通过直径为厘米级的管形成。这些管经常位于容器水平位置之上，并构成了不会排气的高点。因而一回路的这一部分需要特别的工序来充水。

核电站的每一个单元必须定期关闭进行维修操作以及补充核能燃料。有必要在补充期间防止大量空气仍然困在蒸汽发生器中。当反应堆重启时，尽管残留的空气体积因为一回路的加压而大大减少，从而通过防止它沸腾而使得水保持在液态，这些残留的空气在随水循环通过回路，且由于大量空气通过泵造成气穴现象，该过多的气体会损坏主泵。其结果，也是出于化学原因，有必要在该单元重启之前，消除含在一回路中的几乎所有空气。

为了将水充入一回路，使贮留的空气体积保持在临界值之下，该临界值是由安全调节器根据设备类型来执行的，在为补充燃料而将核反应单元关闭之后，现存有多种对核反应单元的一回路充水并排空的方法。第一种方法，通常被称作“动态排出”，其由当一回路的泵重启之时，仅仅对发夹管充水组成。因而被从发夹中驱出的空气积聚在稍后要进行排气的一回路的高点处，比如容器顶盖处。这个操作重复数次，然后进行空气评估。该充水和排气方法需要对一回路进行多次的加压和解压，这对容器长期的机械抵抗力是有害的，且也需要对主泵进行开启和停止很多次。

为了延长核电站的使用寿命，使用另一种充水方法，在一回路中形成真空之后执行充水，而将核燃料放置在容器中的合适位置。然而，这个方法有缺陷。特别地，在解压阶段和充水阶段，一回路中必须保持真空。如果发生进气或者形成真空的安装失败，则该操作必须重新进行。此外，建立真空的准备时间相对较长，通常需要几百小时，而对核电单元来说这几百个小时中的某些时间要花在停堆计划进度的重要步骤上。

本发明旨在克服上述缺陷，且特别地旨在提供为准备核反应堆重启而对其一回路进行充水和排气的方法，其在管理时间上所费时间少，且其在遵守核安全规则的情况下减少了设备关闭的时间长度。

为此目的，本发明的一个目的是以上引言中所限定的方法，其特征在于包括如下步骤：

a)调整容器中水位到第一水平，在此，每一冷却回路通过所述第一和第二相连的侧开孔中至少一个进行排气；

b)在容器中放置连接及流体隔离装置，该装置适于连接每一回路的所述第一和第二流体回路之一，从而基本上相对于容器内部隔离所述流体回路；

c)在所述冷却回路的第一和第二流体回路的至少之一个中，将水注入至少一冷却回路中，连接及流体隔离装置被连接到所述冷却回路，使流量为旨在向所述冷却回路充水而同时将空气驱出蒸汽发生器；

d)当从每一冷却回路流入容器内的水将水位提升到第二水平位置时，停止所述水的注入，此时，容器所有的所述第一和第二侧开口被完全浸没；以及

e)移除该流体连接装置。

因为这些布置，向一回路充水不需要压缩和之后解压的循环。这延长了容器的使用寿命。此外，一回路泵的开启是不必要的，这减少了这些泵的维修。在其他优点中，必须指出的是，该方法通常不需要修改设备的现有元件：只需要额外添加连接及流体隔离装置，从而在传统的设备中执行该方法。此外，该方法的执行比上述已知方法需要更少的时间。比如，该时间可以减少为非重要准备时间12小时，加上2-3小时的建立时间。

在本发明方法的一些优选实施方式中，采用以下的一种或多种设置：

一回路包括多个连接到容器的N冷却回路，在步骤b)中放置的连接及流体隔离装置适于连接到容器N个所述第一侧开孔的第一组和N个所述第二侧开孔的第二组中的某个N个侧开孔组；其使得可以具有单个连接及流体隔离装置，用以连接到第一流体回路组(热段)或者连接到第二流体回路组(冷段)；