CN117854783A - 核电站常规岛非放废液排放方法 - Google Patents

Abstract

本公开属于核电技术领域，具体涉及一种核电站常规岛非放废液排放方法。本公开通过核电站常规岛非放废液排放系统参数与打循环时间之间的关系约束，改造得到最适合的再循环管线喷嘴出口介质的流速和再循环管线的插入深度，并进一步在验证过程中得到最佳的打循环时长，该设计普适性强，适用于处于各个阶段的核电站。即在建核电站可根据此方法优化设计，在运核电站可根据此方法进行简单优化改造便能达到效果。

Description

核电站常规岛非放废液排放方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种核电站常规岛非放废液排放方法。

背景技术

相关技术中，我国在运核电机组常规岛非放废液均采取槽式排放的方式，排放前需要先对槽内的废液进行打循环操作，确保其混合均匀后再进行化学取样分析，若分析结果合格(满足环保指标要求)才允许向环境排放。

核电站常规岛在大修阶段有大量的非放废液需要排放，由于近些年国家针对环保的要求越来越严格，常规岛非放废液在排放前必须进行长时间的打循环操作以确保排放的非放废液的各项指标满足环保要求，该项要求也使得常规岛在大修期间的工期延长。若能显著缩短打循环时间，则能缩短大修工期，可为电站创造更多的收益。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种核电站常规岛非放废液排放方法。

根据本公开实施例的一方面，提供一种核电站常规岛非放废液排放方法，所述方法包括：

步骤1，确定核电站常规岛非放废液排放系统参数，包括：核电站的常规岛总水装量体积为V₁，常规岛非放废液输送泵输送流量为Q₁，常规岛非放废液排放系统单个储罐体积为V₂，常规岛非放废液总储罐个数为n，常规岛非放废液排放泵的流量Q₂，常规岛非放废液储罐排放前打循环时间为T；

步骤2，根据核电站常规岛非放废液排放系统参数，确定打循环时间T，为确保常规岛非放废液排放系统能够连续接收常规岛的排水，使得T满足式一所示的条件：

步骤3，常规岛非放废液排放系统的设计中，常规岛非放废液排放系统的排放泵通常作为常规岛非放废液排放系统储罐的再循环泵，因此，T与泵的流量Q₂之间存在式二所示的关系：

其中，η表示装置混合效率，η与储罐再循环管插入储罐内的高度以及储罐内是否有喷嘴装置有关；

步骤3，根据式一和式二所示的打循环时间T的要求，通过不断更正喷嘴的结构以及改变再循环管线喷嘴出口介质的流速、再循环管线的插入深度使得T满足式一和式二的要求；

步骤4，根据T满足式一和式二要求的情况下得到喷嘴结构和再循环管线插入深度，对现场的再循环管线进行改造。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

步骤5，对改造后的管线进行试验验证，为储罐加注体积为V₂的清水，在加注清水的过程中加入预设质量的氢氧化钠、氨水、磷酸三钠；

步骤6，待加注清水结束后，启动储罐对应的排放泵进行打循环，并记录初始时间为t₁，并在T/2时间后开始手动取样分析各个物质的浓度，每隔预设时长进行一次取样分析，待各个物质浓度稳定不变时记录第一次测到该浓度的时间为t₂，确定t₃＝t₂-t₁。

步骤7，重复步骤6，得到多个t₃，确定多个t₃的平均值t₄；

步骤8，在t₄≤T的情况下，将t₄或T作为储罐打循环的最佳时长；

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

步骤9，根据打循环的最佳时长、储罐原设计的体积和液位报警数值、排放泵的排放流量、非放废液排放系统上游的待排放总体积和排放流量等参数计算储罐的最佳接收液位，确保实现多个储罐间的连续接收和排放所需要的单个储罐对应的最佳接收液位。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：根据步骤9的最佳接收液位，确定运行操作单，确保常规岛非放废液排放系统能够在大修期间对常规岛非放废液的连续接收和排放。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

步骤10，核电站运行后期，提升常规岛非放废液输送泵的流量Q1，根据Q1，重复步骤1至步骤8计算打循环时间T。

本公开的有益效果在于：

1.本公开的方法提出了一种新的核电站非放废液排放系统的工艺设计，该设计普适性强，适用于处于各个阶段的核电站。即在建核电站可根据此方法优化设计，在运核电站可根据此方法进行简单优化改造便能达到效果；

