【doc】中国先进研究堆氦气系统的设计

【doc】中国先进研究堆氦气系统的设计 中国先进研究堆氦气系统的设计 第37卷第2期 2003年3月 原子能科学技术 AtomicEnergyScienceandTechnology Vo1.37.No.2 Mar.2003 中国先进研究堆氦气系统的设计 黄兴蓉 (中国原子能科学研究院反应堆T程研究设计所,北京102413) 摘要:介绍了中国先进研究堆(C6)氦气系统的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 调研,工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 设计,设备管道 阀门布置设计和系 统设计难点及特点.在系统布置设计中,采用PD~FTpining配管软件建立该系统的 三维模型,模型形 象直观,既利于系统设计审查和修改,又利于现场安装工作. 关键词:重水研究堆;氦气系统;设计;建模 中图分类号:TL423文献标识码:A文章编号:1000—6931(2003)02—0121—03 DesignoftheHeliumSystemofChinaAdvancedResearchReactor HUANGXing—rong (ChinaImtitu~ofAtomicEnergy,P.O.Boa:275—33,Beijing102413,China) Abstract:Thescheme,flowdesignandarrangementsofequipment,pipe,valveandthe characteristicandtechnicaldifficultiesofheliumsystemofChinaadvancedresearchreactor (CAm~)areintroducedinthepaper.UsingthePDSOFTpipingsoftwareintheprocessing ofsystemarrangementdesign,thethree—dimensionalsystemmodelisbuiltup,whichiscon— venientfordesignmodificationandexaminationandsystemfieldinstallationwork. Keywords:heavywaterresearchreactor;heliumsystem;design;modelling 在用重水作冷却剂或慢化剂的核反应堆 中,中子辐照引起重水分解生成氘和氧,并在重 水自由液面上形成可燃氘氧混合气体,当它达 到一定浓度后,有爆炸危险,因此,需在重水自 由液面上加覆盖气体,并形成循环系统,以将爆 炸气体带出.本工作对中国先进研究堆 (CARR)重水覆盖气体氦气系统进行设计研 究. 重水覆盖气体循环系统应确保系统中的爆炸性 气体浓度在3%以下.为此,该系统应具有如 下功能:1)载气能将重水箱及重水贮存罐的自 由液面覆盖,并将重水辐解产生的爆炸性气体 带出堆外并合成回收重水;2)必要时可向系统 补充氧气,以确保氘与氧合成;3)能提供一定 压力的气体用于将重水收集罐中的重水输送至 重水贮存罐.氦气系统设计遵循(car~氦气 系统设计准则》. 1系统功能及设计准则 CARR以重水作慢化剂,重水反射层最大2系统流程设计 热中子注量率为8×10?em-2?s.设计要求系统的设计参数如下:反应堆核功率为 收稿日期:2002—05—27;修回日期:2002—09—26 作者简介:黄兴蓉(1968一),女,四川乐山人,工程师,化工机械专业 122原子能科学技术第37卷 60MW;爆炸性气体混合物生产率设计取值 口=25mL/(kW?h),其成份比(I32):(02): 2:1;系统中的爆炸性气体含量不大于3%(以 容积比计);系统中各组份气体的体积浓度保持 在允许限值内,即4%氮,1%氧,6%氘;气体压 力为0.03MPa;气体出入堆温度分别为50和 40?;入堆气体流量为50m0/h. 氦气系统主工艺流程示于图1. 气体循环工艺流程如下:反应堆运行时,来 自重水箱的带有爆炸性气体和重水蒸汽的氦气 先进人重水贮存罐,接着进入冷凝器A,然后, 气体进入气液分离器,将气体中的重水水滴分 离出;从气液分离器出来的气体进入合成室,在 钯粉的催化作用下将爆炸性气体合成为重水; 从合成室出来的氦气经瓷质过滤器滤掉钯粉 后,进入冷凝器B再次冷凝;除去水汽后的氦 气由鼓风机送往重水箱,进行再循环. 