CN110136850A - 核电站蒸汽发生器保养液充注方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核电站蒸汽发生器技术领域，公开了一种核电站蒸汽发生器保养液充注方法及装置，其装置包括：除盐水储液罐、保养液储液罐、除盐水充注管道、保养液充注管道、加药控制器；除盐水充注管道上设置有第一加药泵和干路流量计；加药控制器连接于第一加药泵并检测第一加药泵的开关；加药控制器连接于干路流量计并获取干路流量计的流量值；保养液充注管道上设置有第二加药泵；加药控制器连接于第二加药泵并根据流量值和稀释比控制第二加药泵的输出行程。与现有技术相比，本发明提高了保养液与除盐水的混匀程度，不再使用原设计的蒸汽发生器保养时所需的氮气鼓泡操作，提高了大修时的安全性，同时也减少了大量的人力成本、物力成本。

Description

核电站蒸汽发生器保养液充注方法及装置

技术领域

本发明涉及核电站蒸汽发生器技术领域，尤其涉及一种核电站蒸汽发生器保养液充注方法及装置。

背景技术

核电厂蒸汽发生器是核电机组的重要设备。在核电机组中，每个核反应堆配备多台蒸汽发生器。蒸汽发生器的功能在于把核反应堆堆芯及一回路的热量通过蒸汽发生器内部的换热管导出到二回路水系统，同时产生符合要求的蒸汽供给汽机厂房的汽轮发电机组，推动汽轮发电机组发电。为了确保蒸汽发生器的长期安全稳定运行，除了在机组功率运行期间严格控制二回路水质外，在机组停机大修期间也需要对该设备进行保养，以防止蒸汽发生器部件在停机期间产生腐蚀。

在对蒸汽发生器部件进行保养时，需要将指定体积的除盐水和保养液充注入蒸汽发生器中。然而，核电站蒸汽发生器的体积庞大，内部结构复杂，注入蒸汽发生器中的除盐水和保养液常常是未能充分混匀的。现有的解决方式通常是利用外接的氮气鼓泡方式来确保在蒸汽发生器中的除盐水和保养液达到均匀混合的程度。然而这种方式存在较大缺点，原因在于，停用检修期间，蒸汽发生器有时处于开口状态，如果使用氮气鼓泡操作则存在高度人员窒息风险。因此当前，室内的氮气鼓泡操作大多被禁止使用，其负面作用是保养液无法混合均匀。有些电站采用增加循环泵的方式来混合保养液，但增加循环泵带来更多连接操作和工作量。

据测算，如果取消氮气鼓泡操作，蒸汽发生器中保养液不均匀的概率高达33％。除盐水与保养液的混合不均匀，导致部分区域保养液浓度过高，另外一部分区域保养液浓度过低，无法有效地起到防腐作用。在一些极端情况下，还可能出现保养液浓度超出限值的情况，此时需要重新调节蒸汽发生器中的保养液浓度，采取的措施包括但不限于排空蒸汽发生器中已注入的保护液，再重新充注保护液。这些措施势必增加相应的人力、物力成本，甚至导致大修的维护周期延长，影响正常的电力生产。

同时，由于核电站的设备管理十分严格，若设备管道涉及大的改造(如增加预混装置，促进除盐水与保养液的混合)，需经过多层级的审核和严格评估，改造要求高，成本高。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种核电站蒸汽发生器保养液充注方法及装置，以提高保养液与除盐水的混匀程度。

一种核电站蒸汽发生器保养液充注装置，包括：除盐水储液罐、保养液储液罐、除盐水充注管道、保养液充注管道、加药控制器；

所述除盐水充注管道上设置有第一加药泵和干路流量计，所述第一加药泵一端连接于所述除盐水储液罐的出口端，另一端连接于所述干路流量计，所述干路流量计远离所述第一加药泵的一端连接于蒸汽发生器的进液口；所述加药控制器连接于所述第一加药泵并检测所述第一加药泵的开关状态；所述加药控制器连接于所述干路流量计并获取所述干路流量计的流量值；

所述保养液充注管道上设置有第二加药泵；所述第二加药泵一端连接于所述保养液储液罐的出口端，另一端与所述除盐水充注管道汇合后连接于所述蒸汽发生器的进液口；所述加药控制器连接于所述第二加药泵并根据自所述干路流量计获取的所述流量值和预设的稀释比控制所述第二加药泵的输出行程。

