CN111664434B - 一种核电厂启动二回路冲洗期间的化学控制方法 - Google Patents

一种核电厂启动二回路冲洗期间的化学控制方法 Download PDF

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Abstract

一种核电厂启动二回路冲洗期间的化学控制方法,用向冲洗水中加入添加剂来降低冲洗期间设备的腐蚀速率，所述添加剂的添加方式为：联用间断加药和连续加药的加药方式；并且在加药过程中采样进行浓度分析，并根据添加剂浓度来调整所述添加剂的加药量及加药时间。本发明规定了一套完整的二回路系统冲洗期间的化学控制方法，明确了药品在不同阶段的加药浓度及监测手段，以抑制冲洗过程中的设备腐蚀，提高冲洗效果，缩短冲洗工期。

Description

一种核电厂启动二回路冲洗期间的化学控制方法
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期间的化学控制方法。
背景技术
核电厂在二回路启动前，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。
二回路系统设备多采用碳钢材质，极易发生吸氧腐蚀，氧是一种去极化剂，在饱和溶解氧潮湿环境下形成腐蚀电位，导致设备腐蚀，反应机理如下：
阳极：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
；
阴极：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
；
总反应：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
；
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，冲洗期间不添加药品，在饱和溶解氧中性冲洗水的环境下，无法有效抑制设备管道腐蚀，增加了冲洗时间。根据现场实际验证结果显示，在系统冲洗期间，将系统浊度冲洗至1ppm后停止充排，期间不添加任何药品，经过8h后，再次测量系统浊度，会升高至2ppm左右，需再次执行充排，增加冲洗水消耗，对二回路冲洗工期造成影响；即使采用联氨作为添加剂，但对联氨溶液的应用也较为粗浅，在二回路系统的冲洗过程中随着冲洗流量的变化，联氨溶液的添加量没有得到明确规范，对联氨的使用标准不清，对系统管道设备的钝化效果不好。
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期间的化学控制方法，规定了一套完整的二回路系统冲洗期间的化学控制方法，明确了药品在不同阶段的加药浓度及监测手段，以抑制冲洗过程中的设备腐蚀，提高冲洗效果，缩短冲洗工期。
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期间的化学控制方法，用向冲洗水中加入添加剂来降低冲洗期间设备的腐蚀速率，所述添加剂的添加方式为：联用间断加药和连续加药的加药方式；并且在间断加药和连续加药的加药过程中采样进行浓度分析，并根据添加剂浓度来调整所述添加剂的加药量及加药时间。
作为本发明的进一步优选，所述间断加药用于凝结水精处理系统投运前；所述连续加药用于冷凝器充排阶段或凝结水精处理系统投运后。
作为本发明的进一步优选，所述间断加药的加药量的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
Vn：需要添加添加剂的量，单位：L；
m：待加药系统的水装量，单位：kg；
C1：待加药系统中添加剂的目标浓度，单位：ppm；
C0：带加药系统中添加剂的目标浓度，单位：ppm；
Cn：需添加添加剂的纯度/含量，单位：ppm；
ρ：待添加的添加剂的密度，单位：kg/L；
所述间断加药的加药时间的计算公式为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
；
t：向待加药系统中加药泵的运行时间，单位：min；
Vn：需要添加添加剂的量，单位：L；
Q：向待加药系统中加药泵的流量，单位：L/h。
作为本发明的进一步优选，所述连续加药的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；
C12：待加药系统中添加剂的目标浓度，单位：ppm；
C2：需添加添加剂的纯度/含量，单位：ppm；
Q2：加药泵的流量，单位：L/h；
Q1：系统排水/凝结水精处理净化流量，单位：L/h。
作为本发明的进一步优选，所述添加剂的目标浓度为：凝汽器抽真空前或精处理投运前：5~10ppm；凝汽器抽真空后或精处理投运后：1~2ppm。
作为本发明的进一步优选，所述添加剂采用联氨原液配制联氨溶液制得，所述联氨溶液的配制公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
；
m0：需要添加联氨原液的质量，单位：kg；
C联氨原液中联氨的质量百分数，单位：%；
V：配制联氨溶液的目标体积，单位：m3；
C10：联氨溶液箱中联氨溶液的目标浓度，单位：%；
ρ1：联氨溶液的密度，单位：kg/m3。
作为本发明的进一步优选，所述浓度分析的采样频率为：凝汽器抽真空前或精处理投运前：采样频率≥1次/24h；凝汽器抽真空后或精处理投运后：采样频率≥1次/12h。
