CN106404431A - 一种蒸汽发生器排污试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于压水堆核电站关键设备领域，具体公开了一种蒸汽发生器排污试验装置。它包括主循环泵、泥渣混合器、注渣泵、二次侧排污试验体、水池和回水泵；主循环泵吸入端接入试验循环水；回水泵的出口管道连接在主循环泵的吸入端；二次侧排污试验体出口管连接在主循环泵的吸入端；水池包括沉降冲洗区、二次沉降区、回水区。本发明抵消了由于温差变化或者系统漏水导致的系统内水位的变化，向系统回路中注入给定参数的泥渣‑水混合物，带走主循环泵搅混热，保持系统回路中水温维持在规定数值；能够用于研究蒸汽发生器内部泥渣的传输、沉积与排出技术，从而优化蒸汽发生器结构设计、验证设计分析方法和计算软件，以及确认排污装置的排污效果。

Description

一种蒸汽发生器排污试验装置

技术领域

本发明属于压水堆核电站关键设备领域，具体涉及一种蒸汽发生器排污试验装置。

背景技术

蒸汽发生器是压水堆核电站的关键设备之一，其工作性能和可靠性直接关系到整个核电站的安全可靠性和可利用率。目前，对蒸汽发生器的安全运行威胁最大的是传热管。由于工作环境恶劣，传热管很容易发生降质甚至破损。世界上运行的核电站中，每年都有大约半数的蒸汽发生器发生传热管损坏事故，迫使核电厂不得不采取非计划停堆、大规模堵管、降功率运行甚至更换蒸汽发生器等措施，造成了巨大的经济损失。

统计表明，传热管的破损80％以上是由腐蚀造成的。蒸汽发生器二次测汇集了的各种杂质，如给水带入的有害物质和悬浮粒子、二回路系统的杂质及材料腐蚀产物等，这些杂质都进入蒸汽发生器并以重力沉降、沸腾沉积、紊流沉积等方式沉积在蒸汽发生器管板表面、传热管表面、支撑板表面以及传热管和支撑板的间隙中，造成传热管的表面结垢和管板等部位的泥渣堆积。这些泥渣堆积中往往出现一些化学成分的高浓度区，从而造成传热管的腐蚀。

开展蒸汽发生器二次侧泥渣沉积情况和排污效果试验研究，通过试验对蒸汽发生器排污结构进行优化，并掌握近管板表面区域的流体流动具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于蒸汽发生器二次侧泥渣沉积情况和排污效果试验的蒸汽发生器排污试验装置，其能够用于研究蒸汽发生器内部泥渣的传输、沉积与排出技术，从而优化蒸汽发生器结构设计、验证设计分析方法和计算软件，以及确认排污装置的排污效果。

本发明的技术方案如下：

一种蒸汽发生器排污试验装置，它包括主循环泵、连接在主循环泵吸入端的泥渣混合器和注渣泵，以及依次连接在主循环泵排出端的二次侧排污试验体、水池和回水泵；所述的主循环泵吸入端接入试验循环水；所述的回水泵的出口管道连接在主循环泵的吸入端；所述的二次侧排污试验体包括筒体和位于筒体内的下降筒，所述筒体上端设有给水管入口，顶部设有试验体出口管，筒体底部设有排污管；所述的试验体出口管连接在主循环泵的吸入端；所述的水池包括沉降冲洗区、二次沉降区、回水区，每一区域的底部设有排水口，所述二次侧排污试验体的排污管通过管道插入到沉降冲洗区内。

在上述的一种蒸汽发生器排污试验装置中：还包括设在回水泵的出口与主循环泵的吸入端之间管道上的水容器缓冲罐；所述的水容器缓冲罐包括缓冲罐罐体，其上部加工有给水入口，下部为倒锥体，倒锥体底部加工有给水出口。

在上述的一种蒸汽发生器排污试验装置中：还包括设在主循环泵排出端与二次侧排污试验体的给水管入口之间管道上的回路冷却器；所述的回路冷却器包括换热器主体，其顶部加工有冷侧入口和冷侧出口；侧部加工有热侧出口，底部加工有热侧入口。