一种使用如上述核电站蒸汽发生器保养液充注装置的核电站蒸汽发生器保养液充注装置，包括：

启动所述第一加药泵向所述蒸汽发生器充注除盐水；

所述加药控制器获取所述干路流量计测量的所述除盐水的流量值；

所述加药控制器根据所述流量值和预设的稀释比计算出所述第二加药泵的输出行程；

所述第二加药泵根据所述输出行程向所述蒸汽发生器充注保养液。

上述核电站蒸汽发生器保养液充注方法及装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的核电站蒸汽发生器保养液充注方法及装置，提高了保养液与除盐水的混匀程度，不再使用原设计的蒸汽发生器保养时所需的氮气鼓泡操作，提高了大修时的安全性，同时也减少了大量的人力成本、物力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例中核电站蒸汽发生器保养液充注装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例第二加药泵的输出行程与流量值的对照图；

图3是本发明一实施例中核电站蒸汽发生器保养液充注方法的一流程示意图；

图4是本发明一实施例中核电站蒸汽发生器保养液充注方法的另一流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在一实施例中，如图1所示，提供一种核电站蒸汽发生器保养液充注装置，包括：除盐水储液罐10、保养液储液罐20、除盐水充注管道、保养液充注管道、加药控制器30；

所述除盐水充注管道上设置有第一加药泵11和干路流量计14，所述第一加药泵11一端连接于所述除盐水储液罐10的出口端，另一端连接于所述干路流量计14，所述干路流量计14远离所述第一加药泵11的一端连接于蒸汽发生器40的进液口；所述加药控制器30连接于所述第一加药泵11并检测第一加药泵11的开关状态；所述加药控制器30连接于所述干路流量计14并获取所述干路流量计14的流量值；

所述保养液充注管道上设置有第二加药泵21；所述第二加药泵21一端连接于所述保养液储液罐20的出口端，另一端与所述除盐水充注管道汇合后连接于所述蒸汽发生器40的进液口；所述加药控制器30连接于所述第二加药泵21并根据自所述干路流量计14获取的所述流量值和预设的稀释比控制所述第二加药泵21的输出行程。

本实施例中，核电站蒸汽发生器保养液充注装置通过除盐水充注管道将除盐水注入蒸汽发生器40中，通过保养液充注管道将保养液注入蒸汽发生器40中，而加药控制器30则用于控制保养液与除盐水按一定比例加入蒸汽发生器40中。

其中，除盐水储液罐10用于存储除盐水。除盐水，是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水。如，除盐水可以是蒸馏水。在核电站运营中，除盐水储液罐10及除盐水充注管道均属于辅助给水系统。

除盐水充注管道的一端与除盐水储液罐10的出口端连接，另一端与蒸汽发生器40的进液口连接。除盐水充注管道上设置有第一加药泵11，该第一加药泵11用于将除盐水泵入蒸汽发生器40中。第一加药泵11可设置于靠近除盐水储液罐10的出口端的一侧。

在除盐水流入蒸汽发生器40前的管路上，还连接有保养液充注管道，该连接处为除盐水与保养液的汇合点。从保养液充注管道流出的保养液与从除盐水充注管道流出的除盐水在汇合点开始混合，并在汇合后的管道中进行预混，最后混合液再流入蒸汽发生器40中。

在除盐水充注管道上靠近所述除盐水充注管道与所述保养液充注管道的汇合点一侧还设置有干路流量计14，用于测量除盐水的流量。因而，在除盐水充注管道上，第一加药泵11一端连接于除盐水储液罐10的出口端，另一端连接于干路流量计14，而干路流量计14的另一端所连接的管路，则与保养液充注管道汇合后，连接于蒸汽发生器40的进液口。

在保养液充注管道上，设置有第二加药泵21。第二加药泵21一端连接于保养液储液罐20的出口端，另一端连接的管道与除盐水充注管道汇合后连接于蒸汽发生器40的进液口。保养液储液罐20用于存储保养液。保养液的成分可以是氨水和肼。第二加药泵21可以是计量加药泵。

