[发明专利]压水堆燃料组件裂变气体在线脱除装置

说明书

本发明提供了一种压水堆燃料组件裂变气体在线脱除装置，包括燃料组件、上缓冲容器、流量调节阀、循环泵、裂变气体吸附装置、氦气供气装置、下缓冲容器；所述燃料组件上部连接上缓冲容器，上缓冲容器连接流量调节阀，流量调节阀连接循环泵，循环泵连接裂变气体吸附装置，裂变气体吸附装置连接下缓冲容器，在裂变气体吸附装置和下缓冲容器之间接有氦气供气装置，下缓冲容器与燃料组件底部相连。本发明在压水堆运行过程中，在线脱除燃料组件中生成的裂变气体，提高包壳间隙中的热导率，减少反应堆运行过程中的中子毒物，提升反应堆的经济性。

技术领域

本发明涉及压水堆燃料组件，具体地，涉及一种压水堆燃料组件裂变气体在线脱除装置。

背景技术

燃料组件是反应堆堆芯的组成部分。在反应堆运行过程中，构成燃料组件的燃料棒内产生大量的裂变产物，这些裂变产物主要包括惰性气体、挥发性的碘和铯以及少量的半挥发和难挥发性核素。燃料组件内的裂变气体对燃料组件的导热性能有较大的影响，裂变产生的氪和氙的导热率远小于燃料组件内预充的氦的导热率，从而导致燃料棒的传热性能恶化。燃料棒传热性能的恶化会导致燃料芯块中心温度的上升，增大事故工况下堆芯融化的风险。此外，裂变气体中的¹³⁵Xe具有较大的热中子吸收截面。在反应堆运行过程中，不断积累的¹³⁵Xe消耗掉大量本可以用于裂变反应的热中子。如果能够及时除掉燃料组件积累的¹³⁵Xe，可以极大的提高中子经济性，使反应堆运行到更深的燃耗。

目前，压水堆运行时燃料组件产生的裂变气体积累在燃料棒包壳间隙中，直至寿期末燃料组件从反应堆中卸出。为提高压水堆运行的安全性和经济性，提出一种在运行过程中脱除裂变气体的装置是有必要的。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种压水堆燃料组件裂变气体在线脱除装置。

根据本发明提供的一种压水堆燃料组件裂变气体在线脱除装置，包括：上缓冲容器、流量调节阀、回路循环泵、裂变气体吸附装置以及下缓冲容器；

上缓冲容器、下缓冲容器用于在燃料组件的两端缓冲裂变气体；

上缓冲容器与下缓冲容器之间管路上设置有流量调节阀、回路循环泵、裂变气体吸附装置；

流量调节阀控制上缓冲容器与回路循环泵之间裂变气体的流量；裂变气体吸附装置吸附裂变气体；

在所述回路循环泵的驱动下，所述裂变气体从燃料组件的燃料棒的包壳间隙中被驱动通过管路进入裂变气体吸附装置，经裂变气体吸附装置分离后回到燃料棒的包壳间隙中。

优选地，裂变气体在燃料棒上部通过导管进入上缓冲容器，在所述上缓冲容器中，裂变气体的温度降低，放射性核素衰变，降低辐射对回路循环泵、裂变气体吸附装置的损伤。

优选地，回路循环泵的流量小于1L/min，回路循环泵4的电气装置能够承受1×10⁶n/cm²s的中子注量率。

优选地，连接上缓冲容器和回路循环泵之间的导管具有倾斜角度，使得挥发性的裂变产物在管道中沉降的时候不会堵塞管道。

优选地，回路循环泵进口处设置有过滤网，其中，所述过滤网用于过滤掉挥发性裂变产物冷凝以后形成的放射性气溶胶颗粒。

优选地，裂变气体吸附装置内部含有硅胶床以吸附裂变产物，并允许氦气通过硅胶床，进入燃料棒中循环利用；当反应堆停堆时，硅胶床通过加热扫气清除裂变气体后能够循环使用。

优选地，还包括燃料组件；

所述燃料组件上部、下部通过焊接分别与上缓冲容器、下缓冲容器相连；