CN111550764A - 一种核电厂启动二回路冲洗方法 - Google Patents

一种核电厂启动二回路冲洗方法 Download PDF

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Abstract

一种核电厂启动二回路冲洗方法，包括依次启动的小循环冲洗、中循环冲洗和大循环冲洗，在小循环冲洗完成后投运用于净化循环水的凝结水精处理系统，建立中循环冲洗及大循环冲洗。其中，小循环冲洗后的要求为：Fe浓度＜500ppb；中循环冲洗后的要求为：浊度＜1ppm；大循环冲洗后的要求为：浊度峰值＜1ppm。本发明将冲洗路径标准化，明确了各阶段的冲洗指标，严格过程控制，从而达到精细化处理的效果；小循环建立后，即可对精处理床体进行投运，利用精处理对冲洗水进行净化，在后续路径冲洗过程中，有效减少了冲洗水消耗，提高了冲洗效率。

Description

一种核电厂启动二回路冲洗方法
技术领域
本发明属于核电工程建设调试技术领域，具体涉及一种核电厂启动二回路冲洗方法。
背景技术
核电厂在一回路启动前，需对系统管线及设备进行冲洗，以去除在设备制造、安装以及调试过程中，系统设备内部引入的异物、杂质以及腐蚀产物，保证下游用户（蒸汽发生器）水质尽快达到规范要求，维持蒸汽发生器良好的水化学环境，抑制或延缓蒸汽发生器腐蚀。
国内大多数核电厂启动阶段二回路冲洗采用整体进水、循环冲洗的方式。该方式具有以下缺点：（1）冲洗效果不佳：传统冲洗方式中，验收指标少且宽泛，导致冲洗不彻底。同行电厂首次装料后启动，需要2-3个月的净化时间，排污水质方可达到WANO-CPI中值要求；大修启动后需一周左右的净化时间，排污水质方可达到WANO-CPI中值要求，化学指标长时间不合格对实现电厂业绩优秀目标带来很大挑战。（2）冲洗水量消耗大：传统的冲洗方式中，采用进水后整体换水的方法，一般需换水2-3次，换水量接近4000-5000t，方可达到凝结水精处理投运条件，加之后续充排的消耗，二回路启动冲洗用水量达到7000-8000t，冲洗水消耗量过大影响电站“成本精益化”目标，给经营带来压力。（3）冲洗时间长：传统冲洗方式中，过程控制宽松，导致冲洗时间不受控。冲洗期间，采用直接换水的方式，废水排放量大，废水排放将直接制约系统冲洗进展；加之采用全部系统一起循环的冲洗方式，净化效果不佳，设备管道的腐蚀未得到有效抑制，增加了冲洗时间，启动后，一般需要冲洗大约一周的时间后，方可满足SG上水条件，对电站“最短大修工期”的目标提出挑战。
公告号为CN107665744B的文件公开了一种核电站二回路冲洗装置及其冲洗方法，该装置包括依次连通的凝结水系统、低压给水系统和高压给水系统，其中，凝结水系统、低压给水系统和高压给水系统中分别设有排至厂房外雨水井的临时管道，临时管道上设有阀门。相对于现有技术，该发明核电站二回路冲洗装置及其冲洗方法设计了临时管道和阀门进行开式大流量冲洗，可将工程建设阶段遗留在管道及设备中的异物在大流量水流的带动下冲洗到各容器人孔及设备滤网处，使得异物得以在机组启动前得到清理，避免异物进入核岛蒸汽发生器，保证机组启动后的安全运行；大大缩短了冲洗工期，节能、经济效果显著。
但是在该冲洗方案中，随着低压给水系统、高压给水系统的清洗逐步进行，清洗管路的路线越来越长，且基于整体的大流量冲洗的方案下，整个线路一次水量需要1175.28立方米，而一般需经历2~3次循环才能达标，每次都需注入新的除盐水，对于清洗所需除盐水的需求很大；另外，随着大流量冲洗的持续进行，设备管道内部附着相对紧密的腐蚀产物再次被冲刷，带入至后续装置中，使得所需清洗的时间加长。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明的目的是提供一种核电厂启动二回路冲洗方法，将冲洗路径整体规划为小循环路径、中循环路径、大循环路径，将冲洗路径标准化，明确了各阶段的冲洗指标，严格过程控制，从而达到精细化处理的效果；小循环建立后，即可对精处理床体进行投运，利用精处理对冲洗水进行净化，在后续路径冲洗过程中，有效减少了冲洗水消耗，提高了冲洗效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种核电厂启动二回路冲洗方法，包括依次启动的小循环冲洗、中循环冲洗和大循环冲洗，在小循环冲洗完成后投运用于净化循环水的凝结水精处理系统，建立中循环冲洗及大循环冲洗，所述中循环冲洗的循环路径为：冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器-冷凝器；所述大循环冲洗的循环路径为：冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器-主给水泵-高压加热器-冷凝器。
