CN111180096A - 一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冷却剂除氧技术领域，具体为一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，包括L1对流出液暂存箱进行氧气隔离；L2建立流出液暂存箱氮气覆盖；L3建立真空脱气塔与流出液暂存箱脱气循环。本申请针对压水堆核电厂AP1000机组提出的一回路物理除氧方法能够有效降低一回路的溶解氧，不占用关键路径，采用真空脱气原理，不引入药剂，没有异物风险，且初始氧浓度低，大大减少了除氧时间。
Description
技术领域
本发明涉及冷却剂除氧技术领域，具体为一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法。
背景技术
压水堆电站一回路冷却剂中存在溶解氧，溶解氧在高温条件下会导致系统设备均匀腐蚀，增加金属材料SCC(应力腐蚀开裂)的敏感性，缩短设备的使用寿命。且腐蚀产物在一回路辐照条件下会生成活化产物，增加大修期间人员的辐照剂量。因此,一回路升温至121℃之前，要求溶解氧的含量小于100ppb。
现有的压水堆电站一回路的除氧方式有物理预除氧法、物理除氧法和化学除氧法。物理除氧法主要两种，一种为容控箱氮气吹扫方式：一回路下泄流至容控箱，通过容控箱上部进行氮气吹扫，利用亨利定律去除溶液中的溶解氧；另一种为除氧除盐水上充下泄稀释方式：通过采用除氧除盐水对一回路冷却剂上充下泄，不断稀释冷却剂中的氧浓度，达到一回路除氧目的。
而压水堆核电厂的AP1000机组没有容控箱，因此，无法像传统电站一样使用容控箱氮气吹扫的方式减少一回路中的溶解氧；另外，在AP1000机组装料后的首次启动及后续大修换料后的机组启动中一回路冷却剂为含硼水（反应性控制需要），而硼稀释会带来核安全风险，因此，同样无法采用除氧除盐水稀释除氧的方法。
为此，如何针对压水堆核电厂的AP1000机组提出一种有效的一回路物理除氧方法是亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种适用于压水堆核电厂AP1000机组的一回路物理除氧方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，包括
L1对流出液暂存箱进行氧气隔离；
L2建立流出液暂存箱氮气覆盖；
L3建立真空脱气塔与流出液暂存箱脱气循环。
作为优选，所述L1具体包括
11.将流出液暂存箱A、B的溢流口封堵；
12.在流出液暂存箱A、B与VAS排气管线的接口法兰处安装盲板；
13.对流出液暂存箱A、B安装入口管线排气阀，并对所述入口管线排气阀安装临时压力表；
14.对流出液暂存箱A、B安装入口管线疏水阀，并将所述入口管线疏水阀与VAS排气管线连接；
15.对流出液暂存箱A、B安装三通入口阀前管线疏水阀，并将所述三通入口阀前管线疏水阀与供氮管线连接；
16.将入口管线排气阀打开；将入口管线疏水阀打开；
17.打开三通入口阀前管线疏水阀以对所述流出液暂存箱A、B上部空气进行吹扫；
18.吹扫n个小时，且当所述入口管线疏水阀的出口氧气浓度小于a%时关闭所述入口管线疏水阀；
19.关闭所述三通入口阀前管线疏水阀。
作为优选，所述L1还包括，使用肥皂泡检查供氮管线以及流出液暂存箱A、B相关法兰无氮气泄漏。
作为优选，步骤18中，吹扫至少两个小时。
作为优选，当所述入口管线疏水阀的出口氧气浓度小于2%时关闭所述入口管线疏水阀。
作为优选，所述L2具体包括
21.将与所述三通入口阀前管线疏水阀连接的供氮管线拆除并与入口管线排气阀二连接；
22.打开所述入口管线排气阀二；
23.调节供氮管线开度以使所述流出液暂存箱 A、B内微正压保持在0.01Mpa至0.02MPa。
作为优选，所述L2还包括，使用肥皂泡检查供氮管线以及流出液暂存箱A、B相关法兰无氮气泄漏。
作为优选，所述流出液暂存箱 A、B内微正压保持在0.01Mpa。
作为优选，所述L3具体包括
31.一回路冷却剂下泄进入真空脱气塔，在真空脱气塔中完成除气和除氧；