3设计难点及特点 3.1载气选择 在重水堆和轻水堆中,大部分研究堆采用 氦气作为载气,也有的采用氮气,如欧共体的 Grenoble堆,韩国的HANARO堆.氮气价格 低廉,渗透率低,可降低设备制造费用和系统运 行费用,但氮气的存在将增高重水中的NO3- 浓度,从而增大了对结构材料的腐蚀.GR 的重水箱结构复杂,堆内不能完全充满重水,不 能在堆外重水系统最高处设置一具有自由液面 的膨胀容器,所以难以实现用氮气作载气.而 氦气是惰性气体,中子活化和吸收截面很小,因 此,循环气体中的放射性活度较低;氦气不与结 构材料发生化学反应,且技术成熟;但氦气价格 较高,渗透性强.从可行性,安全性和技术性等 方面综合考虑,决定CARR采用氦气作为载 气. 3.2口值的选取及系统流量的确定 口是反应堆爆炸性气体产生率,它对系统 设计至关重要,是决定系统流量的关键值,而系 统流量大小又决定了系统的规模. 影响口值的因素很多,主要与堆功率,重 水水质及温度等因素有关,其中,重水水质是最 为关键的因素.目前,在国内尚未查到有关口 值的计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 和计算程序,因此,只能根据经验 和实际测定值来选取.某些研究堆的爆炸性气 体产生率列于表1. 图1氦气系统主工艺流程图 Fig.1Flowchartofheliumsystena —骶蹑翻『一_ir_1一广一 第2期黄兴蓉:中国先进研究堆氦气系统的设计123 从表1可看出:重水电阻率越大,a测量值 越小.CARR正常运行时,重水电阻率控制在 5×10Q?cm以上.用表1所列数据,内插推 算a测定值约为2.0mL?kWI1?h_..参考我 国重水研究堆HWRR的运行经验和法国 ORPHEE堆的 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 ,认为该值是可信的.为留 有裕量,CARR设计取值口=25mL?kW?h,. 据此,系统人堆气体流量设计值定为50m3/h. 3.3系统流体阻力计算 进行流体阻力计算的目的如下:1)确定系 统中各流通管道及设备中流经的混合气体流量 及组成;2)确定气体回路的流体阻力,为鼓风 机的选型提供依据. 所计算的流体为多组份流体,不同管段中 的流体流量和组份是变化的.在计算氦气系统 管道的流体阻力时,根据流量的变化,将系统管 道划分为8个管段,按管段进行阻力计算,以得 出各管段 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 状态下各组份气体的体积流量. 系统的管道和设备阻力计算结果如下:系统 管道的吸人管段阻力?=923Pa,压出管段阻 力?叫=362Pa,系统管道总阻力?=?咖+ ?叫=1285Pa;系统设备总阻力?=617Pa; 氦气系统总阻力?sys=?+?equ=1902Pa. 3.4系统设备和管道阀门的布置设计 系统的主要设备包括鼓风机,冷凝器,气液 分离器,合成室,瓷质过滤器,高压罐,低压罐, 薄膜压缩机及气瓶等,共13台.系统管线复 杂,除主流管线外,次流管线有抽真空管线,重 水回收管线,补氦管线,补氧管线,重水收集罐 的重水输送及氦气回收管线,二次冷却水管线 等.系统共设置各种型式阀门52个.C 工艺间氦气系统运行时的辐射水平很低,运行 人员可以进入工艺间进行操作.系统中除设置 3个电动阀门外,其余均采用就地手动阀门. 系统与重水系统,真空系统,二次冷却水系统及 工业循环系统设置接口,与土建,堆本体,电气 和仪表等也设置相应接口. 为满足设备安装,操作和维修的可达性及 工艺管道布置的最优化,在管道阀门的布置设 计中,采用了PI~qgFTpiping配管软件,建立 了系统三维模型.该模型直观,形象,既利于系 统的设计审查和修改,又利于系统的现场安装. 三维模型可生成二维平面图,立面图,IS0图, 消隐图及渲染图等工程图纸. 4结束语 本工作为C设计了氦气循环系统. 该系统的设计为国内研究堆氦气系统设计积累 了经验. 感谢黄道立,许汉铭,张文惠,李彦水和金 华晋研究员对本工作的指导;感谢回路组全体 同志对本工作的支持. 参考文献: [1]仲言.重水研究堆[M].北京:原子能出版社, 1988.453-455.