作为本发明进一步的优选，所述小循环冲洗后的要求为：Fe浓度＜500ppb；所述中循环
冲洗后的要求为：浊度＜1ppm；所述大循环冲洗后的要求为：浊度＜1ppm。
作为本发明进一步的优选，所述中循环冲洗/大循环冲洗中的清洗水浊度＞5ppm后，将
所述清洗水投入至废水收集系统。
在本方案设计中，本发明人提供了一种核电厂启动后二回路冲洗流程工艺和控制方法，将冲洗路径标准化，严格过程控制，明确了各阶段的冲洗指标，在小循环建立后即可对凝结水精处理系统进行投运，在后续路径冲洗过程中，由于明确了各阶段的冲洗指标，对各阶段进行分段冲洗即可，缩短了冲洗所需时间和冲洗水的消耗；且在凝结水精处理系统投运后，对循环水具有净化的效果，原本浊度＞1ppm的清洗水就需排放至废水系统，而在本系统中，清洗水的浊度要求被放宽至浊度＜5ppm（即满足凝结水精处理系统投运条件）即可继续在循环路径内使用，减少了冲洗水的消耗量，充排量少，有效减少了废水排放压力。
作为本发明进一步的优选，冲洗方法包括以下步骤：
（1）小循环冲洗：使用除盐水进行小循环冲洗，循环路径为：冷凝器-凝泵-轴封冷凝器-冷凝器，检测Fe浓度＜500ppb后，投运凝结水精处理系统进行净化；
（2）低压加热器冲洗：使用除盐水对低压加热器清洗，检测浊度直至浊度合格；
（3）低压给水系统冲洗：使用除盐水对低压加热器-除氧器进行清洗，检测浊度直至浊度合格；
（4）中循环冲洗：单次冲洗路径为：冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器，检测浊度直至浊度合格；
（5）高压加热器冲洗：使用除盐水对高压加热器进行清洗，检测浊度直至浊度合格；
（6）大循环冲洗：单次冲洗路径为：冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器-主给水泵-高压加热器，检测浊度直至浊度合格；
所述步骤（1）~（6）的冲洗方式均为280~330t/h的小流量冲洗。
作为本发明进一步的优选，所述步骤（2）~（6）中对单次清洗水检测浊度：浊度＞5ppm，清洗水排入废水收集系统；浊度＜5ppm，清洗水排入冷凝器参与下一次冲洗。
在本方案设计中，清洗水采用除盐水，并且在小循环清洗结束后投运凝结水精处理系统，之后的清洗过程所用清洗模式都采用边冲洗边排放的模式，其目的在于加快清洗的效率、提高清洗的效果；而在该模式下，按照最终浊度的标准，大量的低浊度（1~5ppm）清洗水被排入废水收集系统造成了浪费，而在投运凝结水精处理系统后，低浊度（1~5ppm）清洗水可直接重新投入至冷凝器内，冷凝器将混合后的清洗水输送至凝结水精处理系统后系统对其进行净化，降低其浊度等数值，最终从凝结水精处理系统排出的清洗水满足对设备管路的冲洗条件，进行下一轮设备管路的冲洗。上述优化的清洗模式即高标准地完成了清洗管路设备的要求，也减少了冲洗水的消耗量，降低了充排量，有效减少了废水排放压力。
作为本发明进一步的优选，所述步骤（2）、步骤（3）中浊度合格参数为：浊度＜1ppb。
作为本发明进一步的优选，所述步骤（3）和所述步骤（4）间建立1300~1500t/h的低加大流量间歇冲洗，冲洗路径为：单列低压加热器—除氧器。
作为本发明进一步的优选，所述步骤（7）后建立1600~1800t/h的高加大流量间歇冲洗，冲洗路径为：除氧器-主给水泵-单列高压加热器-冷凝器。
作为本发明进一步的优选，所述低加大流量间歇冲洗/高加大流量间歇冲洗过程中连续测量浊度，直至浊度峰值＜1ppm。
在本方案设计中，本发明人进一步对低压给水系统和高压给水系统进行了大流量间歇冲洗，通过开关阀门的方式控制冲洗水对单列低压/高压加热器进行冲洗，一列低压/高压加热器冲洗完毕才进行下一列的冲洗，提高了大流量冲洗的冲洗效果，提高了冲洗效率，也减少了每列低压/高压加热器相互间的影响。
作为本发明进一步的优选，在所述高加大流量间歇冲洗后建立高温大循环，循环温度为95~110℃，循环路径为：冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器-主给水泵-高压加热器-冷凝器，检测水质直至合格。
