CN203346479U - 核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统，包括固定设置于鼓形滤网腔室的侧墙上且位于水面以下的若干个牺牲阳极，牺牲阳极包括芯钢棒、套设于芯钢棒外部的铝合金阳极体，芯钢棒的一端与电缆相焊接固定，芯钢棒的一端与电缆的焊接处设置有密封结构。本实用新型可以有效解决在现场无法供电、外加电流阴极保护系统无法正常工作时对鼓形滤网的保护问题。牺牲阳极阴极保护对防止海水中钢结构的腐蚀具有良好的效果，本实用新型设计的阳极寿命在1年左右，刚好满足核电调试时间段的使用，且结构简单，拆装方便，也不会对原有的外加电流阴极保护系统产生干扰，在调试期间可与其共同工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种阴极保护系统，尤其涉及一种核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统。
背景技术
核电站循环水过滤系统（CFI系统）用于对核电机组冷却用的海水进行过滤，过滤部件主要由粗格栅、加氯框（水闸门）、细格栅和鼓形滤网等组成。鼓形滤网的网片是不锈钢材质，支撑滤网片的框架、辐条和带动滤网转动的齿圈固定槽采用碳钢材质，并涂有防腐层。
由于上述鼓形滤网要浸入在海水中以进行工作，对于金属来说，其在腐蚀性水质中会发生电化学腐蚀和电偶腐蚀，为抑制这两种腐蚀，鼓形滤网设计有外加电流阴极保护系统（CPA），采用现有的阴极保护技术，可以有效解决鼓形滤网在正常运行期间的腐蚀问题。
然而，在鼓形滤网调试前的安装阶段，鼓形滤网的联接角钢、横梁等碳钢零件在吊运、安装过程中有磕碰现象，导致边缘处涂层受损、脱落，安装过程中为保证外加电流阴极保护电流连续性，对联接角钢与横梁螺栓连接处涂层曾进行过打磨处理，但后期对上述两种安装过程中的涂层破坏修复不到位，补漆厚度明显不足，极易造成大阴极小阳极的电化学腐蚀。另外，鼓形滤网设备安装过程中曾搭设大量的脚手架，脚手架钢管表面存在锈蚀现象，锈斑脱落到鼓形滤网腔室底部。上述杂物清理不彻底，鼓形滤网通水后锈斑及铁屑混在海水介质中，形成了污染源，加速了鼓网本体腐蚀的速率。
而由于调试期间，外加电流阴极保护系统使用临时电源，使外加电流阴极保护系统并没有连续投入运行，鼓形滤网设备不具备24 小时连续运行的条件，每天仅运行1 小时左右，形成了水上—水下—水上的运行模式（最易产生腐蚀的运行模式），会出现间歇性停电工况导致鼓形滤网失去外加电流阴极保护，鼓形滤网结构长时间无法得到阴极保护保护，所造成的腐蚀问题严重。
并且在调试期间，鼓形滤网腔室中海水不循环流动，大量泥沙淤积在鼓网底部，水质恶化滋生大量微生物，微生物的附着往往会加速金属材料的腐蚀。微生物可以改变局部水化学环境，生物膜内的pH、溶解氧、氯离子、硫酸根离子等的浓度梯度为局部腐蚀的发生创造了条件。微生物的代谢产物，如酶、酸性物质等也是腐蚀发生的催化剂。尤其是硫酸盐还原菌（SRB），对腐蚀的作用极其强烈，无菌环境和有菌环境下的腐蚀速率相差可达100倍。而阴极保护系统一旦停运，鼓网失去了保护，掩埋在底部网片则极易发生点蚀穿孔等问题。
鼓形滤网在调试期间的腐蚀问题是不可逆的，这给后续核电站的安全运行带来了隐患，故必须对这一问题加以解决，而目前国内外尚无这方面的研究和措施。
另外，除了上述在鼓形滤网调试期间会出现腐蚀问题，在其调试后到核电机组商运期间，鼓形滤网也会出现不可逆的腐蚀问题。根据相关标准及设备设计允许的腐蚀余量，外加电流阴极保护系统年累计停电时间不应大于72小时，而鼓形滤网进水调试到核电机组商运往往持续1年以上，停电时间大大超过这一规定值，目前国内各大在建核电站均出现了调试期间的鼓形滤网腐蚀事件，这将对核电站后续设备的安全运行带来巨大的安全隐患，而国内尚无针对这一问题的解决措施。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、拆装方便且适用于鼓形滤网调试期间和核电机组商运之前以对鼓形滤网进行阴极保护的核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统，用于外加电流阴极保护系统无法正常工作时对鼓形滤网进行阴极保护以避免其被腐蚀，所述临时牺牲阳极阴极保护系统包括固定设置于所述鼓形滤网腔室的侧墙上且位于水面以下的若干个牺牲阳极，所述的牺牲阳极包括芯钢棒、包覆于所述芯钢棒外部的铝合金阳极体，所述芯钢棒的一端与电缆相焊接固定，所述的芯钢棒的一端与电缆的焊接处设置有密封结构。