作为本发明的进一步优选，所述间断加药的加药点设置于凝汽器紧急补水管线处；所述连续加药的加药点设置于凝结水精处理的出口处。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.本发明针对不同工况选用了最优的控制策略，条理清晰，控制得当。
2.该发明指标明确，严格过程控制，保证控制策略有效落实。
3.使用该冲洗方式，将二回路冲洗工期由此前的一周缩减至5天，效果显著，单次冲洗可减少除盐水消耗量1000-2000t。
4.指标优秀：
采用本发明的冲洗方式，在实际生产应用过程中：
（1）1号机装料后，冲洗期间使用该化学控制方式，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，冲洗期间使用该化学控制方式，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，冲洗期间使用该化学控制方式，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。
附图说明
附图1为本发明二回路冲洗期间的化学控制流程图。
附图2为本发明二回路冲洗示意图。
具体实施方式
一、药品选择
冲洗过程中，选择加入联氨溶液作为添加剂。
冲洗水中添加联氨，一方面利用联氨与铁氧化物的氧化还原反应增加内表面腐蚀产物及异物的去除率，另一方面旨在提高冲洗水pH值，同时维持冲洗水的还原性，从而增加有机物的去除率，降低冲洗期间设备的腐蚀速率。
二、添加剂（药品）配制
将联氨原液配制成一定的稀联氨溶液，配制公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE011A
式中：
m0：需要添加联氨原液的质量，kg；
C：联氨原液中联氨的质量百分数，%；
V：配制联氨溶液的目标体积，m3；
C10：联氨溶液箱中联氨溶液的目标浓度，%；
ρ1:联氨溶液的密度，kg/m3。
三、目标浓度
凝汽器抽真空前或精处理投运前：5~10ppm；
凝汽器抽真空后或精处理投运后：1~2ppm。
四、加药方式、加药点选择
1.间断加药：用于凝结水精处理系统投运前，加药点为凝汽器紧急补水管线处；
2.连续加药：冷凝器充排阶段或凝结水精处理系统投运后，加药点为凝结水精处理出口处。
在二回路电机组运行期间，包括冷凝器充排以及凝结水精处理系统投运用于对清洗水进行净化的阶段和达标的清洗水在二回路系统内循环流动进行冲洗的阶段。在冷凝器充排时，清洗水处于边排放边补充的状态，水质中联氨需要达到目标浓度就需依据排水量计算出要添加的联氨量用于进行连续补充；在凝结水精处理系统投运时，在清洗水中的联氨在凝结水精处理系统的工作下浓度会被大大降低，同样需要依据清洗水流量计算计算出要添加的联氨量用于进行连续补充。上述两种状态下，联氨添加处于连续加药阶段。而在清洗水在二回路系统内循环冲洗时，联氨的消耗仅存在于联氨与铁氧化物的氧化还原反应的情况下，该状态下联氨消耗较少，根据检测得到的清洗水实际的联氨浓度计算联氨的添加量进行定期的补充即可，该阶段为间断加药阶段。因此，根据二回路系统在冲洗时的工作模式，本发明对不同阶段的清洗状态采取了特定的加药措施，并且指标明确，过程可严格控制，从而保证控制策略有效落实。
五、加药量及加药时间计算
1.间断加药：
（1）加药量
Figure 111996DEST_PATH_IMAGE007
式中：
Vn：需要添加添加剂的量，L；
m：待加药系统的水装量，kg；
C1：待加药系统中添加剂的目标浓度，ppm；
C0：带加药系统中添加剂的目标浓度，ppm；
Cn：需添加添加剂的纯度/含量，ppm；
ρ：待添加的添加剂的密度，kg/L。
（2）加药时间
Figure 763557DEST_PATH_IMAGE008
式中：
t：向待加药系统中加药泵的运行时间，min；
Vn：需要添加添加剂的量，L；
Q：向待加药系统中加药泵的流量，L/h；
60：时间单位“min”和“h”换算系数。
2.连续加药
Figure 402349DEST_PATH_IMAGE009
式中：
C12：待加药系统中添加剂的目标浓度，ppm；
C2：需添加添加剂的纯度/含量，ppm；
Q2：加药泵的流量，L/h；
Q1：系统排水/凝结水精处理净化流量，L/h。
六、采样分析
加药泵连续运行期间，分析频率不小于1次/24h；
加药泵未连续运行期间，分析频率不小于1次/12h。
实施例
本发明采用的化学控制方法具体流程如附图1所示，二回路冲洗系统的装置如附图2所示，并对在冲洗阶段进行化学控制方法，并得到了以下数据指标：
（1）在1号机装料后，冲洗期间使用该化学控制方式，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，冲洗期间使用该化学控制方式，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，冲洗期间使用该化学控制方式，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）在二回路系统整体运行冲洗后，二回路冲洗工期由此前的一周缩减至5天，效果显著，单次冲洗可减少除盐水消耗量1000-2000t。
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 (5)