在上述的一种蒸汽发生器排污试验装置中：所述的回路冷却器的热侧出口连接的管路上设有取样装置。

在上述的一种蒸汽发生器排污试验装置中：所述的二次侧排污试验体的试验体出口管连接的管路上、底部排污管连接的管路上均设有取样装置。

本发明的显著效果在于：

设有水容积缓冲罐，用于抵消由于温差变化或者系统漏水导致的系统内水位的变化；

设有泥渣混合器，用于向系统回路中注入给定参数的泥渣-水混合物；

设有回路冷却器，用于带走主循环泵搅混热，保持系统回路中水温维持在规定数值；

设有水池，该水池分为沉降冲洗区、二次沉降区、回水区，从排污试验体中流出的泥渣含量较高的循环水流入到沉降冲洗后，由于流速下降，大部分泥渣会沉降在该区，溢出后的水流入二次沉降区，泥渣再次沉降，进一步降低泥渣的含量，溢出后流入到回水区的水中的泥渣含量大幅度降低，基本已经成为清水。可以作为给水重新泵入到循环回路中。

附图说明

图1为蒸汽发生器排污试验装置整体示意图；

图2为二次侧排污试验体示意图；

图3为水池示意图；

图4为水容积缓冲罐示意图；

图5为回路冷却器示意图；

图中：1.泥渣混合器；2.注渣泵；3.主循环泵；4.回路冷却器；5.冷却水泵；6.二次侧排污试验体；7.水池；8.回水泵；9.水容积缓冲罐；10.取样装置；401.冷侧入口；402.冷侧出口；403.热侧出口；404.换热器主体；405.热侧入口；601.试验体出口管；602.给水管入口；603.筒体；604.下降筒；605.排污管；701.沉降冲洗区；702.二次沉降区；703.回水区；704.排水口；901.给水入口；902.缓冲罐罐体；903.给水出口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，主循环泵3的入口连接试验冷态循环水(由室温自来水)，同时将泥渣混合器1连入主循环泵3的入口管道，利用注渣泵2将泥渣泵入循环水管道，以测试蒸发器的排污效果。

主循环泵3的出口连接二次侧排污试验体6的两个入口，二次侧排污试验体6的顶部的出口管道连接到主循环泵3的吸入口。

二次侧排污试验体6下端的出口通过管道连接钢制的水池7，回水泵8将水池7中的水泵回到水容积缓冲罐9，水容器缓冲罐9的出口通过管道连接到主循环泵3的吸入口，即连入主循环泵3的回路管道中。

为了保持系统回路中水温维持在规定数值，在主循环泵3的出口管路上连接回路冷却器4，通过冷却水泵5为回路冷却器4提供冷却水。

为了抵消由于温差变化或者系统漏水导致的系统内水位的变化，在回水泵8的出口管路上安装水容积缓冲罐9，然后再连接到主循环泵3的循环回路管路上。

在收集器进、出口处，以及底部排污管处分别设置了取样装置10。取样装置可以使用浊度仪，进行实时浓度分析。一方面可以指导实验进程，另一方面可以通过浓度-时间的变化关系，分析出泥渣收集效果。

如图2所示，二次侧排污试验体6包括筒体603，筒体603内安装下降筒604，上述的筒体603上端加工有两个给水管入口602，顶部加工有一个试验体出口管601，下端安装有排污管605。试验冷态循环水从上部的两个给水管入口602进入，流经试验体下降筒604，在排污试验体内部模拟蒸汽发生器下部流场流动后，大部分从上端的试验体出口管601流出，进入主循环，其余小部分从排污管605流出，经过流量计和流量调节阀流至下端的水池7。

如图3所示，水池7分为沉降冲洗区701、二次沉降区702、回水区703，在每一区域的底部安装有排水口704。二次侧排污试验体6的排污管605通过管道插入到沉降冲洗区701内。

从二次排污试验体6中流出的泥渣含量较高的循环水流入到沉降冲洗区701后，由于流速下降，大部分泥渣会沉降在该区，溢出后的水流入二次沉降区702，泥渣再次沉降，进一步降低泥渣的含量，溢出后流入到回水区703的水中的泥渣含量大幅度降低，基本已经成为清水。

