CN110752045A - 一种核电站容控箱吹扫系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种核电站容控箱吹扫系统及方法，包括下泄管路、上充管路、容控箱、进气管路、排气管路、被引射气体管路、气体浓度在线检测旁路。本发明通过下泄管路中的引射器、容控箱中的填料和鼓泡器提高了气液传质系数，并且在氮气吹扫过程中，容控箱内气体中的氧气析出量远大于现有技术，此外氮气吹扫方式可以除去大量水中溶解氧，减小了联氨的使用量，以及因为使用联氨对除盐床树脂的消耗，减小了运行成本；在氢气吹扫过程中，氢气的溶解量远高于现有技术，提高了水中氢气的浓度，进而提高了对水受辐照分解产生氧气的抑制作用，进而使水中溶解氧浓度更低，提高了对核电站氧腐蚀的抑制作用。
Description
技术领域
本发明涉及核反应堆热工水力技术领域，特别是涉及一种核电站容控箱吹扫系统及方法。
背景技术
核能是清洁、有竞争力、可大规模代替化石燃料的能源，但美国三里岛核电站事故、苏联切尔诺贝利核电站事故和日本福岛核电站事故都为人们敲响了核安全警钟，核安全是核能发展的重中之重。核电厂产生的氧腐蚀是影响核电厂安全和使用寿命的重要因素之一，因此核电站必须通过各种除氧技术保证工质的含氧量较低，进而抑制氧腐蚀。
核电站的工作原理为：主泵将冷却剂送入反应堆，冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆并形成高温高压的水，形成的高温高压的水进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器内将热量传递给二回路的汽轮机工质，被冷却的水再通过主泵返回到反应堆，如此循环往复，形成一个密封的吸热和放热的冷却剂回路，也叫做一回路。
容控箱属于核电站化学和容积控制系统的主要设备。如图1所示，在核电站运行过程中，一回路1中的冷却剂会从一回路1的冷端引出，通过下泄管路2，并经过净化回路3，到达容控箱4，并通过雾化喷嘴5进入容控箱，通过下泄管路2进入容控箱4的冷却剂叫做下泄流；容控箱4中的冷却剂通过上充管路6回到一回路1，通过上充管路6回到一回路的冷却剂叫做上充流。一回路中的冷却剂通过上充、下泄管路以一定流量在一回路和容控箱之间循环流动，容控箱上除了连接有上充、下泄管路，还连接有氮气和氢气的进气管路以及排气管路。
现有的核电站主要通过氮气吹扫、加联氨以及氢气吹扫三种方法降低冷却剂的含氧量。如图1所示，在核电站启动过程中，首先通过对一回路1以及容控箱4的气空间进行氮气吹扫，除去气空间中的氧气，并使冷却剂中的溶解氧析出；然后从上充管路6的位置向冷却剂中加入联氨，通过化学方法进一步降低溶解氧。在核电站运行过程中，水会因辐照分解产生氧气和氢气，通过向容控箱充入氢气的方法，可以提高水中氢气的浓度，进而抑制水辐照分解生成氧。但是原系统中氮气和氢气都是直接进入容控箱4的气空间，水也只是通过雾化喷嘴5雾化进入容控箱4的气空间，气液接触时间以及气液接触面积很低，导致氮气吹扫过程中氧气的析出速率很低，氢气吹扫过程中氢气的溶解速率很低，容控箱吹扫效果较差；另外，在氮气吹扫过程中，即使吹扫合格后，容控箱4的气空间含氧量也会因为下泄流带入的氧气而升高，导致需要反复吹扫。
发明内容
鉴本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提高核电站的容控箱吹扫效果，降低核电站除氧的成本，而提供一种核电站容控箱吹扫系统及方法。
第一方面，本发明提供了一种核电站容控箱吹扫系统，所述系统包括：
下泄管路(2)、上充管路(6)、容控箱(4)、进气管路(16)、排气管路(13)、被引射气体管路(23)、气体浓度在线检测旁路(33)；
在所述容控箱(4)内部设置有雾化喷嘴(5)、填料(37)以及鼓泡器(36)，所述容控箱(4)下部与上充管路(6)相连，所述容控箱(4)顶部的排气口与所述排气管路(13)相连，所述雾化喷嘴(5)与下泄管路(2)相连，所述鼓泡器(36)与进气管路(16)相连，所述填料(37)设置在雾化喷嘴(5)与鼓泡器(36)之间；