作为本发明进一步的优选，所述检测指标为：Na+＜0.5ppb、Cl-＜0.5ppb、SO4 2-＜0.5ppb、溶解氧＜50ppb、阳电导率＜0.5ppb。
在本方案设计中，对整个冲洗路径进行高温大循环，可在极高效率下使水质满足要求，且本发明人提供了对除氧器水质进一步的明确标准，保证二回路水质处于先进水平。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明提供了一种核电厂启动后二回路冲洗流程工艺步序和控制方法，将冲洗路径分区化、标准化，严格过程控制，明确各阶段冲洗指标，1号机装料后，使用该冲洗方式，商运后十余天，排污水质达到WANO-CPI中值要求，为国内同行电站最快纪录；101大修启动后，使用该冲洗方式，排污水质一直维持在WANO-CPI中值水平以下，而同行电站在满功率后需要经过7天左右的净化时间方可达标；2号机装料后，使用该冲洗方式，商运后二十天，排污水质达到WANO-CPI中值要求，相比国内3个月左右的平均水平，有了明显提升。
2.小循环建立后，即可对精处理床体进行投运，在后续路径冲洗过程中，使用充排和精处理净化相结合的方式，有效减少了冲洗水消耗。据统计，启动期间冲洗水消耗量大约为3000-5000t左右，低于同行电厂7000-8000t消耗量。
3.该发明中，在精处理投运后，充排量少，有效减小了废水排放压力；机组启动时，采用新的冲洗路径、大流量间歇冲洗方式、冲洗水采用化学指标验收等，均可有效缩短冲洗时间。如果没有其他条件制约，该方式冲洗大约需要5天左右，相比国内1周的时间有了明显降低。
附图说明
附图1为本发明的核电二回路流程图。
附图2为本发明核电二回路启动冲洗流程图。
附图说明：101冷凝器、102凝结水泵、103轴封冷凝器、104第一回路管、201一号低压加热器组、202二号低压加热器组、203三号低压加热器组、204四号低压加热器组、205除氧器、206第二回路管、207第一阀门、208第二阀门、301主给水泵、302六号高压加热器组、303七号高压加热器组、304第三回路管、305第三阀门。
具体实施方式
实施例
本实施例采用的二回路装置如附图1所示，包括：凝结水系统、低压给水系统和高压给水系统，其中，凝结水系统包括依次连接的冷凝器101、凝结水泵102、轴封冷凝器103，轴封冷凝器3内除盐水可通过第一回路管104回流至冷凝器101内，轴封冷凝器103另外连接有管道连接精处理床体（图中未显示）；低压给水系统包括依次连接的一号低压加热器组201、二号低压加热器组202、三号低压加热器组203、四号低压加热器组204、第一阀门207、除氧器205，各组低压加热器采用并联的方式构成低压加热器组，除氧器205内除盐水通过第二回路管206回流至冷凝器101内，第二回路管206靠近除氧器205出口处安装有第二阀门208；高压给水系统包括依次连接的主给水泵301、六号高压加热器组302、七号高压加热器组303，各组高压加热器采用并联的方式构成高压加热器组，七号高压加热器组的出口排出的循环水通过第三回路管304回流至冷凝器101内，第三回路管304靠近高压加热器组出口处安装有第三阀门305；本装置还包括一套疏水装置，主要包括两条连接路径：汽轮机排污箱切换至紧急疏水（冷凝器）： #3低加疏水、#4低加疏水、MS疏水、MSR一级疏水、MSR二级疏水；紧急疏水（冷凝器）切换至正常疏水：#3低加疏水、#4低加疏水切换至#3低加疏水口，MSR一级疏水、MSR二级疏水分别切换至7#高加疏水口、6#高加疏水口，MS疏水切换至除氧器。另外还包括：#1低加疏水、#2低加疏水。
参照附图2所示，本装置的冲洗流程包括以下步骤：
一、冲洗前准备
水源：凝结水储存箱液位达到80%以上；无相关工单或系统缺陷制约除盐水生产系统的制水能力；
废水排放：1个废水储罐已排空；
系统：凝结水精处理系统、二回路加药系统、二回路取样系统、冷凝器检漏系统可用；
药品：52%联氨原液1t；
实验室：2台便携式浊度仪。
二、小循环冲洗
（1）冷凝器进水
使用凝结水储存箱中的除盐水，往冷凝器充水至高液位（+260mm），逐个开启冷凝器底部排污阀进行排污，通过底部取样阀对冷凝器浊度进行分析，直至浊度合格。
（2）凝泵启动
冷凝器水质合格后，启动凝泵，循环路径为：冷凝器-凝泵-轴封冷凝器-冷凝器。
（3）小循环冲洗（凝结水泵、凝升泵再循环运行、低压缸排汽喷淋管线和冷凝器水幕喷淋管线）
