CN110713220B - 高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统和方法 - Google Patents
高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统和方法，该系统包括设置在高压加热器出口管道上用于加联氨的给水加联氨装置，设置在蒸汽发生器入口管处监测溶解氧、联氨含量用于控制联氨加入量的取样监测装置；本发明能够在核电机组二回路不改变化学水处理药剂、仅改变联氨加药位置的情况下，最大限度的降低二回路给水系统的流动加速腐蚀速率；本发明还对二回路系统的取样位置做了改变，使所取样品更合理、更具代表性。
Description
技术领域
本发明涉及高温气冷堆核电厂水化学工况技术领域，具体涉及一种高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统和方法。
背景技术
高温气冷堆核电机组蒸汽发生器材料包含了镍基合金，其对氧有一定的敏感性，要求进入蒸汽发生器的主给水中溶解氧含量小于3μg/L。核电厂二回路给水系统的除氧方式为除氧器热力除氧和加联氨化学除氧，以保证进入蒸汽发生器的主给水中不含氧。
但是，联氨属于一种还原剂，联氨加入后，导致二回路给水系统的氧化还原电位降低，流动加速腐蚀速率增加；根据火电运行经验，加入联氨除氧的机组，停加联氨后，给水系统的铁含量明显降低，锅炉结垢速率降低。
流动加速腐蚀是造成核电站二回路系统管道失效和蒸汽发生器氧化铁沉积的一个重要原因。流动加速腐蚀不仅会造成核电站二回路中、低给水系统管道减薄甚至减薄至泄漏，还会增加给水系统腐蚀产物向蒸汽发生器的迁移并沉积在蒸汽发生器换热管内部，影响换热效率和机组运行安全。
抑制核电站二回路水汽系统流动加速腐蚀的方法有：（1）使用含铬量质量分数大于0.5%的合金钢，可以有效抑制FAC，但需要大量的资金。目前国内外核电机组尚没有对此作出明确规定。（2）循环化学处理方式由给水加氨+联氨处理方式改为加氨+加氧联合处理，但是由于核电站很多部件（阀门、管材）含有镍钴合金，对溶解氧有一定的敏感性，目前，国际上还没有循环化学处理方式采用加氧处理方式的核电机组。（3）加大氨的加入量，提高水汽系统的pH值只能一定程度降低部分给水管道的FAC速率，但会造成凝结水中氨含量高，使得凝结水精处理系统以H/OH型方式运行的周期大大缩短，再生费用增加、再生废液排放量也增加。（4）使用适当的碱化剂，同时满足提高给水、凝水、疏水系统pH值的要求，通常需要选择汽水分配系数小于或接近1的碱化剂，目前压水堆核电站常用的新型碱化剂基本属于有机胺一类，如乙醇胺、吗啉等。高温气冷堆核电机组二回路系统与压水堆核电站机组二回路系统相比，蒸汽参数明显偏高，高温气冷堆核电机组主蒸汽参数：温度570℃、压力14.3MPa；压水堆核电机组主蒸汽参数：温度270℃，压力5.2MPa。由于有机胺碱化剂在高温下易分解，因此有机胺不适用于高温气冷堆核电机组二回路系统。
根据上述分析，可知四种抑制流动加速腐蚀的方式对于已经建成的高温气冷堆核电机组均不是最佳选择方式。目前只能通过提高加氨量控制给水系统pH值至9.5~10.0，以抑制流动加速腐蚀；同时向给水系统加联氨，以确保进入蒸汽发生器的主给水为无氧水。
二回路系统加联氨的目的主要用于除去进入蒸汽发生器给水中的溶解氧。联氨的热分解受温度、pH值、反应时间和催化剂的影响，研究表明，联胺开始分解的温度是200℃左右，而在350℃左右可达到完全分解的程度。联氨除氧效果、除氧速度与温度有关，联氨除氧速度随着温度的升高而增加，研究表明在205℃时、0.83min以内可以除去100μg/L的溶解氧。流动加速腐蚀与温度有关，其中在180℃左右流动加速腐蚀速率最大，对高温气冷堆来说，流动加速腐蚀最明显的区域为中、低压给水系统，高压加热器出口给水温度已经超过200℃，此区域的流动加速腐蚀速率明显已降低。因此可以考虑在保证进入蒸汽发生器的主给水为无氧水的前提下，通过改变加联氨位置的方式来降低二回路系统的流动加速腐蚀。