所述下泄管路(2)和所述上充管路(6)通过一回路(1)连接；
所述排气管路(13)与所述气体浓度在线检测旁路(33)并行连接；
所述下泄管路(2)上的引射器(22)分别与所述被引射气体管路(23)、雾化喷嘴(5)相连，所述被引射气体管路(23)的另一端与加氢催化除氧装置(28)相连；
所述加氢催化除氧装置(28)的另一端与所述排气管路(13)中的三通阀(29)连接。
优选的，所述下泄管路(2)，还包括：
依次连接的下泄控制阀(40)、净化回路(3)、三通阀(10)以及所述引射器(22)；
所述三通阀(10)另一端与硼回收系统TEP(38)连接；
所述引射器(22)的另一端与所述雾化喷嘴(5)连接。
优选的，所述上充管路(6)，包括：
上充泵(8)；
所述上充泵(8)一端与所述容控箱(4)连接，另一端与所述一回路(1)连接。
优选的，所述进气管路(16)，包括：
逆止阀(34)、自动截止阀(35)、截止阀(18)以及三通阀(19)；
所述逆止阀(34)一端与所述鼓泡器(36)相连，所述逆止阀(34)另一端与所述逆止阀(34)、自动截止阀(35)、截止阀(18)以及三通阀(19)依次连接；
所述三通阀(19)另外两端分别和氮气源(20)、氢气源(21)连接。
优选的，所述排气管路(13)，还包括：
截止阀(11)和自力式压力调节阀(12)；
所述截止阀(11)一端和所述容控箱(4)顶部的排气口连接，另一端依次与所述自力式压力调节阀(12)、三通阀(29)连接；
所述三通阀(29)的另一端分别与所述气体浓度在线检测旁路(33)、废气处理系统TEG(39)连接。
优选的，所述气体浓度在线检测旁路(33)，包括：
截止阀(14)、减压阀(30)、氧气含量在线检测仪(31)以及氢气含量在线检测仪(32)；
所述截止阀(14)一端与所述容控箱(4)顶部的排气口连接，另一端依次连接所述截止阀(14)、减压阀(30)、氧气含量在线检测仪(31)以及氢气含量在线检测仪(32)。
优选的，所述被引射气体管路(23)，包括：
逆止阀(24)、流量调节阀(25)、截止阀(26)以及流量计(27)；
所述逆止阀(24)一端与所述引射器(22)相连，另一端依次与所述流量调节阀(25)、截止阀(26)以及流量计(27)相连；
所述流量计(27)另一端与所述加氢催化除氧装置(28)相连。
优选的，所述容控箱(4)内部分为上空间和下空间，其中，
所述上空间为气空间，所述雾化喷嘴(5)与所述填料(37)位于所述气空间中；
所述下空间为液相空间，所述鼓泡器(36)位于所述液相空间中。
第二方面，本发明提供了一种核电站容控箱吹扫方法，用于对上述第一方面所述的核电站容控箱吹扫系统进行吹扫，所述方法包括：
在核电站启动过程中，进行氮气吹扫时，打开截止阀(14)，对容控箱(4)内气体的氧浓度进行在线检测；
通过控制三通阀(19)选择氮气作为吹扫气源；
将自动截止阀(35)设置为自动模式，并打开截止阀(18)；
通过下泄控制阀(40)增大下泄流量，使所述容控箱(4)内的液位升至高液位；
将三通阀(29)连通到废气处理系统TEG(39)；
打开截止阀(11)，在所述容控箱(4)内气体含氧量低于2％以后，将三通阀(29)连通到加氢催化除氧装置(28)；
打开截止阀(26)，通过三通阀(10)将所述容控箱(4)的液位降至低液位，让冷却剂在所述容控箱(4)低液位下循环流动，下泄流通过引射器(22)引射所述加氢催化除氧装置(28)内的气体，然后通过雾化喷嘴(5)雾化为液滴进入所述容控箱(4)，再经过填料(37)进入所述容控箱(4)的液相空间，使下泄流中的溶解氧充分析出。
优选的，所述方法还包括：
在核电站运行过程中，进行氢气吹扫时，打开所述截止阀(14)，对所述容控箱(4)内气体的氢气浓度进行在线检测；
通过控制所述三通阀(19)选择氢气作为吹扫气源；
将自动截止阀(35)设置为自动模式，并打开所述截止阀(18)通入氢气；