此外，还设置有加药控制器30，该加药控制器30可以包括单片机、存储器等元件，可以实现对保养液充注管道中的保养液的流量进行实时控制。加药控制器30设置有至少三个接口。其中，一个与除盐水管道上的干路流量计14连接，可用于获取除盐水的实时流量；另一个与除盐水管道上的第一加药泵11连接，可用于检测第一加药泵11的开关状态；还有一个与保养液充注管道上的第二加药泵21连接，可用于控制第二加药泵21的输出行程。

在一次保养液充注过程中，首先启用第一加药泵11，除盐水流经除盐水充注管道。同时，加药控制器30检测到第一加药泵11处于开启状态，并启用第二加药泵21。加药控制器30通过干路流量计14检测到除盐水的流量值，经加药控制器30对该流量值处理，计算出第二加药泵21的输出行程，然后生成相应的行程控制信号，将该行程控制信号发送给第二加药泵21。第二加药泵21将根据行程控制信号运行，向保养液充注管道泵入保养液。因而，除盐水充注管道中的除盐水和保养液充注管道中的保养液在汇合点汇合后，一并流入蒸汽发生器40中。第二加药泵21的输出行程是实时根据除盐水的流量值和预设的稀释比实时调节的。即，除盐水与保养液的配比为上述的稀释比。

可选的，在所述除盐水充注管道上，所述第一加药泵11与所述干路流量计14之间设置有调节阀13，所述调节阀13用于调节进入所述蒸汽发生器40的除盐水的流量。

具体的，在第一加药泵11与干路流量计14之间设置有调节阀13。该调节阀13可以调节进入蒸汽发生器40的除盐水的流量。第一加药泵11可以采用离心泵。可以预先设置除盐水的设计流量，如20立方米每小时。第一加药泵11输出的流量一般大于除盐水的设计流量，需使用调节阀13调节管道中的除盐水流量。例如，在第一加药泵11保持一定的功率输出时，增大调节阀13的闭合程度，则除盐水充注管道上的除盐水的流量减少；减少调节阀13的闭合程度，则除盐水充注管道上的除盐水的流量增大。

可选的，所述除盐水充注管道还包括回调支路，所述回调支路用于将所述第一加药泵11泵出的除盐水回流至所述除盐水储液罐10，且所述回调支路一端连接于所述除盐水储液罐10的入口端，另一端设置于所述第一加药泵11与所述调节阀13之间。

具体的，除盐水充注管道设置有回调支路。回调支路用于将第一加药泵11泵出的多余的除盐水回流至除盐水储液罐10中。回调支路的一端连接于除盐水储液罐10的入口端，另一端设置于第一加药泵11与调节阀13之间。第一加药泵11与调节阀13之间可以设置有三通接头12。三通接头12中的两个接口通过管路分别与第一加药泵11、调节阀13连接，另一个接口则与回调支路连接。

可选的，所述回调支路包括顺次设置的支路调节阀101、支路流量计102、第三逆止阀103；所述支路调节阀101的一端连接在所述第一加药泵11与所述调节阀13之间，另一端连接于所述支路流量计102；所述第三逆止阀103一端连接于所述支路流量计102远离所述支路调节阀101的一端，另一端连接于所述除盐水储液罐10的入口端。

其中，支路调节阀101可以调节回调支路的开闭程度。支路流量计102可以测量回调支路的除盐水的流量值。第三逆止阀103可以防止除盐水倒流。

可选的，所述预设的稀释比为1：20-200。

具体的，第二加药泵21可以使用活塞泵。第二加药泵21的输出行程与保养液的流量值呈对应关系，如图2所示，不同的输出行程对应不同的流量值。可通过控制第二加药泵21的输出行程来控制保养液充注管道中的保养液的流量值。预设的稀释比可以指蒸汽发生器40中的稀释后的保养液浓度(目标浓度)与保养液储液罐20中的高浓度保养液的浓度(初始浓度)的比值。预设的稀释比可根据实际需求做出改变，比如1:50、1:100、1：200等。例如，当稀释比为1:100时，保养液与除盐水以1:100的比例加入蒸汽发生器40中。

可选的，所述加药控制器30还设置有报警模块，所述报警模块用于当所述干路流量计14的流量值不为零且低于指定阈值时，发出警报信息，所述指定阈值为所述第二加药泵21的最低输出行程所对应的流量值的指定倍数。

