CN111651713B - 一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法 - Google Patents

一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法 Download PDF

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Abstract

一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,对单台蒸汽发生器一个燃料循环内进行样品收集,得到一个燃料循环内进入到单台蒸汽发生器的腐蚀产物累积量,以及一个燃料循环内单台蒸汽发生器排污排出腐蚀产物累积量;从而得到一个燃料循环内单台蒸汽发生器腐蚀产物累积量的计算公式为:;其中,表示一个燃料循环结束后单台蒸汽发生器二次测冲洗的淤渣净重。本发明采用的计算方法明确了取样要求,规定了计算方法,为核电厂蒸汽发生器长远高效运行提供了有效保障。

Description

一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法
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运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法。
背景技术
蒸汽发生器(SG)是核电厂一、二回路的枢纽,它的主要作用是将一回路冷却剂中的热量传递给二回路给水,给水加热产生蒸汽用来驱动汽轮机发电。蒸汽发生器中传热管作为一、二回路的分界面,起着至关重要的作用,其传热效率对机组热功率产生影响,其完整性则直接与放射性泄漏相关。
国内核电厂二回路系统多采用碳钢材质,加之高温、高速流体环境,极易发生FAC等腐蚀问题,大量腐蚀产物随给水直接进入到蒸汽发生器中。长此以往,腐蚀产物在传热管表面沉积结垢,影响机组热效率。另一方面,研究表明,在蒸汽发生器沉积物堆积区域,杂质容易浓缩,浓缩倍率在10-106的区间内,导致缝隙中的杂质离子含量升高继而发生局部腐蚀现象,存在传热管腐蚀开裂风险。
为了监测SG内部腐蚀产物沉积趋势,及时采取措施进行冲洗或清洗,保证机组安全稳定运行,电厂应对蒸汽发生器中累计腐蚀产物的量进行持续跟踪及评估,为蒸发器机械或化学清洗提供输入,以减少SG内部腐蚀产物的沉积量。但是,如何获得代表性的腐蚀产物样品,是跟踪计算腐蚀产物累积量的关键。腐蚀产物大多为铁的金属氧化物,虽然颗粒可以均匀的分布在流体中,但如果流速过低,或取样位置过远,腐蚀产物会沉积在取样管线表面,随着取样流量变化,逐渐释放,从而对样品代表性产生影响;但是目前对于蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算,没有公开发表的论文、专利和标准。为了解决以上问题,三门核电自主开发了一套SG腐蚀产物沉积量计算方法。
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运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,明确了取样要求,规定了计算方法,为核电厂蒸汽发生器长远高效运行提供了有效保障。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,对单台蒸汽发生器一个燃料循环内进行样品收集,得到一个燃料循环内进入到单台蒸汽发生器的腐蚀产物累积量,以及一个燃料循环内单台蒸汽发生器排污排出腐蚀产物累积量/>;从而得到一个燃料循环内单台蒸汽发生器腐蚀产物累积量/>的计算公式为:
其中,表示一个燃料循环结束后单台蒸汽发生器二次测冲洗的淤渣净重。
作为本发明的进一步优选,对单台蒸汽发生器进行样品收集的取样点包括:分布于给水管处的第一取样点和分布于蒸汽发生器排污管处的第二取样点。
作为本发明的进一步优选,一个燃料循环内单台蒸汽发生器排污排出腐蚀产物累积量的计算公式为:
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的排污流量;
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的排污腐蚀产物取样器滤膜增加净重;
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的排污腐蚀产物取样器流过流量;
本发明所述的一个燃料循环所需时间为一个单位时间的整数倍。
作为本发明的进一步优选,的计算公式为:
:某一具体时刻排污流量变速器的读数;
:流量为/>的间隔时间。
作为本发明的进一步优选,一个燃料循环内单台蒸汽发生器的腐蚀产物累积量的计算公式为:
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的给水流量;
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的给水腐蚀产物取样器滤膜增加净重;
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的给水腐蚀产物取样器累积流过流量;
本发明所述的一个燃料循环所需时间为一个单位时间的整数倍。
作为本发明的进一步优选,的计算公式为:
:某一具体时刻(启动)给水流量;
:流量为/>的间隔时间。
作为本发明的进一步优选,第一取样点与第二取样点处分别设置有用于给水腐蚀产物收集的取样器,取样器内设置有滤膜。
作为本发明的进一步优选,滤膜孔径≤0.45μm。
作为本发明的进一步优选,滤膜的更新频率为1次/单位时间。
作为本发明的进一步优选,为了减少腐蚀样品的沉积,有以下要求:a. 取样管线应尽可能短并减少弯头数量,以减少取样管线表面沉积和最小化沉积物再释放;b. 样品流速应尽可能保持恒定;c. 使用1/4英寸取样管线,取样线速度约为1.83m/s,保证流体处于湍流形态。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明开创了核电站蒸汽发生器累计腐蚀产物的计算方法,确保实时、有效的进行蒸汽发生器腐蚀产物累计量评估,为化学清洗等手段提供输入,保证蒸汽发生器安全稳定运行。
(2)本发明明确了核电站腐蚀产物取样的要求,保证样品代表性。
(3)本发明明确了核电站腐蚀产物的取样位置和取样方法。
附图说明
附图1为本发明蒸汽发生器腐蚀产物变化示意图。
附图2为本发明腐蚀产物收集示意图。
附图3为本发明蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算流程图。
具体实施方式
根据质量守恒定律:蒸汽发生器(SG)腐蚀产物沉积量=进入到SG的腐蚀产物-SG排出的腐蚀产物,作为本发明计算方法的依据,得到实施思路(如附图1所示),本发明在实际过程中一个单位时间选取一周(7天)作为单位时间为佳,一个燃料循环时间可为四周(28天)或选一周的其它倍数,具体时间视二回路电机组的运行情况而定,具体过程包括:
一、取样点选择
选取给水(7号高加出口母管)作为第一取样点,选取蒸汽发生器排污作为第二取样点。二、样品流速要求
为了减少腐蚀样品的沉积,有以下要求:
(1)取样管线应尽可能短并减少弯头数量,以减少取样管线表面沉积和最小化沉积物再释放;
(2)样品流速应保持恒定;
(3)使用1/4英寸取样管线,取样线速度约为1.83m/s,保证流体处于湍流形态。
三、样品采集窗口
在电厂启动期间,建立样品取样流,这将有助于取样管线沉积物的稳定性,保证样品代表性;SG开始进水时进行样品收集,保证沉积物计算准确性。
四、样品收集过程
由于颗粒流动过程的随机性,将恒重的0.45μm(或<0.45μm)的滤膜组(过滤膜和阳离子膜为一组)称重记录后,固定于取样器中后准备采样,开启50-500mL/min的取样流以及1L/min以上的旁路流量进行采样,并对过滤膜组流量进行累计,持续一周(一个单位时间)后,将滤膜取出恒重后称量并记录,同时记录累计流量,更换取样器内的滤膜组开始下一周的收集。
五、腐蚀产物沉积量计算
(1)单台SG周累积给水流量计算:
式中:
:单台SG周累积给水流量,单位:t;
:某一具体时刻(启动)给水流量,单位:t/h;
:流量为/>的间隔时间,单位:h。
(2)给水迁移至单台SG周累计腐蚀产物计算
式中:
:给水迁移至单台SG二次侧腐蚀产物周累积量,单位:g;
:单台SG周累积给水流量,单位:t;
:单台SG一周内给水腐蚀产物取样器滤膜增加净重,单位:g;
:单台SG一周内给水腐蚀产物取样器累积流过流量,单位:L;
(3)一个燃料循环内给水迁移至单台SG二次侧腐蚀产物累积量的计算
式中:
:一个燃料循环内给水迁移至单台SG二次侧腐蚀产物累积量,单位:g;
:给水迁移至单台SG一周内二次侧腐蚀产物周累积量,单位:g。
(4)单台SG周累计排污流量计算
式中:
:某一具体时刻排污流量变速器的读数,单位:t/h;
:流量为/>的间隔时间,单位:h。
(5)单台SG排出腐蚀产物累积量计算
式中:
:单台SG排出腐蚀产物周累积量,单位:g;
:单台SG周累积排污流量,单位:t;
:一周内单台SG排污腐蚀产物取样器滤膜增加净重,单位:g;
:一周内单台SG排污腐蚀产物取样器流过流量,单位:L;
(6)一个燃料循环内单台SG排出腐蚀产物累积量的计算
式中:
:一个燃料循环内单台SG排出腐蚀产物累积量,单位:g;
:单台SG排出腐蚀产物周累积量,单位:g。
(7)单台SG某一个燃料循环中累积的腐蚀产物
式中:
:某一个燃料循环内单台SG内累积的腐蚀产物量,单位:g;
:某一个燃料循环内给水迁移至单台SG二次侧腐蚀产物累积量,单位:g;
:某一个燃料循环内单台SG排出腐蚀产物累积量,单位:g;
:某一个燃料循环结束后单台SG二次侧冲洗的淤渣净重,单位:g。
实施例
运行一、二号机组并采用上述方式进行计算跟踪,流程如附图3所示,可确保实时、有效的进行蒸汽发生器腐蚀产物累计量评估,为化学清洗等手段提供输入,保证蒸汽发生器安全稳定运行。
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 (7)