通过所述三通阀(10)控制容控箱(4)内液位升至高液位；
将所述三通阀(29)连通到废气处理系统TEG(39)；
打开所述截止阀(11)，在所述容控箱(4)内气体的氢气含氧高于98％以后，将所述三通阀(29)连通到所述加氢催化除氧装置(28)；
打开所述截止阀(26)，通过所述三通阀(10)将所述容控箱(4)的液位降至低液位，让冷却剂在所述容控箱(4)低液位下循环流动，下泄流通过所述引射器(22)引射所述加氢催化除氧装置(28)内的气体，然后通过所述雾化喷嘴(5)雾化为液滴进入所述容控箱(4)，再经过所述填料(37)进入所述容控箱(4)的液相空间，使氢气充分溶解进入下泄流。
本发明实施例包括以下优点：
本发明实施例提供了一种核电站容控箱吹扫系统，包括下泄管路2、上充管路6、容控箱4、进气管路16、排气管路13、被引射气体管路23、气体浓度在线检测旁路33。本发明通过下泄管路2中的引射器22、容控箱4中的填料37和鼓泡器36提高了气液传质系数，并且在氮气吹扫过程中，容控箱4内气体中的氧气析出量远大于现有技术，此外氮气吹扫方式可以除去大量水中溶解氧，减小了联氨的使用量，以及因为使用联氨对除盐床树脂的消耗，减小了运行成本；在氢气吹扫过程中，氢气的溶解量远高于现有技术，提高了水中氢气的浓度，进而提高了对水受辐照分解产生氧气的抑制作用，进而使水中溶解氧浓度更低，提高了对核电站氧腐蚀的抑制作用。同时，在本发明中通过加氢催化除氧装置28，进行一次吹扫合格后，容控箱含氧量不会再升高，避免了对容控箱4的多次吹扫，还能使容控箱4保持在更低的含氧量下。另外，本发明使用了气体浓度在线检测旁路33对容控箱4中的氧气、氢气浓度进行在线检测，取代了现有技术中人工取样的方法，避免了人工取样检测时对人的辐射危害，并能对气体浓度进行连续实时检测。
附图说明
图1是现有技术中核电站容控箱吹扫系统示意图；
图2是本发明提供的一种核电站容控箱吹扫系统示意图；
图3是本发明提供的鼓泡器结构示意图；
图4是发明提供的一种核电站容控箱吹扫方法的流程图；
图5是发明提供的一种核电站容控箱吹扫方法的流程图。
附图标记：1-一回路；2-下泄管路；3-净化回路；4-容控箱；5-雾化喷嘴；6-上充管路；7-差压式液位计；8-上充泵；9-压力传感器；10-三通阀；11-截止阀；12-自力式压力调节阀；13-排气管路；14-截止阀；15-气体取样管路；16-进气管路；17-自力式压力调节阀；18-截止阀；19-三通阀；20-氮气源；21-氢气源；22-引射器；23-被引射气体管路；24-逆止阀；25-流量调节阀；26-截止阀；27-流量计；28-加氢催化除氧装置；29-三通阀；30-减压阀；31-氧气含量在线检测仪；32-氢气含量在线检测仪；33-气体浓度在线检测旁路；34-逆止阀；35-自动截止阀；36-鼓泡器；37-填料；38-硼回收系统(TEP)；39-废气处理系统(TEG)；40-下泄控制阀。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图2，示出了本发明提供的一种核电站容控箱吹扫系统示意图，核电站容控箱吹扫系统包括：下泄管路2、上充管路6、容控箱4、进气管路16、排气管路13、被引射气体管路23、气体浓度在线检测旁路33；在容控箱4内部设置有雾化喷嘴5、填料37以及鼓泡器36，容控箱4下部与上充管路6相连，容控箱4顶部的排气口与排气管路13相连，雾化喷嘴5与下泄管路2相连，鼓泡器36与进气管路16相连，填料37设置在雾化喷嘴5与鼓泡器36之间；下泄管路2和上充管路6通过一回路1连接；排气管路13与气体浓度在线检测旁路33并行连接；下泄管路2上的引射器22分别与被引射气体管路23、雾化喷嘴5相连，被引射气体管路23的另一端与加氢催化除氧装置28相连；加氢催化除氧装置28的另一端与排气管路13中的三通阀29连接。
在本发明实施例中，核电站容控箱吹扫系统用于降低容控箱4中气体的含氧量，并且实时在线检测该气体中氧气的浓度。该系统在实际生产中应用于核工业领域，特别是应用于核电站。