本实施例中，由于第二加药泵21有一最低输出行程，若除盐水的流量值小于第二加药泵21的最低输出行程所对应的流量值的指定倍数，可能导致两种结果，一种是第二加药泵21以最低输出行程输送保养液，这样会导致进入蒸汽发生器40的保养液的浓度过高；另一种是第二加药泵21停止工作，这样会导致进入蒸汽发生器40的仅为除盐水，无法起到保养作用。因而，当报警模块检测到这种状况发生时，会发出警报信息，提醒工作人员对管路进行安全检查，排除管路故障。同时，由于第二加药泵21在最低行程处运行，原因是泵容易损坏，且流量输出可能不稳定，可以结合实际的使用情况确定第二加药泵21的最佳输出行程范围。也就是说，这里的指定倍数是大于稀释比或稀释比的倒数(稀释比表示为除盐水：保养液时，则指的是稀释比；稀释比表示为保养液：除盐水时，则指的是稀释比的倒数)。如，一稀释比为1:50，则指定倍数可以设置为60倍。

可选的，所述保养液储液罐20设置有第一液位指示标识；

所述除盐水储液罐10设置有第二液位指示标识。

具体的，在保养液储液罐20可以设置有第一液位指示标识，用于指示保养液的液位。在除盐水储液罐10可以设置有第二液位指示标识(图1中未示出)，用于指示除盐水的液位。液位指示标识可以是液位标尺，也可以是其他可以指示液位的装置。

可选的，在所述除盐水充注管道上靠近所述除盐水充注管道与所述保养液充注管道的汇合点一侧设置有第一逆止阀15。

可选的，在所述保养液充注管道上靠近所述除盐水充注管道与所述保养液充注管道的汇合点一侧设置有第二逆止阀22。

具体的，在除盐水充注管道上靠近除盐水充注管道与保养液充注管道的汇合点一侧设置有第一逆止阀15，用于防止除盐水倒流。在保养液充注管道上靠近除盐水充注管道与保养液充注管道的汇合点一侧设置有第二逆止阀22，用于防止保养液倒流。

参照图3，本发明实施例还提供了一种使用如上述核电站蒸汽发生器保养液充注装置的核电站蒸汽发生器保养液充注方法，包括：

S10、启动所述第一加药泵11向所述蒸汽发生器40充注除盐水；

S20、所述加药控制器30获取所述干路流量计14测量的所述除盐水的流量值；

S30、所述加药控制器30根据所述流量值计算出所述第二加药泵21的输出行程；

S40、所述第二加药泵21根据所述输出行程预设的稀释比向所述蒸汽发生器40充注保养液。

本实施例中，在往蒸汽发生器40注入保养液进行保养时，可以先启动第一加药泵11。在第一加药泵11启动后，除盐水充注管道上的干路流量计14可测得相应的除盐水的流量值，加药控制器30接收到该流量值，随即对该流量值进行处理，计算出第二加药泵21的输出行程，并产生相应的行程控制信号。接着，加药控制器30将该行程控制信号发送给第二加药泵21。在行程控制信号的控制下，第二加药泵21开始工作，将按计算出的输出行程向蒸汽发生器40充注保养液。

由于步骤S20-S40与步骤S10之间的相隔时间非常短，通常在时差在0.1秒以内，可以视为除盐水与保养液是同时注入蒸汽发生器40的。这样可以最大程度保证除盐水与保养液充分混匀。

可选的，所述除盐水的流量值为10-80立方每小时。

除盐水的流量值可以设置为10-80立方每小时。在一实例中，蒸汽发生器40的容积为200立方米，实际可充液体积约为100立方米。经测试，除盐水以20立方每小时的流量注入蒸汽发生器40是比较适宜的。

可选的，参照图4，步骤S40之后，还包括：

S50、当所述蒸汽发生器40的液位达到目标液位时，关闭所述第一加药泵11；

S60、在所述加药控制器30检测到所述除盐水的流量值为零时，向所述第二加药泵21发送关闭信号；

S70、所述第二加药泵21根据所述关闭信号停止向所述蒸汽发生器40充注保养液。

本实施例中，当蒸汽发生器40的液位达到目标液位时，关闭第一加药泵11。此时除盐水的流量值为零。在除盐水的流量值为零时，加药控制器30自动生成关闭信号，并向第二加药泵21发送该关闭信号。第二加药泵21接收到该关闭信号后，停止运行。这样就完成了蒸汽发生器40的充注保养液的作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种核电站蒸汽发生器保养液充注装置，其特征在于，包括：除盐水储液罐、保养液储液罐、除盐水充注管道、保养液充注管道、加药控制器；