32. 除气除氧水进入流出液暂存箱A、B进行除氧；
33. 流出液暂存箱A、B出来的除氧水经过防空气侵入箱后通过化学容积控制系统的补给泵A、B重新进入一回路。
作为优选，所述真空脱气塔的脱气循环流量大于10m³/h。
有益效果
本申请针对压水堆核电厂AP1000机组提出的一回路物理除氧方法，采用真空脱气原理，将真空脱气塔除气和流出液暂存箱不间断循环组合，该方式能够有效降低一回路的溶解氧，不占用关键路径，不引入药剂，没有异物风险，且初始氧浓度低，大大减少了除氧时间。
附图说明
图1为本申请脱气塔循环除氧示意图；
图2为本申请流出液暂存箱氮气吹扫示意图；
图3为本申请流出液暂存箱氮气覆盖示意图；
图4为本申请真空脱气塔加流出液暂存箱的理论与实际循环除氧效果示意图；
图5为采用本申请除氧方法后一回路溶解氧及上充水溶解氧的效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，包括L1对流出液暂存箱进行氧气隔离。L2建立流出液暂存箱氮气覆盖。L3建立真空脱气塔与流出液暂存箱脱气循环。
如图2所示，L1对流出液暂存箱进行氧气隔离具体包括
11.将流出液暂存箱A、B的溢流口封堵。
12.在流出液暂存箱A、B与VAS排气管线的接口法兰处安装盲板。在上充下泄的过程中流出液暂存箱A、B会吸收空气中的氧，导致溶解氧升高，无法达到除氧的目的，因此需要对流出液暂存箱在不影响设备功能的基础上进行密封。
13.对流出液暂存箱A、B安装入口管线排气阀3，并对所述入口管线排气阀3安装临时压力表。
14.对流出液暂存箱A、B安装入口管线疏水阀2，并将所述入口管线疏水阀2与VAS排气管线连接。
15.对流出液暂存箱A、B安装三通入口阀前管线疏水阀1，并将所述三通入口阀前管线疏水阀1与供氮管线连接。
16.将入口管线排气阀3打开，将入口管线疏水阀2打开。
17.打开三通入口阀前管线疏水阀1以对所述流出液暂存箱A、B上部空气进行吹扫。
18.吹扫至少两个小时，且当所述入口管线疏水阀2的出口氧气浓度小于2%时关闭所述入口管线疏水阀2。
19.关闭所述三通入口阀前管线疏水阀1。
最后，使用肥皂泡检查供氮管线以及流出液暂存箱A、B相关法兰无氮气泄漏。
如图3所示，L2建立流出液暂存箱氮气覆盖具体包括
21.将与所述三通入口阀前管线疏水阀1连接的供氮管线拆除并与入口管线排气阀二4连接。
22.打开所述入口管线排气阀二4。
23.调节供氮管线开度以使所述流出液暂存箱 A、B内微正压保持在0.01Mpa至0.02MPa。
最后，使用肥皂泡检查供氮管线以及流出液暂存箱A、B相关法兰无氮气泄漏。
另外，还需要对流出液暂存箱A、B进行定期巡检，确认无氮气泄漏，流出液暂存箱A、B压力正常，保持在0.01Mpa至0.02MPa之间。
如图1所示，L3建立真空脱气塔与流出液暂存箱脱气循环具体包括
31.一回路冷却剂下泄进入真空脱气塔，在真空脱气塔中完成除气和除氧。
32. 除气除氧水进入流出液暂存箱A、B进行除氧。
33. 流出液暂存箱A、B出来的除氧水经过防空气侵入箱后通过化学容积控制系统的补给泵A、B重新进入一回路。除氧速度和脱气循环流量有关，执行过程中真空脱气塔的脱气循环流量应大于10m³/h。
脱气塔的除氧原理为真空除气，通过抽真空的方式，维持脱气塔一定的真空度，当流出液呈雾状进入脱气塔顶部时，经过充分混合后扩大液体表面暴露在脱气塔内气相空间，并分为小股水流沿壁面流下。根据亨利定律，不凝气体在真空下分压降低，使液体中的不凝气体不断释放至气相中，不凝气体通过真空接口排出。由亨利定律可知，除气效果和真空度有关，真空度越高，除气效果也越好。但是因为气相空间中氧气始终存在分压，因此不会将液体中的溶解氧全部去除。
经过脱气塔的下泄流，循环回到一回路后，一回路的溶解氧的实际变化趋势，可由下列公式进行理论计算：
其中，
为上充水的总体积，
为一回路的总体水量，
为上充水的溶解氧含量，
为一回路的初始溶解氧含量，
为一回路的最终溶解氧含量。
假设上充水的溶解氧含量为0ppb，那么一回路实际的溶解氧和理论计算溶解氧的关系如图4所示。使用了脱气塔与流出液暂存箱脱气循环除氧的方式，有效降低一回路的溶解氧。