具体的，核电站容控箱吹扫系统中，下泄管路2包括：下泄控制阀40、净化回路3、三通阀10以及引射器22；依次连接下泄控制阀40、净化回路3、三通阀10以及所述引射器22；其中，三通阀10另一端与硼回收系统(TEP)38连接，引射器22的另一端与雾化喷嘴5连接，泄控制阀40的另外一端和一回路1相连。
在实际应用中，下泄控制阀40的管路中的冷却剂称为下泄流；下泄控制阀40用于控制下泄流的流量和压力；净化回路3用于净化冷却剂；硼回收系统(TEP)38用于控制容控箱4内的液位；因为引射器22进口的下泄流压力为2～5bar绝压，容控箱4的气空间压力为1.6～3.8bar绝压，所以引射器22可以利用下泄流的压力引射容控箱4内部的气体，提高气液传质效率。
在核电站容控箱吹扫系统中，上充管路6包括：上充泵8；上充泵8一端与容控箱4连接，另一端与一回路1连接。
在实际应用中，上充管路6的管路中的冷却剂称为上充流；上充泵8将上充流升压到17.7MPa绝压送入一回路1，一回路1的压力为15.5MPa绝压。
在核电站容控箱吹扫系统中，进气管路16包括：逆止阀34、自动截止阀35、截止阀18以及三通阀19；逆止阀34一端与鼓泡器36相连，逆止阀34另一端与逆止阀34、自动截止阀35、截止阀18以及三通阀19依次连接；三通阀19另外两端分别和氮气源20、氢气源21连接。
在实际应用中，进气管路16的一端从容控箱4侧面通入容控箱4内部与鼓泡器36连接。逆止阀34用于防止管道内逆流；自动截止阀35用于容控箱4的压力控制，在容控箱压力高于容控箱最高允许压力时，自动截止阀35会自动关闭，低于一定压力时会自动打开；截止阀18用于手动控制是否通入气体；三通阀19用于控制吹扫所使用的气源，三通阀19所连接的氮气源20和氢气源21的压力为7bar.g。
在核电站容控箱吹扫系统中，排气管路13包括：三通阀29、截止阀11和自力式压力调节阀12；截止阀11一端和容控箱4顶部的排气口连接，另一端依次与自力式压力调节阀12、三通阀29连接；三通阀29的另一端分别与气体浓度在线检测旁路33、废气处理系统(TEG)39连接；三通阀29另外一端与加氢催化除氧装置28连接。
在实际应用中，截止阀11用于手动控制管路开闭；自力式压力调节阀12用于控制容控箱4的内部压力，在容控箱压力低于容控箱4最低允许压力时，自力式压力调节阀12会自动关闭，在容控箱压力高于一定压力时，自力式压力调节阀12会自动打开。排气管路13用于将容控箱4内氧浓度较高的气体排出，吹扫合格后，三通阀29连通容控箱4排气口和加氢催化除氧装置28，使容控箱4内的气体氧浓度进一步降低，并能防止出现因下泄流带入的氧气使容控箱氧浓度升高的现象，避免反复吹扫容控箱4。
在核电站容控箱吹扫系统中，气体浓度在线检测旁路33包括：截止阀14、减压阀30、氧气含量在线检测仪31以及氢气含量在线检测仪32；截止阀14一端与容控箱4顶部的排气口连接，另一端依次连接截止阀14、减压阀30、氧气含量在线检测仪31以及氢气含量在线检测仪32。
在实际应用中，气体浓度在线检测旁路33用于实施在线检测排气管路13管路中气体的氧气浓度和氢气浓度。截止阀14用于控制管路开闭；减压阀30用于降低管路内气体压力，防止管路内气体压力过高而损坏氧气含量在线检测仪31和氢气含量在线检测仪32；氧气含量在线检测仪31和氢气含量在线检测仪32分别用于检测容控箱内气体的氧气含量和氢气含量。
在核电站容控箱吹扫系统中，被引射气体管路23包括：逆止阀(24)、流量调节阀25、截止阀26以及流量计27；逆止阀24一端与引射器22相连，另一端依次与流量调节阀25、截止阀26以及流量计27相连；流量计27另一端与加氢催化除氧装置28相连。
在实际应用中，加氢催化除氧装置28利用高效脱氧催化剂可以对氮气和氢气进行脱氧，可实现自动加氢和比值控制；逆止阀24用于防止管路逆流，流量调节阀25用于控制被引射气体流量；截止阀26用于控制被引射气体管路23的开闭，在进行气体吹扫时关闭截止阀26，在吹扫合格后打开截止阀26，让氮气或者氢气浓度较高的气体进入引射器22。