所述除盐水充注管道上设置有第一加药泵和干路流量计，所述第一加药泵一端连接于所述除盐水储液罐的出口端，另一端连接于所述干路流量计，所述干路流量计远离所述第一加药泵的一端连接于蒸汽发生器的进液口；所述加药控制器连接于所述第一加药泵并检测所述第一加药泵的开关状态；所述加药控制器连接于所述干路流量计并获取所述干路流量计的流量值；

所述保养液充注管道上设置有第二加药泵；所述第二加药泵一端连接于所述保养液储液罐的出口端，另一端与所述除盐水充注管道汇合后连接于所述蒸汽发生器的进液口；所述加药控制器连接于所述第二加药泵并根据自所述干路流量计获取的所述流量值和预设的稀释比控制所述第二加药泵的输出行程。

2.如权利要求1所述的核电站蒸汽发生器保养液充注装置，其特征在于，在所述除盐水充注管道上，所述第一加药泵与所述干路流量计之间设置有调节阀，所述调节阀用于调节进入所述蒸汽发生器的除盐水的流量。

3.如权利要求2所述的核电站蒸汽发生器保养液充注装置，其特征在于，所述除盐水充注管道还包括回调支路，所述回调支路用于将所述第一加药泵泵出的除盐水回流至所述除盐水储液罐，且所述回调支路一端连接于所述除盐水储液罐的入口端，另一端设置于所述第一加药泵与所述调节阀之间。

4.如权利要求3所述的核电站蒸汽发生器保养液充注装置，其特征在于，所述回调支路包括顺次设置的支路调节阀、支路流量计、第三逆止阀；所述支路调节阀的一端连接在所述第一加药泵与所述调节阀之间，另一端连接于所述支路流量计；所述第三逆止阀一端连接于所述支路流量计远离所述支路调节阀的一端，另一端连接于所述除盐水储液罐的入口端。

5.如权利要求1所述的核电站蒸汽发生器保养液充注装置，其特征在于，所述加药控制器还设置有报警模块，所述报警模块用于当所述干路流量计的流量值不为零且低于指定阈值时，发出警报信息，所述指定阈值为所述第二加药泵的最低输出行程所对应的流量值的指定倍数。

6.如权利要求1所述的核电站蒸汽发生器保养液充注装置，其特征在于，所述保养液储液罐设置有第一液位指示标识；

所述除盐水储液罐设置有第二液位指示标识。

7.如权利要求1所述的核电站蒸汽发生器保养液充注装置，其特征在于，在所述除盐水充注管道上靠近所述除盐水充注管道与所述保养液充注管道的汇合点一侧设置有第一逆止阀。

8.如权利要求1所述的核电站蒸汽发生器保养液充注装置，其特征在于，在所述保养液充注管道上靠近所述除盐水充注管道与所述保养液充注管道的汇合点一侧设置有第二逆止阀。

9.一种使用如权利要求1-8任意一项核电站蒸汽发生器保养液充注装置的核电站蒸汽发生器保养液充注方法，其特征在于，包括：

启动所述第一加药泵向所述蒸汽发生器充注除盐水；

所述加药控制器获取所述干路流量计测量的所述除盐水的流量值；

所述加药控制器根据所述流量值和预设的稀释比计算出所述第二加药泵的输出行程；

所述第二加药泵根据所述输出行程向所述蒸汽发生器充注保养液。

10.如权利要求9所述的核电站蒸汽发生器保养液充注方法，其特征在于，所述除盐水的流量值为10-80立方每小时。

11.如权利要求9所述的核电站蒸汽发生器保养液充注方法，其特征在于，所述第二加药泵根据输出行程向所述蒸汽发生器充注保养液之后，包括：

当所述蒸汽发生器的液位达到目标液位时，关闭所述第一加药泵；

在所述加药控制器检测到所述除盐水的流量值为零时，向所述第二加药泵发送关闭信号；

所述第二加药泵根据所述关闭信号停止向所述蒸汽发生器充注保养液。