优选地，所述的芯钢棒的两端凸出于所述的铝合金阳极体的端面，所述芯钢棒的两端固定设置有铁脚，所述的牺牲阳极通过所述的铁脚固定设置于所述的鼓形滤网腔室的侧墙上。
优选地，所述的铁脚为中部折弯呈135°夹角的钢片，所述的钢片折弯处以上为上端部，所述的钢片折弯处以下为下端部，所述的钢片的下端部与所述的芯钢棒相固定连接且所述的下端部沿所述的芯钢棒的轴线方向延伸。
优选地，所述的密封结构由内到外依次包括环氧腻子层、粘胶带和热缩管，所述的环氧腻子层包覆于所述焊接处的电缆的裸露的导体外。
优选地，所述的铝合金阳极体为圆棒状并与所述的芯钢棒同轴。
优选地，每个所述的鼓形滤网两侧分别设置有6个所述的牺牲阳极，且所述的牺牲阳极均匀排布于所述的鼓形滤网腔室的侧墙上。
优选地，各个所述的牺牲阳极所连接的电缆相共接后与所述的鼓形滤网相连接。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
本实用新型根据核电站工程建设的实际情况提供一种临时牺牲阳极阴极保护系统，可以有效解决在现场无法供电、外加电流阴极保护系统无法正常工作时对鼓形滤网的保护问题。牺牲阳极阴极保护对防止海水中钢结构的腐蚀具有良好的效果，本实用新型设计的牺牲阳极寿命在1年左右，刚好满足核电调试时间段的使用，且结构简单，安装方便，一旦核电站正式商运后也能够方便拆卸。同时临时牺牲阳极阴极保护系统也不会对原有的外加电流阴极保护系统产生干扰，在调试期间可与其共同工作。
附图说明
附图1为本实用新型的主视局部剖视示意图。
附图2为本实用新型的侧视示意图。
附图3为本实用新型的安装示意图。
以上附图中：1、芯钢棒；2、铝合金阳极体；3、上端部；4、下端部；5、铁脚；6、鼓形滤网；7、牺牲阳极；8、电缆；9、密封结构；10、接线箱。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
核电站循环水过滤系统（CFI系统）用于对核电机组冷却用的海水进行过滤，过滤部件主要由粗格栅、加氯框（水闸门）、细格栅和鼓形滤网6等组成。鼓形滤网6围成一腔室，其轴向的两侧具有侧墙。由于上述鼓形滤网6要进入海水中进行工作，在腐蚀性水质中会发生电化学腐蚀和电偶腐蚀，为抑制这两种腐蚀，鼓形滤网6设计有外加电流阴极保护系统（CPA），但是在鼓形滤网6调试期间，外加电流阴极保护系统使用临时电源，会出现间歇性停电工况导致鼓形滤网6失去外加电流阴极保护，故本实用新型提供一种结构简单、拆装方便的临时牺牲阳极阴极保护系统，在核电站鼓形滤网6调试期间现场无法供电时，对鼓形滤网6进行防腐保护。
如附图3所示，该临时牺牲阳极阴极保护系统包括若干个固定设置于鼓形滤网6腔室的侧墙上且位于水面以下的牺牲阳极7，一般考虑到鼓形滤网6的结构尺寸和运行情况，每个鼓形滤网6会设计12个牺牲阳极7，鼓形滤网6腔室左右两侧的侧墙上分别均匀排布有6个牺牲阳极7，每个牺牲阳极7的发生电流在1.2A左右。
如附图1所示，所述的牺牲阳极7包括芯钢棒1和铝合金阳极体2，铝合金阳极体2包覆于芯钢棒1外部，且铝合金阳极体2呈圆柱形，其端面直径为51.4mm，沿轴向的长度为1000mm，重量为4.9kg，铝合金阳极体2和芯钢棒1同轴设置，铝合金阳极体2特别采用铝合金材质，因为铝合金阳极的驱动电位较低，可避免出现类似镁阳极由于驱动电位高导致的高强钢氢脆、油漆鼓泡等过保护风险。芯钢棒1的两端凸出于铝合金阳极体2的端面，芯钢棒1的一端与电缆8通过铝热焊接固定，焊接处的电缆8由于焊接时除去了外面的绝缘保护层使得导体裸露而便于焊接，故焊接后在裸露导体外需要设置密封结构9。首先在导体外设置了环氧腻子层做防水处理，环氧腻子层外还包覆有粘胶带和热缩管做进一步的密封处理，由内到外的环氧腻子层、粘胶带和热缩管共同构成了密封结构9。