在核电站容控箱吹扫系统中，容控箱4内部分为上空间和下空间，其中，上空间为气空间，雾化喷嘴5与填料37位于该气空间中；下空间为液相空间，鼓泡器36位于所述液相空间中。同时，容控箱4的气空间外部还安装有压力传感器9，以及容控箱4的外部安装有差压式液位计7。
在实际应用中，容控箱4为圆筒形压力容器；压力传感器9用于监测容控箱4的压力；雾化喷嘴5用于将下泄流雾化为液滴，使气液接触面积增大，提高气液传质效率；填料37用于增大气液接触面积和接触时间，提高气液传质效率；鼓泡器36用于将从进气管路16中进入的气体转化为小气泡的形式进入容控箱，增大气液接触面积，提高气液传质效率。
参照图3，示出了本发明提供的鼓泡器结构示意图，鼓泡器36包括：横管、连接管以及竖管。横管两端密封，在管身上部等间距开了若干个小孔，多根横管在同一平面等间距平行排列。连接管两端封闭，在连接管管身上侧面开了若干个小孔，该小孔方向以及间距均与横管上的小孔一致。横管、连接管上的小孔均是用于将进气管路16中的气体排入容控箱4中的。同时，连接管左侧面和右侧面均等间距开了多个和横管外径相同的贯穿孔，将横管从中间截断，用两个横管的截断面分别和连接管左、右两侧的贯穿孔进行焊接连通，在连接管上侧面垂直连通着竖管，该竖管与横管平面垂直，竖管的另一端与自动截止阀34连通。该鼓泡器36设置在容控箱4的液相空间中，能够将从进气管路16中进入的气体转化成小气泡的形式进入容控箱，增大气液接触面积，提高气液传质效率。
综上所述，本发明实施例提供的一种核电站容控箱吹扫系统，包括下泄管路2、上充管路6、容控箱4、进气管路16、排气管路13、被引射气体管路23、气体浓度在线检测旁路33。本发明通过下泄管路2中的引射器22、容控箱4中的填料37和鼓泡器36提高了气液传质系数，并且在氮气吹扫过程中，容控箱4内气体中的氧气析出量远大于现有技术，此外氮气吹扫方式可以除去大量水中溶解氧，减小了联氨的使用量，以及因为使用联氨对除盐床树脂的消耗，减小了运行成本；在氢气吹扫过程中，氢气的溶解量远高于现有技术，提高了水中氢气的浓度，进而提高了对水受辐照分解产生氧气的抑制作用，进而使水中溶解氧浓度更低，提高了对核电站氧腐蚀的抑制作用。同时，在本发明中通过加氢催化除氧装置28，进行一次吹扫合格后，容控箱含氧量不会再升高，避免了对容控箱4的多次吹扫，还能使容控箱4保持在更低的含氧量下。另外，本发明使用了气体浓度在线检测旁路33对容控箱4中的氧气、氢气浓度进行在线检测，取代了现有技术中人工取样的方法，避免了人工取样检测时对人的辐射危害，并能对气体浓度进行连续实时检测。
参照图4，示出了发明提供的一种核电站容控箱吹扫方法的流程图，该方法用于在核电站启动过程中进行氮气吹扫时，所述方法包括以下步骤：
步骤401，打开截止阀(14)，对容控箱(4)内气体的氧浓度进行在线检测。
在该步骤中，打开气体浓度在线检测旁路33上的截止阀14，对容控箱4内部气体的氧浓度进行在线检测，实时监控容控箱4内的氧浓度。
步骤402，通过控制三通阀(19)选择氮气作为吹扫气源。
在该步骤中，将进气管路16上的三通阀19连通到氮气源20上。该氮气用于除去容控箱4气空间中的氧气，并使冷却剂中的溶解氧析出。
步骤403，将自动截止阀(35)设置为自动模式，并打开截止阀(18)。
在该步骤中，先将进气管路16上的自动截止阀35设置为自动模式，使其根据容控箱4内的容控箱压力自动打开或关闭阀门，如在容控箱压力高于容控箱最高允许压力时，自动截止阀35会自动关闭，低于一定压力时会自动打开；然后打开进气管路16上的截止阀18让氮气经进气管路16流入容控箱4中。该截止阀18用于手动控制是否通入气体。
步骤404，通过下泄控制阀(40)增大下泄流量，使所述容控箱(4)内的液位升至高液位。
在该步骤中，控制下泄管路2上的下泄控制阀40，增大下泄流进入容控箱4的流量，使容控箱4的液位升至高液位后，再减小下泄流量使容控箱4的液位稳定在高液位。