发明内容
根据目前国内外核电机组给水化学处理工艺、高温气冷堆蒸发器的材质和直流工况，本发明的目的在于提供一种高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统和方法，在不改变目前给水加氨、联氨药剂的前提下，通过改变联氨的加药位置，一方面消除蒸发器前给水管道加联氨造成的流动加速腐蚀问题，一方面保证进入蒸汽发生器的主给水为无氧水，将大大降低给水系统管道和设备的流动加速腐蚀，从而降低腐蚀产物在蒸汽发生器换热管内和汽轮机通流截面上的沉积。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统，包括设置在高压加热器出口管道上用于加联氨的给水加联氨装置，设置在蒸汽发生器入口管处监测溶解氧含量用于控制联氨的加入量的取样监测装置。
所述给水加联氨装置为加高压加药泵。
所述取样监测装置包括溶解氧含量检测仪和联氨含量检测仪。
所述的一种高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统的加药方法，机组正常运行时，仅从凝结水精处理装置出口母管处加氨，通过设置在高压加热器出口管道上的给水加联氨装置在高压加热器出口处向高温气冷堆核电厂二回路系统加入联氨，取消凝结水精处理装置出口母管联氨加药点，避免过早的加入联氨降低水汽系统的氧化还原电位，达到更有效地抑制高温气冷堆核电厂二回路系统流动加速腐蚀的效果，同时保障进入蒸汽发生器换热管内的主给水为无氧水；通过检测除氧器入口给水的电导率，调整凝结水精处理装置出口母管处加氨量，控制除氧器入口电导率在8.5μS/cm ~26.0μS/cm范围内，确保高温气冷堆核电厂二回路系统pH值为9.5~10.0；通过设置在蒸汽发生器入口管处的取样监测装置监测溶解氧、联氨含量用于调整加联氨量，保证进入蒸汽发生器的给水溶解氧含量小于3μg/L、联氨含量在50~100μg/L。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明方法取消了精处理混床出口母管加联氨点，将加联氨点改在高压加热器出口管道一个点。机组正常运行时，仅从高压加热器出口一点加联氨，提高了中、低压给水系统的氧化还原电位，降低了给水系统（温度区域130℃~200℃）的流动加速腐蚀速率。
（2）新改造的联氨加药点给水温度为205℃，联氨与溶解氧的反应速率较高、又避免了联氨的快速分解。
（3）在蒸汽发生器入口处设置取样点，用于监督联氨加药和除氧情况，以保证进入蒸汽发生器的主给水溶解氧接近0μg/L。
（4）本发明在不改变原给水处理药剂的情况下，既能够降低给水系统流动加速腐蚀速率，又可以保证进入蒸汽发生器的溶解氧满足要求。
附图说明
图1为本发明加药系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施案例，对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，高温气冷堆核电厂二回路系统包括依次连接的凝汽器1、凝结水泵2、凝结水精处理装置3、一级低压加热器4、二级低压加热器5、三级低压加热器6、除氧器7、给水泵8、高压加热器9、蒸汽发生器10、高压缸11和低压缸12，一回路为依次连接的核反应堆20、氦风机19和蒸汽发生器10。高温气冷堆核电厂二回路系统水汽流程为：除盐水补入凝汽器1，通过凝结水泵2将凝结水输送至凝结水精处理装置3进行处理，处理后的凝结水给水经过加氨点14后，凝结水的pH升高，随后依次进入一级低压加热器4、二级低压加热器5、三级低压加热器6及除氧器7，经过加热和除氧后，此时给水的pH值不变，溶解氧含量降低，温度升高至180℃左右，然后给水泵8将给水输送至高压加热器9，经过新增设在高压加热器9出口管道上的给水加联氨装置17加入联氨进行化学除氧、通过设置在蒸汽发生器10入口管处的取样监测装置18监测进入主给水溶解氧、联氨含量，主给水进入蒸汽发生器10进行热交换后，给水逐渐转化为蒸汽，完全转化为蒸汽后，依次进入高压缸11、低压缸12做功，乏汽再次进入凝汽器1，往复循环。