1.一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,其特征在于,对单台蒸汽发生器一个燃料循环内进行样品收集,得到一个燃料循环内进入到单台蒸汽发生器的腐蚀产物累积量m给水,以及一个燃料循环内单台蒸汽发生器排污排出腐蚀产物累积量m排污;从而得到一个燃料循环内单台蒸汽发生器腐蚀产物累积量m的计算公式为:
其中,m淤渣表示一个燃料循环结束后单台蒸汽发生器二次测冲洗的淤渣净重;
m给水的计算公式为:
其中,
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的给水流量;
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的给水腐蚀产物取样器滤膜增加净重;
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的给水腐蚀产物取样器累积流过流量;
所述一个燃料循环所需的时间为一个单位时间的整数倍;
m排污的计算公式为:
其中,
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的排污流量;
:单台蒸汽发生器一个单位时间内的排污腐蚀产物取样器滤膜增加净重;
:单台蒸汽发生器一个单位时间内排污腐蚀产物取样器流过流量;
所述一个燃料循环所需的时间为一个单位时间的整数倍。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,其特征在于,对单台蒸汽发生器进行样品收集的取样点包括:分布于给水管处的第一取样点和分布于蒸汽发生器排污管处的第二取样点。
3.根据权利要求1所述的一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,其特征在于,Fm的计算公式为:
其中,
:某一具体时刻排污流量变速器的读数;
:流量为的间隔时间。
4.根据权利要求1所述的一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,其特征在于,Fw的计算公式为:
其中,
:某一具体时刻启动给水流量;
:流量为/>的间隔时间。
5.根据权利要求2所述的一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,其特征在于,所述第一取样点与第二取样点处分别设置有用于样品收集的取样器,所述取样器内设置有滤膜。
6.根据权利要求5所述的一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,其特征在于,所述滤膜孔径≤0.45μm。
7.根据权利要求6所述的一种核电厂运行期间蒸汽发生器腐蚀产物沉积计算方法,其特征在于,所述滤膜的更新频率为1次/单位时间。
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