步骤405，将三通阀(29)连通到废气处理系统TEG(39)。
在该步骤中，将排气管路13上的三通阀29连通到废气处理系统(TEG)39上。
步骤406，打开截止阀(11)，在所述容控箱(4)内气体含氧量低于2％以后，将三通阀(29)连通到加氢催化除氧装置(28)。
在该步骤中，打开排气管路13上的截止阀11，吹扫一段时间，在容控箱4内部气体含氧量低于2％以后，将排气管路13上的三通阀29连通到加氢催化除氧装置28上。
步骤407，打开截止阀(26)，通过三通阀(10)将所述容控箱(4)的液位降至低液位，让冷却剂在所述容控箱(4)低液位下循环流动，下泄流通过引射器(22)引射所述加氢催化除氧装置(28)内的气体，然后通过雾化喷嘴(5)雾化为液滴进入所述容控箱(4)，再经过填料(37)进入所述容控箱(4)的液相空间，使下泄流中的溶解氧充分析出。
在该步骤中，打开被引射气体管路23上的截止阀26，开始使用加氢催化除氧装置28和引射器22除氧，通过引射器22引射气体，增强气液传质，通过下泄管路2上的三通阀10将下泄流全部导入硼回收系统38，进入容控箱4的下泄流流量为零，使容控箱4的液位降至低液位后，通过三通阀10使下泄流进入容控箱4中，调节三通阀10和下泄控制阀40使下泄流与上充流流量相等，使容控箱4的液位稳定在低液位，让冷却剂在容控箱低液位下循环流动，下泄流通过雾化喷嘴5雾化为液位进入容控箱4，再经过填料37进入容控箱液相空间，增大气液接触面积和时间，使冷却剂中的溶解氧充分析出，容控箱氮气吹扫结束。
参照图5，示出了发明提供的一种核电站容控箱吹扫方法的流程图，该方法用于在核电站启动过程中进行氢气吹扫时，所述方法包括以下步骤：
步骤501，打开所述截止阀(14)，对所述容控箱(4)内气体的氢气浓度进行在线检测；
在该步骤中，打开气体浓度在线检测旁路33上的截止阀14，对容控箱4内部气体的氢气浓度进行在线检测，实时监控容控箱4内部气体的氢气浓度。
步骤502，通过控制所述三通阀(19)选择氢气作为吹扫气源。
在该步骤中，通过进气管路16上的三通阀19选择氢气作为吹扫气源。
步骤503，将自动截止阀(35)设置为自动模式，并打开所述截止阀(18)通入氢气。
在该步骤中，先将进气管路16上的自动截止阀35设置为自动模式，使其根据容控箱4内的容控箱压力自动打开或关闭阀门，如在容控箱压力高于容控箱最高允许压力时，自动截止阀35会自动关闭，低于一定压力时会自动打开；然后打开进气管路16上的截止阀18让氢气经进气管路16流入容控箱4中。该截止阀18用于手动控制是否通入气体。
步骤504，通过所述三通阀(10)控制容控箱(4)内液位升至高液位。
在该步骤中，通过下泄控制阀40增大下泄流进入容控箱4的流量，使容控箱4的液位升至高液位后，再减小下泄流量使容控箱4的液位稳定在高液位。
步骤505，将所述三通阀(29)连通到所述废气处理系统TEG(39)。
在该步骤中，将排气管路13上的三通阀29连通到废气处理系统39。
步骤506，打开所述截止阀(11)，在所述容控箱(4)内气体的氢气含氧高于98％以后，将所述三通阀(29)连通到所述加氢催化除氧装置(28)。
在该步骤中，吹扫一段时间，在容控箱4内部气体的氢气含量高于98％以后，将排气管路13上的三通阀29连通到加氢催化除氧装置28。
步骤507，打开截止阀(26)，通过所述三通阀(10)将所述容控箱(4)的液位降至低液位，让冷却剂在所述容控箱(4)低液位下循环流动，下泄流通过所述引射器(22)引射所述加氢催化除氧装置(28)内的气体，然后通过所述雾化喷嘴(5)雾化为液滴进入所述容控箱(4)，再经过所述填料(37)进入所述容控箱(4)的液相空间，使氢气充分溶解进入下泄流。
