核反应堆稳压器的除气功能及稳压器除气原理
2011-06-08 17:48阅读:
要想利用很有限的
稳压器蒸汽空间体积对大型核动力装置一回路系统的体积波动和压力变化进行有效的补偿和控制,仅仅依靠相平衡和蒸汽的可压缩性是远远不够的,还需要进一步在蒸汽空间设置喷雾装置,在水空间设置电加热器。
这样,当冷却剂波动流入蒸汽发生器使压力上升超过整定的压力上限值时,压力控制系统开启稳压器顶部的雾化喷嘴控制阀,使反应堆入口的低温冷却剂,在进、出口压差作用下,通过喷嘴对稳压器内的蒸汽进行喷淋冷却,从而使稳压器压力很快下降,当压力降至原来系统正常工作压力时,喷淋停止,主冷却剂回路恢复正常压力运行;当冷却剂波动流出稳压器使压力降至低于整定的压力下限值时,压力控制系统使备用组电加热器接通电源投入工作,使稳压器中的水不断蒸发汽化,稳压器压力很快回升,当压力升到正常工作压力时,备用组电加热器断电,回路系统恢复正常工作。
电加热式稳压器的除气功能主要是除去溶于一回路冷却剂中的氧气、氢气和惰性气体。
这些气体的主要来源是:
1.
一回路系统的设备和管道首次充水时,空气会随着冷却剂一起进入回路;
2. 一回路系统补充水时,溶于其中的空气随之一起进入回路;
3. 在高温高压和中子辐照条件下,水会分解为氢气和氧气;
4.
如果燃料元件包壳破损,将有裂变气体Kr(氪)、Xe(氙)等自堆芯逸入回路中。
危害:这些有害气体存在于回路中,一方面使结构材料产生应力腐蚀,导致设备的腐蚀速度增加。
同时,这些放射性气体随着冷却剂的泄漏,会释放到反应堆舱室或安全壳厂房内,使剂
量水平增加。因此,在反应堆装置运行时必须定期进行除气。在启动和停堆时也要除气。
稳压器的除气原理:
与常规电站热力除氧器的原理基本相同,都是采用热力除气方式。稳压器除气时,先要投入电加热器,加热饱和水产生蒸汽,然后使欠饱和的回路水通过喷雾器雾化,并在稳压器内与蒸汽进行充分的热交换,使之达到饱和温度。
根据分压定律,气体的分压力将因此而降低,从而减小了气体在水中的溶解度,迫使其从水中分离出来。
为了提高除气效率,稳压器设计应注意以下两方面的问题:
1. 待除气的冷却剂在下落到水面之前,一定要加热到饱和温度。
为此,应提高喷雾器的雾化质量。水滴愈细小,与蒸汽接触的面积愈大,被除气水加热到饱和温度所需时间也就愈短。设计
稳压器时,蒸汽空间不仅要满足水体积波动的要求,也要尽量地增加喷雾器到水面的距离,使待除气冷却剂有足够的行程与蒸汽进行充分的热交换。
2. 适时排放含有有害气体浓度较高的蒸汽。
气体从水中分离出来的程度与蒸汽空间所含有害气体的浓度密切相关。蒸汽空间有害气体的分压力愈小,就愈有助于从水中分离有害的气体。所以,应该适时地通过卸压阀排放含有害气体浓度较高的蒸汽。
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