如图1所示，本发明一种高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统，包括设置在高压加热器9出口管道上用于加联氨的给水加联氨装置17，设置在蒸汽发生器10入口管处监测溶解氧、联氨含量用于控制联氨的加入量的取样监测装置18。
作为本发明的优选实施方式，所述给水加联氨装置17为加高压加药泵。
作为本发明的优选实施方式，所述取样监测装置18包括溶解氧含量检测仪和联氨含量检测仪。
如图1所示，本发明高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统的加药方法，机组正常运行时，仅从凝结水精处理装置出口母管处加氨，通过设置在高压加热器9出口管道上的给水加联氨装置17在高压加热器出口处向高温气冷堆核电厂二回路系统加入联氨，取消凝结水精处理装置3出口母管联氨加药点13，避免过早的加入联氨降低水汽系统的氧化还原电位，达到更有效地抑制高温气冷堆核电厂二回路系统流动加速腐蚀的效果，同时保障进入蒸汽发生器换热管内的主给水为无氧水；除氧器7下水管氨的加药点16、联氨加药点15作为机组启停机和异常时备用；通过检测除氧器入口给水的电导率，调整凝结水精处理装置出口母管处加氨量，控制除氧器入口电导率在8.5μS/cm ~26.0μS/cm范围内，确保高温气冷堆核电厂二回路系统pH值为9.5~10.0；通过设置在蒸汽发生器入口管处的取样监测装置监测溶解氧、联氨含量用于调整加联氨量，保证进入蒸汽发生器的给水溶解氧含量小于3μg/L、联氨含量在50~100μg/L。
本发明高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统和方法，不改变给水处理药剂种类，不改变原联氨配药箱，仅将高温气冷堆核电厂二回路系统中现有的凝结水精处理装置3出口母管加联氨点取消，在高压加热器9出口增加联氨加药点，同时使用高压加药泵，仅从高压加热器9出口管道一点加入联氨，可在不影响化学除氧效果的情况下，降低给水系统的流动加速腐蚀速率；同时增加蒸汽发生器10入口取样点，用于监督进入蒸汽发生器10主给水中溶解氧、联氨含量，控制给水加联氨量，确保进入蒸汽发生器10的主给水溶解氧含量小于3μg/L。
Claims (3)
1.一种高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统的加药方法，该加药系统包括设置在高压加热器出口管道上用于加联氨的给水加联氨装置，设置在蒸汽发生器入口管处监测溶解氧、联氨含量用于控制联氨加入量的取样监测装置；
其特征在于，所述加药方法为：机组正常运行时，仅从凝结水精处理装置出口母管处加氨，通过设置在高压加热器出口管道上的给水加联氨装置在高压加热器出口处向高温气冷堆核电厂二回路系统加入联氨，取消凝结水精处理装置出口母管加药点，避免过早的加入联氨降低水汽系统的氧化还原电位，达到更有效地抑制高温气冷堆核电厂二回路系统流动加速腐蚀的效果，同时保障进入蒸汽发生器换热管内的主给水为无氧水；除氧器下水管氨和联氨的加药点作为机组启停机和异常时备用；通过检测除氧器入口给水的电导率，调整凝结水精处理装置出口母管处加氨量，控制除氧器入口电导率在8.5～26.0μS/cm范围内，确保高温气冷堆核电厂二回路系统pH值为9.5～10.0；通过设置在蒸汽发生器入口管处的取样监测装置监测溶解氧、联氨含量用于调整加联氨量，保证进入蒸汽发生器的给水溶解氧含量小于3μg/L、联氨含量在50～100μg/L。
2.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统的加药方法，其特征在于：所述给水加联氨装置为高压加药泵。
3.根据权利要求1所述的一种高温气冷堆核电厂二回路系统除氧剂联氨的加药系统的加药方法，其特征在于：所述取样监测装置包括溶解氧含量检测仪和联氨含量检测仪。
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