为方便安装，芯钢棒1的两端还固定设置有铁脚5，铁脚5具体为中部折弯呈135°夹角的钢片（如附图2所示），钢片折弯处以上为上端部3，钢片折弯处以下为下端部4，钢片的下端部4与芯钢棒1相焊接固定连接，且下端部4沿芯钢棒1的轴线方向延伸。钢片的上端部3上开设有螺孔。当安装该牺牲阳极7时，在确定好其位置后，通过与螺孔相配合的膨胀螺栓将牺牲阳极7固定在鼓形滤网6左右两侧的钢筋混凝土的侧墙上，牺牲阳极7的尾线（即电缆）引至鼓形滤网6的主轴轴承座位置。为了方便接线，需要加装一个接线箱10，接线箱10采用防护等级IP67以上的防水聚碳酸酯材料，接线箱10内安装有一块具有7个接线端子的短接铜排，将六个牺牲阳极7汇接，然后再用另外一根电缆将铜排与鼓形滤网6轴承座上的任意紧固螺栓相连接即可。牺牲阳极7的尾线电缆需通过UPVC电工管走线，以保证布线的安全和美观。
本实用新型根据核电站工程建设的实际情况提供一种临时牺牲阳极阴极保护系统，可以有效解决在现场无法供电、外加电流阴极保护系统无法正常工作时对鼓形滤网6的保护问题。牺牲阳极阴极保护对防止海水中钢结构的腐蚀具有良好的效果，本实用新型设计的牺牲阳极7寿命在1年左右，刚好满足核电调试至核电机组商运发电前的时间段中使用，且结构简单，安装方便，一旦核电站正式商运后（即不再存在电源停电的情况下）也能够方便拆卸。同时临时牺牲阳极阴极保护系统也不会对原有的外加电流阴极保护系统产生干扰，在调试期间可与其共同工作。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统，用于外加电流阴极保护系统无法正常工作时对鼓形滤网进行阴极保护以避免其被腐蚀，其特征在于：所述临时牺牲阳极阴极保护系统包括固定设置于所述鼓形滤网腔室的侧墙上且位于水面以下的若干个牺牲阳极，所述的牺牲阳极包括芯钢棒、包覆于所述芯钢棒外部的铝合金阳极体，所述芯钢棒的一端与电缆相焊接固定，所述的芯钢棒的一端与电缆的焊接处设置有密封结构。
2.根据权利要求1所述的核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统，其特征在于：所述的芯钢棒的两端凸出于所述的铝合金阳极体的端面，所述芯钢棒的两端固定设置有铁脚，所述的牺牲阳极通过所述的铁脚固定设置于所述的鼓形滤网腔室的侧墙上。
3.根据权利要求2所述的核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统，其特征在于：所述的铁脚为中部折弯呈135°夹角的钢片，所述的钢片折弯处以上为上端部，所述的钢片折弯处以下为下端部，所述的钢片的下端部与所述的芯钢棒相固定连接且所述的下端部沿所述的芯钢棒的轴线方向延伸。
4.根据权利要求1所述的核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统，其特征在于：所述的密封结构由内到外依次包括环氧腻子层、粘胶带和热缩管，所述的环氧腻子层包覆于所述焊接处的电缆的裸露的导体外。
5.根据权利要求1所述的核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统，其特征在于：所述的铝合金阳极体为圆棒状并与所述的芯钢棒同轴。
6.根据权利要求1所述的核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统，其特征在于：每个所述的鼓形滤网两侧分别设置有6个所述的牺牲阳极，且所述的牺牲阳极均匀排布于所述的鼓形滤网腔室的侧墙上。
7.根据权利要求1所述的核电站鼓形滤网调试期间用临时牺牲阳极阴极保护系统，其特征在于：各个所述的牺牲阳极所连接的电缆相共接后与所述的鼓形滤网相连接。
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