启动凝结水升压泵，带入低压缸排污喷淋和冷凝器水幕喷淋管线，同时开启排污阀进行充排。
（4）投运凝结水精处理系统
通过凝升泵出口取样测量水质，当水质满足凝结水精处理投运条件时，对精处理床体进行投运。
精处理床体投运后，投运二回路加联氨泵，进行连续加药。
三、小循环冲洗
（1）低压给水加热器小流量（约300t/h）排污
分为低压给水加热器至汽轮机排污箱和除氧器排污。
（2）低压给水加热器大流量（1400t/h）间歇冲洗
以1400t/h的流量逐次对单列低压加热器进行冲洗，冲洗水排入除氧器水箱。单次冲洗时间约为10min，期间化学连续取样测量浊度。冷凝器上水后，开始下一轮冲洗，直至冲洗合格。
（3）中循环冲洗
建立冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器-冷凝器的循环冲洗。
四、大循环冲洗
（1）除氧器再循环管线、除氧器辅汽加热管线吹扫、主给水泵小流量循环管线冲洗
启动除氧再循环泵，投运辅助蒸汽加热管线，完成主给水泵A/B/C切换。
（2）高压给水加热器小流量（约300t/h）排污
分为高压给水加热器至汽轮机排污箱和冷凝器排污。
（3）大循环冲洗
建立冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器-主给水泵-高压加热器-冷凝器的循环冲洗。
五、高加大流量间歇冲洗
（1）高压给水加热器60℃大流量（1700t/h）间歇冲洗
除氧器上水至高液位，加热至60℃，以1700t/h的流量向单列高压加热器进行冲洗，冲洗水排入冷凝器中。单次冲洗时间约为10min，期间化学连续取样测量浊度，除氧器再次上水后，开始下一轮冲洗，直至浊度合格。
（2）高压给水加热器100℃大流量（1700t/h）间歇冲洗
除氧器上水至高液位，加热至100℃，以1700t/h的流量向单列高压加热器进行冲洗，冲洗水排入冷凝器中。单次冲洗时间约为10min，期间化学连续取样测量浊度，除氧器再次上水后，开始下一轮冲洗，直至浊度合格。
六、除氧器水质调节
建立高温大循环，即除氧器升温至100℃，建立除氧器-主给水泵-高压加热器-冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器的大循环，直至除氧器水质满足要求。
七、疏水回收控制
（1）疏水路径由汽轮机排污箱切换至紧急疏水（冷凝器）
壳侧疏水（包括3、4#低加疏水、MS疏水、MSR一级疏水、MSR二级疏水）初始在线至汽轮机排污箱。 取样合格后，由汽轮机排污箱切换至冷凝器。
（2）疏水路径由紧急疏水（冷凝器）切换至正常疏水
取样合格后，将3、4#低加疏水切换至3#低加出口，MSR一级和二级疏水切换至7#高加，6#高加和MS疏水切换至除氧器。
八、验收指标
各冲洗路径的取样分析验收指标如下：
冷凝器热井排污：浊度＜3ppm；
凝结水精处理投运：Fe＜500ppb；
低压加热器小流量排污：浊度＜1ppm；
低压加热器大流量间隙冲洗：峰值浊度＜1ppm；
除氧器再循环管线、除氧器辅汽加热管线吹扫、主给水泵小流量循环管线冲洗：浊度＜1ppm；
高压给水加热器小流量排污：浊度＜1ppm；
高压给水加热器60℃大流量（1700t/h）间歇冲洗：峰值浊度＜1ppm；
高压给水加热器100℃大流量（1700t/h）间歇冲洗：峰值浊度＜1ppm；
除氧器水质调节：Na＜0.5ppb、Cl＜0.5ppb、SO4＜0.5ppb、溶解氧＜50ppb、阳电导率＜0.5ppb；
疏水路径由汽轮机排污箱切换至紧急疏水（冷凝器）：浊度＜5ppm；
疏水路径由紧急疏水（冷凝器）切换至正常疏水：Fe＜100ppb、Na＜0.2ppb、Cl＜0.5ppb、SO4＜0.5ppb。
本实施例采用的装置及冲洗流程在三门1、2号机装料启动、1号机大修后启动、2号机小修后启动中得以使用，效果显著：（1）1号机装料后，使用该冲洗方式，商运后十余天，排污水质达到WANO-CPI中值要求，为国内同行电站最快纪录；（2）101大修启动后，使用该冲洗方式，排污水质一直维持在WANO-CPI中值水平以下，而同行电站在满功率后需要经过7天左右的净化时间方可达标；（3）2号机装料后，使用该冲洗方式，商运后二十天，排污水质达到WANO-CPI中值要求，相比国内3个月左右的平均水平，有了明显提升；（4）小循环建立后，即可对精处理床体进行投运，在后续路径冲洗过程中，使用充排和精处理净化相结合的方式，有效减少了冲洗水消耗，据统计，启动期间冲洗水消耗量大约为3000-5000t左右，低于同行电厂7000-8000t消耗量。