1.一种核电厂启动二回路冲洗期间的化学控制方法，其特征在于，采用向冲洗水中加入添加剂来降低冲洗期间设备的腐蚀速率，所述添加剂的添加方式为：联用间断加药和连续加药的加药方式；并且在间断加药和连续加药的运行期间采样进行浓度分析，并根据添加剂浓度来调整所述添加剂的加药量及加药时间；所述间断加药用于凝结水精处理系统投运前；所述连续加药用于冷凝器充排阶段或凝结水精处理系统投运后；
所述添加剂的目标浓度为：凝汽器抽真空前或精处理投运前：5~10ppm；凝汽器抽真空后或精处理投运后：1~2ppm；
所述浓度分析的采样频率为：凝汽器抽真空前或精处理投运前：采样频率≥1次/24h；凝汽器抽真空后或精处理投运后：采样频率≥1次/12h。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂启动二回路冲洗期间的化学控制方法，其特征在于，所述间断加药的加药量的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
公式中：
Vn：需要添加添加剂的量，单位：L；
m：待加药系统的水装量，单位：kg；
C1：待加药系统中添加剂的目标浓度，单位：ppm；
C0：带加药系统中添加剂的目标浓度，单位：ppm；
Cn：需添加添加剂的纯度/含量，单位：ppm；
ρ：待添加的添加剂的密度，单位：kg/L；
所述间断加药的加药时间的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
；
公式中：
t：向待加药系统中加药泵的运行时间，单位：min；
Vn：需要添加添加剂的量，单位：L；
Q：向待加药系统中加药泵的流量，单位：L/h。
3.根据权利要求1所述的一种核电厂启动二回路冲洗期间的化学控制方法，其特征在于，所述连续加药的计算公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
；
公式中：
C12：待加药系统中添加剂的目标浓度，单位：ppm；
C2：需添加添加剂的纯度/含量，单位：ppm；
Q2：加药泵的流量，单位：L/h；
Q1：系统排水/凝结水精处理净化流量，单位：L/h。
4.根据权利要求1所述的一种核电厂启动二回路冲洗期间的化学控制方法，其特征在于，所述添加剂采用联氨原液配制联氨溶液制得，所述联氨溶液的配制公式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
公式中：
m0：需要添加联氨原液的质量，单位：kg；
C：联氨原液中联氨的质量百分数，单位：%；
V：配制联氨溶液的目标体积，单位：m3；
C10：联氨溶液箱中联氨溶液的目标浓度，单位：%；
ρ1：联氨溶液的密度，单位：kg/m3。
5.根据权利要求1所述的一种核电厂启动二回路冲洗期间的化学控制方法，其特征在于，所述间断加药的加药点设置于凝汽器紧急补水管线处；所述连续加药的加药点设置于凝结水精处理的出口处。
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