2.本公开的方法的实施能够帮助核电站提升40％的非放废液系统的排放效率，当前电站每个储罐体积为500m³，排放泵流量约170m³/h，未进行设计改进前每个储罐自接收满水以后打循环及排放总时间为8小时，通过本方法改进后，打循环和排放总时间为4.8小时；

3.本公开的方法提出一种有效的验证方法，在核电站改进非放废液排放系统参照本公开方法进行工艺改进后，验证方法能够辅助核电站有效测出最佳的打循环时间，便于电站更加精确地优化运行操作；

4.本公开的方法提出了新的系统运行模式，实现核电站常规岛在大修期间不间断排放；

5.本公开的方法给出了关于工艺系统设计的计算方法，通过此方法设计者可根据不同的排放需求优化细节设计，以确保新的工艺设计能够完美匹配电站的排放需求。

缩短核电站常规岛非放废液排放系统在非放废液排放前针对非放废液的打循环时间，从而缩短核电站常规岛大修工期，为电站创造更高的运行效益。针对当前各个核电站非放废液排放前打循环时间较长的问题，提供了一种新的工艺设计方法，该方法能够提升40％的非放废液排放效率。

附图说明

图1是常规岛非放废液排放系统示意图。

图2是储罐结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是常规岛非放废液排放流程示意图，如图1所示，常规岛非放废液的主要来源为常规岛各个用户在日常运行或大修期间因检修需要排空设备内的介质1，介质1由常规岛非放废液收集系统2收集，并经过常规岛非放废液输送泵3输送至常规岛非放废液排放系统储罐4。

对于百万千瓦的压水堆核电站，通常设计有3个500m³的储罐。如图2所示每个储罐对应一台非放废液排放泵5，非放废液排放泵5通过再循环管线8和设置在再循环管线8的多个喷嘴7可为储罐打循环使储罐内的介质充分混合均匀，经化学取样判定合格后方可排放。相关技术中，常规岛非放废液排放系统在设计上的排放标准为：a)废液连续循环混合时间大于3小时；b)废液的pH值在6-9之间；c)总γ比活度小于0.4MBq/m³。

上述要求使得常规岛非放废液排放系统的自接收废液后经打循环、排放等过程耗时较长，排放时间仅受排放泵排放流量单一影响，除更换排放泵之外无其它手段。

步骤1，对于完成设计的在建核电站或在运核电站，确定核电站常规岛非放废液排放系统参数，包括：核电站的常规岛总水装量体积为V₁，常规岛非放废液输送泵输送流量为Q₁，常规岛非放废液排放系统单个储罐体积为V₂，常规岛非放废液总储罐个数为n，常规岛非放废液排放泵的流量Q₂，常规岛非放废液储罐排放前打循环时间为T。

步骤2，根据核电站常规岛非放废液排放系统参数，确定打循环时间T，为确保常规岛非放废液排放系统能够连续接收常规岛的排水，使得T满足式一所示的条件：

步骤3，常规岛非放废液排放系统的设计中，常规岛非放废液排放系统的排放泵通常作为常规岛非放废液排放系统储罐的再循环泵，因此，T与泵的流量Q₂之间存在式二所示的关系：

其中，η表示装置混合效率，η与储罐再循环管插入储罐内的高度以及储罐内是否有喷嘴装置有关。

步骤3，根据式一和式二所示的打循环时间T的要求，建立模型，设定放射性盐分颗粒物初始位于储槽底部，通过添加动量源项来模拟泵给与常规岛非放废液排放系统的动力，采用欧拉两相流模型确定放射性盐分颗粒物与水、放射性盐分颗粒物与放射性盐分颗粒物间的相互作用力，由此得到装置混合效率。如图2所示，通过不断更正喷嘴7的结构来改变喷嘴7出口介质的流速，并不断更正再循环管线8的插入深度使得T满足式一和式二的要求；