在该步骤中，打开被引射气体管路23上的截止阀26，开始使用加氢催化除氧装置28和引射器22除氧，利用下泄流通过引射器22引射气体，增强气液传质，通过下泄管路2上的三通阀10将下泄流全部导入硼回收系统38，进入容控箱4的下泄流流量为零，使容控箱4的液位降至低液位后，通过三通阀10使下泄流进入容控箱4中，调节三通阀10和下泄控制阀40使下泄流与上充流流量相等，使容控箱4的液位稳定在低液位，让冷却剂在容控箱低液位下循环流动，下泄流通过雾化喷嘴5雾化为液位进入容控箱4，再经过填料37进入容控箱液相空间，增大气液接触面积和时间，使氢气充分溶解进入冷却剂中，进而抑制水受辐照分解产生氧气，容控箱氢气吹扫结束。
综上所述，本发明实施例提供的一种核电站容控箱吹扫方法，包括下泄管路2、上充管路6、容控箱4、进气管路16、排气管路13、被引射气体管路23、气体浓度在线检测旁路33。本发明通过下泄管路2中的引射器22、容控箱4中的填料37和鼓泡器36提高了气液传质系数，并且在氮气吹扫过程中，容控箱4内气体中的氧气析出量远大于现有技术，此外氮气吹扫方式可以除去大量水中溶解氧，减小了联氨的使用量，以及因为使用联氨对除盐床树脂的消耗，减小了运行成本；在氢气吹扫过程中，氢气的溶解量远高于现有技术，提高了水中氢气的浓度，进而提高了对水受辐照分解产生氧气的抑制作用，进而使水中溶解氧浓度更低，提高了对核电站氧腐蚀的抑制作用。同时，在本发明中通过加氢催化除氧装置28，进行一次吹扫合格后，容控箱含氧量不会再升高，避免了对容控箱4的多次吹扫，还能使容控箱4保持在更低的含氧量下。另外，本发明使用了气体浓度在线检测旁路33对容控箱4中的氧气、氢气浓度进行在线检测，取代了现有技术中人工取样的方法，避免了人工取样检测时对人的辐射危害，并能对气体浓度进行连续实时检测。
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。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种核电站容控箱吹扫系统，其特征在于，所述系统包括：
下泄管路(2)、上充管路(6)、容控箱(4)、进气管路(16)、排气管路(13)、被引射气体管路(23)、气体浓度在线检测旁路(33)；
在所述容控箱(4)内部设置有雾化喷嘴(5)、填料(37)以及鼓泡器(36)，所述容控箱(4)下部与上充管路(6)相连，所述容控箱(4)顶部的排气口与所述排气管路(13)相连，所述雾化喷嘴(5)与下泄管路(2)相连，所述鼓泡器(36)与进气管路(16)相连，所述填料(37)设置在雾化喷嘴(5)与鼓泡器(36)之间；
所述下泄管路(2)和所述上充管路(6)通过一回路(1)连接；
所述排气管路(13)与所述气体浓度在线检测旁路(33)并行连接；
所述下泄管路(2)上的引射器(22)分别与所述被引射气体管路(23)、雾化喷嘴(5)相连，所述被引射气体管路(23)的另一端与加氢催化除氧装置(28)相连；
所述加氢催化除氧装置(28)的另一端与所述排气管路(13)中的三通阀(29)连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述下泄管路(2)，还包括：
依次连接的下泄控制阀(40)、净化回路(3)、三通阀(10)以及所述引射器(22)；
所述三通阀(10)另一端与硼回收系统TEP(38)连接；
所述引射器(22)的另一端与所述雾化喷嘴(5)连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上充管路(6)，包括：
上充泵(8)；
所述上充泵(8)一端与所述容控箱(4)连接，另一端与所述一回路(1)连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进气管路(16)，包括：
逆止阀(34)、自动截止阀(35)、截止阀(18)以及三通阀(19)；
所述逆止阀(34)一端与所述鼓泡器(36)相连，所述逆止阀(34)另一端与所述逆止阀(34)、自动截止阀(35)、截止阀(18)以及三通阀(19)依次连接；