本申请对1号机组启动试验，在机组进入水实体后采用脱气塔与流出液暂存箱脱气循环除氧方法对一回路进行物理除氧。实验结果如图5所示，一回路溶解氧经过脱气塔和流出液暂存箱后，溶解氧浓度仅为150-400ppb，远远小于一回路的溶解氧含量，达到了理想的除氧效果。
本申请针对压水堆核电厂AP1000机组提出的一回路物理除氧方法能够有效降低一回路的溶解氧，不占用关键路径，采用真空脱气原理，不引入药剂，没有异物风险，且初始氧浓度低，大大减少了除氧时间。
上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：包括
L1对流出液暂存箱进行氧气隔离；
L2建立流出液暂存箱氮气覆盖；
L3建立真空脱气塔与流出液暂存箱脱气循环。
2.根据权利要求1所述的一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：所述L1具体包括
11.将流出液暂存箱A、B的溢流口封堵；
12.在流出液暂存箱A、B与VAS排气管线的接口法兰处安装盲板；
13.对流出液暂存箱A、B安装入口管线排气阀（3），并对所述入口管线排气阀（3）安装临时压力表；
14.对流出液暂存箱A、B安装入口管线疏水阀（2），并将所述入口管线疏水阀（2）与VAS排气管线连接；
15.对流出液暂存箱A、B安装三通入口阀前管线疏水阀（1），并将所述三通入口阀前管线疏水阀（1）与供氮管线连接；
16.将入口管线排气阀（3）打开；将入口管线疏水阀（2）打开；
17.打开三通入口阀前管线疏水阀（1）以对所述流出液暂存箱A、B上部空气进行吹扫；
18.吹扫n个小时，且当所述入口管线疏水阀（2）的出口氧气浓度小于a%时关闭所述入口管线疏水阀（2）；
19.关闭所述三通入口阀前管线疏水阀（1）。
3.根据权利要求2所述的一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：所述L1还包括，使用肥皂泡检查供氮管线以及流出液暂存箱A、B相关法兰无氮气泄漏。
4.根据权利要求2所述的一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：步骤18中，吹扫至少两个小时。
5.根据权利要求4所述的一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：当所述入口管线疏水阀（2）的出口氧气浓度小于2%时关闭所述入口管线疏水阀（2）。
6.根据权利要求1所述的一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：所述L2具体包括
21.将与所述三通入口阀前管线疏水阀（1）连接的供氮管线拆除并与入口管线排气阀二（4）连接；
22.打开所述入口管线排气阀二（4）；
23.调节供氮管线开度以使所述流出液暂存箱 A、B内微正压保持在0.01Mpa至0.02MPa。
7.根据权利要求6所述的一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：所述L2还包括，使用肥皂泡检查供氮管线以及流出液暂存箱A、B相关法兰无氮气泄漏。
8.根据权利要求6所述的一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：所述流出液暂存箱 A、B内微正压保持在0.01Mpa。
9.根据权利要求1所述的一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：所述L3具体包括
31.一回路冷却剂下泄进入真空脱气塔，在真空脱气塔中完成除气和除氧；
除气除氧水进入流出液暂存箱A、B进行除氧；
流出液暂存箱A、B出来的除氧水经过防空气侵入箱后通过化学容积控制系统的补给泵A、B重新进入一回路。
10.根据权利要求9所述的一种压水堆核电厂一回路物理除氧方法，其特征在于：所述真空脱气塔的脱气循环流量大于10m³/h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200519 |