如图4所示，水容积缓冲罐9包括缓冲罐罐体902，其上部加工有给水入口901，下部为倒锥体，倒锥体底部加工有给水出口903。从上述回水泵8泵回的处理之后的循环水从上述水容积缓冲罐9的给水入口901进入到缓冲罐罐体902，从下部的给水出口903流出。从而抵消了由于温差变化或者系统漏水导致的循环系统内水位的变化。

如图5所示，回路冷却器4包括换热器主体404，其顶部加工有冷侧入口401和冷侧出口402，用于冷却水的流动进出。换热器主体404侧部加工有热侧出口403，底部加工有热侧入口405，用于循环水的流动进出。

由主循环泵3驱动的循环水，经过流量调节分配后流入回路冷却器的热侧入口18，进入换热器主体404，与通过冷侧入口401进入的冷却水进行热交换，之后再从热侧出口403流出，进入二次侧排污试验体6。而经过热交换之后的冷却水再从冷侧出口402流出。

通过泥渣混合器1和注渣泵2，将混入泥渣的试验冷态循环水(室温自来水)注入到主循环泵3中，由主循环泵3驱动，首先通过电动蝶阀配合电磁流量计进行流量调节分配后流入回路冷却器热侧入口18，从热侧出口403流出后，进入给水管入口602，流经下降筒604，在排污试验体6内部模拟蒸汽发生器下部流场流动后大部分水由顶部出口管道601流出，经管道流回主循环泵3吸入端完成循环；而少部分水由排污试验体的排污管605经过流量计和流量调节阀流至排污水池沉降冲洗区701内，排污水在排污水池的二次沉降区702将泥渣颗粒沉积，然后流到排污水池的回水区703，后使用回水泵将水泵至试验水容积缓冲罐9返回到主循环系统。

为了平衡主循环泵对循环水的加热量，使得循环水温度控制在一定范围内，回路系统中设置了一台回路冷却器4，可通过调节冷却器的冷却水量调节循环水的温度。为了使试验系统稳定运行，试验回路中设置了水容积缓冲罐9，用于缓冲因排污、温度变化等因素引起的试验系统水容积变化。

Claims (5)

1.一种蒸汽发生器排污试验装置，其特征在于：它包括主循环泵(3)、连接在主循环泵(3)吸入端的泥渣混合器(1)和注渣泵(2)，以及依次连接在主循环泵(3)排出端的二次侧排污试验体(6)、水池(7)和回水泵(8)；所述的主循环泵(3)吸入端接入试验循环水；所述的回水泵8的出口管道连接在主循环泵(3)的吸入端；所述的二次侧排污试验体(6)包括筒体(603)和位于筒体(603)内的下降筒(604)，所述筒体(603)上端设有给水管入口(602)，顶部设有试验体出口管(601)，筒体(603)底部设有排污管(605)；所述的试验体出口管(601)连接在主循环泵(3)的吸入端；所述的水池(7)包括沉降冲洗区(701)、二次沉降区(702)、回水区(703)，每一区域的底部设有排水口(704)，所述二次侧排污试验体(6)的排污管(605)通过管道插入到沉降冲洗区(701)内。

2.如权利要求1所述的一种蒸汽发生器排污试验装置，其特征在于：还包括设在回水泵(8)的出口与主循环泵(3)的吸入端之间管道上的水容器缓冲罐(9)；所述的水容器缓冲罐(9)包括缓冲罐罐体(902)，其上部加工有给水入口(901)，下部为倒锥体，倒锥体底部加工有给水出口(903)。

3.如权利要求1所述的一种蒸汽发生器排污试验装置，其特征在于：还包括设在主循环泵(3)排出端与二次侧排污试验体(6)的给水管入口(602)之间管道上的回路冷却器(4)；所述的回路冷却器(4)包括换热器主体(404)，其顶部加工有冷侧入口(401)和冷侧出口(402)；侧部加工有热侧出口(403)，底部加工有热侧入口(405)。

4.如权利要求3所述的一种蒸汽发生器排污试验装置，其特征在于：所述的回路冷却器(4)的热侧出口(403)连接的管路上设有取样装置(10)。

5.如权利要求1所述的一种蒸汽发生器排污试验装置，其特征在于：所述的二次侧排污试验体(6)的试验体出口管(601)连接的管路上、底部排污管(605)连接的管路上均设有取样装置(10)。