所述三通阀(19)另外两端分别和氮气源(20)、氢气源(21)连接。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述排气管路(13)，还包括：
截止阀(11)和自力式压力调节阀(12)；
所述截止阀(11)一端和所述容控箱(4)顶部的排气口连接，另一端依次与所述自力式压力调节阀(12)、三通阀(29)连接；
所述三通阀(29)的另一端分别与所述气体浓度在线检测旁路(33)、废气处理系统TEG(39)连接。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述气体浓度在线检测旁路(33)，包括：
截止阀(14)、减压阀(30)、氧气含量在线检测仪(31)以及氢气含量在线检测仪(32)；
所述截止阀(14)一端与所述容控箱(4)顶部的排气口连接，另一端依次连接所述截止阀(14)、减压阀(30)、氧气含量在线检测仪(31)以及氢气含量在线检测仪(32)。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述被引射气体管路(23)，包括：
逆止阀(24)、流量调节阀(25)、截止阀(26)以及流量计(27)；
所述逆止阀(24)一端与所述引射器(22)相连，另一端依次与所述流量调节阀(25)、截止阀(26)以及流量计(27)相连；
所述流量计(27)另一端与所述加氢催化除氧装置(28)相连。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容控箱(4)内部分为上空间和下空间，其中，
所述上空间为气空间，所述雾化喷嘴(5)与所述填料(37)位于所述气空间中；
所述下空间为液相空间，所述鼓泡器(36)位于所述液相空间中。
9.一种核电站容控箱吹扫方法，其特征在于，用于对权利要求1～8任一所述的核电站容控箱吹扫系统进行吹扫，所述方法包括：
在核电站启动过程中，进行氮气吹扫时，打开截止阀(14)，对容控箱(4)内气体的氧浓度进行在线检测；
通过控制三通阀(19)选择氮气作为吹扫气源；
将自动截止阀(35)设置为自动模式，并打开截止阀(18)；
通过下泄控制阀(40)增大下泄流量，使所述容控箱(4)内的液位升至高液位；
将三通阀(29)连通到废气处理系统TEG(39)；
打开截止阀(11)，在所述容控箱(4)内气体含氧量低于2％以后，将三通阀(29)连通到加氢催化除氧装置(28)；
打开截止阀(26)，通过三通阀(10)将所述容控箱(4)的液位降至低液位，让冷却剂在所述容控箱(4)低液位下循环流动，下泄流通过引射器(22)引射所述加氢催化除氧装置(28)内的气体，然后通过雾化喷嘴(5)雾化为液滴进入所述容控箱(4)，再经过填料(37)进入所述容控箱(4)的液相空间，使下泄流中的溶解氧充分析出。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在核电站运行过程中，进行氢气吹扫时，打开所述截止阀(14)，对所述容控箱(4)内气体的氢气浓度进行在线检测；
通过控制所述三通阀(19)选择氢气作为吹扫气源；
将所述自动截止阀(35)设置为自动模式，并打开所述截止阀(18)通入氢气；
通过所述三通阀(10)控制容控箱(4)内液位升至高液位；
将所述三通阀(29)连通到所述废气处理系统TEG(39)；
打开所述截止阀(11)，在所述容控箱(4)内气体的氢气含氧高于98％以后，将所述三通阀(29)连通到所述加氢催化除氧装置(28)；
打开所述截止阀(26)，通过所述三通阀(10)将所述容控箱(4)的液位降至低液位，让冷却剂在所述容控箱(4)低液位下循环流动，下泄流通过所述引射器(22)引射所述加氢催化除氧装置(28)内的气体，然后通过所述雾化喷嘴(5)雾化为液滴进入所述容控箱(4)，再经过所述填料(37)进入所述容控箱(4)的液相空间，使氢气充分溶解进入下泄流。
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