因此证明采用本发明冲洗方式，装置启动后，若没有其他条件限制，冲洗只需要5天左右，相比国内1周的时间有了明显降低。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，包括依次启动的小循环冲洗、中循环冲洗和大循环冲洗，在小循环冲洗完成后投运用于净化循环水的凝结水精处理系统，建立中循环冲洗及大循环冲洗，
所述中循环冲洗的循环路径为：冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器-冷凝器；
所述大循环冲洗的循环路径为：冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器-主给水泵-高压加热器-冷凝器。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，所述小循环冲洗后的要求为：Fe浓度＜500ppb；所述中循环冲洗后的要求为：浊度＜1ppm；所述大循环冲洗后的要求为：浊度＜1ppm。
3.根据权利要求2所述的一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，所述中循环冲洗/大循环冲洗中的清洗水浊度＞5ppm后，将所述清洗水投入至废水收集系统。
4.根据权利要求3所述的一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）小循环冲洗：使用除盐水进行小循环冲洗，循环路径为：冷凝器-凝泵-轴封冷凝器-冷凝器，检测Fe浓度＜500ppb后，投运凝结水精处理系统；
（2）低压加热器冲洗：使用除盐水对低压加热器清洗，检测浊度直至浊度合格；
（3）低压给水系统冲洗：使用除盐水对低压加热器-除氧器进行清洗，检测浊度直至浊度合格；
（4）中循环冲洗：单次冲洗路径为：冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器，检测浊度直至浊度合格；
（5）高压加热器冲洗：使用除盐水对高压加热器进行清洗，检测浊度直至浊度合格；
（6）大循环冲洗：单次冲洗路径为：冷凝器-凝泵-凝结水精处理床体-低压加热器-除氧器-主给水泵-高压加热器，检测浊度直至浊度合格；
所述步骤（1）~（6）的冲洗方式均为280~330t/h的小流量冲洗。
5.根据权利要求4所述的一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，所述步骤（2）~（6）中对单次清洗水检测浊度：浊度＞5ppm，清洗水排入废水收集系统；浊度＜5ppm，清洗水排入冷凝器参与下一次冲洗。
6.根据权利要求4所述的一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，所述步骤（2）、步骤（3）中浊度合格参数为：浊度＜1ppb。
7.根据权利要求5所述的一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，所述步骤（3）和所述步骤（4）间建立1300~1500t/h的低加大流量间歇冲洗，冲洗路径为：低压加热器—除氧器。
8.根据权利要求5所述的一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，所述步骤（6）后建立1600~1800t/h的高加大流量间歇冲洗，冲洗路径为：除氧器-主给水泵-高压加热器-冷凝器。
9.根据权利要求7或8任一所述的一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，所述低加大流量间歇冲洗/高加大流量间歇冲洗过程中连续测量浊度，直至浊度峰值＜1ppm。
10.根据权利要求8所述的一种核电厂启动二回路冲洗方法，其特征在于，在所述高加大流量间歇冲洗后建立高温大循环，循环温度为95~110℃，检测水质直至合格，所述检测指标为：Na+＜0.5ppb、Cl-＜0.5ppb、SO4 2-＜0.5ppb、溶解氧＜50ppb、阳电导率＜0.5ppb。
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