步骤4，根据T满足式一和式二要求的情况下得到喷嘴结构和再循环管线插入深度，对现场的再循环管线进行改造；

步骤5，对改造后的管线进行试验验证，为储罐加注体积为V₂的清水，在加注清水的过程中加入预设质量的氢氧化钠、氨水、磷酸三钠；

步骤6，待加注清水结束后，启动储罐对应的排放泵进行打循环，并记录初始时间为t₁，并在T/2时间后开始手动取样分析各个物质的浓度，每隔预设时长(例如为5min)进行一次取样分析，待各个物质浓度稳定不变时记录第一次测到该浓度的时间为t₂，确定t₃＝t₂-t₁。

步骤7，重复步骤6，得到多个t₃，确定多个t₃的平均值t₄；

步骤8，在t₄≤T的情况下，将t₄或T作为储罐打循环的最佳时长；

在一种可能的实现方式中，本公开的方法还包括：

步骤9，根据打循环的最佳时长、储罐原设计的体积(底面积、高度)和液位报警数值、排放泵的排放流量、非放废液排放系统上游的待排放总体积和排放流量等参数计算储罐的最佳接收液位，确保实现多个储罐间的连续接收和排放所需要的单个储罐对应的最佳接收液位。根据步骤9的最佳接收液位，确定运行操作单，确保常规岛非放废液排放系统能够在大修期间对常规岛非放废液的连续接收和排放。

步骤10，若核电站运行后期，需要进一步提升常规岛非放废液排放系统的效率，则应首先考虑提升常规岛非放废液输送泵的流量Q1，根据Q1的能力参照本公开方法重新计算打循环时间T。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (5)

1.一种核电站常规岛非放废液排放方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，确定核电站常规岛非放废液排放系统参数，包括：核电站的常规岛总水装量体积为V₁，常规岛非放废液输送泵输送流量为Q₁，常规岛非放废液排放系统单个储罐体积为V₂，常规岛非放废液总储罐个数为n，常规岛非放废液排放泵的流量Q₂，常规岛非放废液储罐排放前打循环时间为T；

步骤2，根据核电站常规岛非放废液排放系统参数，确定打循环时间T，为确保常规岛非放废液排放系统能够连续接收常规岛的排水，使得T满足式一所示的条件：

步骤3，常规岛非放废液排放系统的设计中，常规岛非放废液排放系统的排放泵通常作为常规岛非放废液排放系统储罐的再循环泵，因此，T与泵的流量Q₂之间存在式二所示的关系：

其中，η表示装置混合效率，η与储罐再循环管插入储罐内的高度以及储罐内是否有喷嘴装置有关；

步骤3，根据式一和式二所示的打循环时间T的要求，通过不断更正喷嘴的结构以及改变再循环管线喷嘴出口介质的流速、再循环管线的插入深度使得T满足式一和式二的要求；

步骤4，根据T满足式一和式二要求的情况下得到喷嘴结构和再循环管线插入深度，对现场的再循环管线进行改造。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤5，对改造后的管线进行试验验证，为储罐加注体积为V₂的清水，在加注清水的过程中加入预设质量的氢氧化钠、氨水、磷酸三钠；

步骤6，待加注清水结束后，启动储罐对应的排放泵进行打循环，并记录初始时间为t₁，并在T/2时间后开始手动取样分析各个物质的浓度，每隔预设时长进行一次取样分析，待各个物质浓度稳定不变时记录第一次测到该浓度的时间为t₂，确定t₃＝t₂-t₁。

步骤7，重复步骤6，得到多个t₃，确定多个t₃的平均值t₄；

步骤8，在t₄≤T的情况下，将t₄或T作为储罐打循环的最佳时长。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤9，根据打循环的最佳时长、储罐原设计的体积和液位报警数值、排放泵的排放流量、非放废液排放系统上游的待排放总体积和排放流量等参数计算储罐的最佳接收液位，确保实现多个储罐间的连续接收和排放所需要的单个储罐对应的最佳接收液位。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据步骤9的最佳接收液位，确定运行操作单，确保常规岛非放废液排放系统能够在大修期间对常规岛非放废液的连续接收和排放。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤10，核电站运行后期，提升常规岛非放废液输送泵的流量Q1，根据Q1，重复步骤1至步骤8计算打循环时间T。