阅读说明：本技术 一种核电厂二回路停运期间的湿保养法 (Wet maintenance method for nuclear power plant during two-loop shutdown ) 是由 聂雪超 姜磊 钟铁 赵东波 李河洋 吴旭东 侯涛 苗丽 孟宪波 范赏 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种核电站二回路停运期间的湿保养方法,包括步骤：前期准备、确定保养液的目标浓度、确定保养液的加入量及添加时长、加入保养液、加保养液后的循环、化学取样分析、充入氮气、进入保养状态和定期监测保养液浓度；本发明向二回路设备中通入具有强还原性和吸水性的联氨溶液,制造还原环境,降低了设备金属表面的电位,从而达到对二回路进行保养的目的；本发明结合机组设计特点,明确了保养范围、确定了保养方式和监测手段,本发明所述的湿保养方法覆盖了二回路的全部设备；本发明的实施例中,经过三门核电的几次验证,取得了显著的效果,明显地缩短了启动冲洗的时间。(The invention discloses a wet maintenance method for a nuclear power station secondary circuit during shutdown, which comprises the following steps: preparing at an early stage, determining the target concentration of the maintenance liquid, determining the addition amount and the addition duration of the maintenance liquid, adding the maintenance liquid, circulating after adding the maintenance liquid, chemically sampling and analyzing, filling nitrogen, entering a maintenance state and periodically monitoring the concentration of the maintenance liquid; in the invention, hydrazine solution with strong reducibility and water absorbability is introduced into the secondary loop equipment to produce a reducing environment, so that the potential of the metal surface of the equipment is reduced, and the aim of maintaining the secondary loop is fulfilled; the invention combines the design characteristics of the unit, defines the maintenance range, determines the maintenance mode and the monitoring means, and covers all equipment of the two loops by the wet maintenance method; in the embodiment of the invention, after several times of verification of three-door nuclear power, a remarkable effect is obtained, and the time for starting flushing is obviously shortened.)

一种核电厂二回路停运期间的湿保养法

技术领域

本发明涉及核电厂二回路的设备保养领域，具体涉及一种核电厂二回路停运期间的湿保养法。

背景技术

核电厂的二回路系统主要由饱和蒸汽汽轮机、发电机、冷凝器（或称凝汽器）、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器和中间汽水分离再热器和相应的仪表、阀门、管道组成。二回路的主要功能是构成封闭的热力循环，将核蒸汽供应系统产生的蒸汽送往汽轮机作功，汽轮机带动发电机，将机械能变为电能；是蒸汽和动力的转换系统。二回路的主要工作原理为：二回路中凝结水吸收热量后变为水蒸汽，水蒸汽推动汽轮机做功，将热能转换为汽轮机的动能；汽轮机进一步带动发电机进行发电，完成能量转换的水蒸汽再次转变回凝结水，以此完成一次热力循环。

核电厂二回路设备多为碳钢材质，极易发生吸氧腐蚀。在环境湿度为40%以下时，碳钢设备几乎不发生腐蚀行为，这是因为在干燥环境下，金属表面产生一层薄的氧化膜，可以有效防止腐蚀发生。在高于临界值60%时，碳钢在空气中的腐蚀速率急剧增大，这是因为大气腐蚀的本质是液膜下的电化学腐蚀过程，当湿度高于临界值60%后，液膜开始形成，氧通过液膜到达金属表面的速度发生变化，液膜愈薄，扩散愈快，反应速度越快，从而加剧腐蚀。

机组停运期间，如果不对设备执行保养，设备的腐蚀加剧，机组启动前的循环冲洗可去除一部分腐蚀产物，但仍有部分腐蚀产物将进入到蒸发器中，影响机组长远稳定运行。铁迁移到蒸汽发生器一直是业界关注的问题。2008年的一项研究表明，20%左右的铁迁移发生在启动期间。同时，因为在启动期间输送到蒸汽发生器的腐蚀产物比在功率运行期间输送的腐蚀产物更有氧化性，这些氧化腐蚀产物将加大蒸汽发生器传热管腐蚀破裂的风险。另一方面，如果设备不执行保养，将影响到机组启动后的冲洗进度，对电站“最短大修工期”提出挑战。

公开号为CN206345918U的实用新型专利，公开了一种用于核电站重要厂用水系统管道的防腐蚀装置，该实用新型通过在管道的两侧设置牺牲阳极，使得管道成为被保护阴极，有效的减缓了海水对管道的腐蚀和损坏，延长了管道的使用寿命、节省了管道的维修和管理费用；但是牺牲阳极的方法除了需要单独设置牺牲阳极设备外，其本身的自腐蚀消耗导致了较低的电流效率，并且替换用废的阳极操作难度大且费用昂贵。

目前为止，针对核电厂的二回路设备保养方法，同行电厂并没有公开的论文、专利和标准。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提供可以防止设备表面腐蚀的一种核电厂二回路停运期间的湿保养方法。

一种核电站二回路停运期间的湿保养方法，包括如下步骤：

步骤①前期准备，进行所述湿保养前确保系统停运大于7天；

步骤②确定系统中保养液的目标浓度，对于凝结水和给水系统，保养液浓度=保养周数*50（ppm），但不超过600ppm，对于蒸汽发生器，保养液浓度≥25ppm，且pH（25℃）＞9.50；

步骤③保养液的加入量及泵入时长的计算，

保养液加入量的计算方法

式中：V_n——需添加保养液的体积（L），

m——待加药系统的水装质量（kg），

C₁——待加药系统中联氨的目标浓度（ppm），

C₀——待加药系统中联氨的当前浓度（ppm），

C_n——需添加联氨的纯度/含量（ppm），

ρ——待添加的联氨溶液的密度（kg/L），取值1；

保养液泵入时长的计算方法

式中：t——向待加药系统中加药计量泵的运行时间（min），

V_n——需添加联氨的量（L）,

Q——向待加药系统中加药计量泵的流量( L/h)；

步骤④加入保养液，根据保养液的目标浓度，确定保养液的加入量和加入时长后，启动加药泵，保养液由储存罐泵出经过设置于系统中的加药口进入系统；

步骤⑤加保养液后的循环，保养液添加完成后系统需要循环运行一段时间，凝结水系统循环不少于8h，蒸汽发生器系统循环不少于32h；

步骤⑥化学分析取样，系统的后续循环结束后，在各个取样点取样进行化学分析取样，监测保养液的浓度，若保养液的浓度未达到目标浓度则重复步骤③~⑥操作；

步骤⑦充氮保护，化学分析取样后检测保养液的浓度达到目标浓度，对除氧器水箱和蒸汽发生器保养液上部进行充氮，维持氮气压力10KPa~30KPa；

步骤⑧进入保养状态，化学分析取样后检测保养液的浓度达到目标浓度，停止循环；

步骤⑨定期监测保养液浓度，进入保养状态后，需要定期对保养液的浓度进行检测，若保养液浓度处于稳定状态，则延长取样的频率，若保养液的浓度不稳定则执行当前监测周期。

优选地，所述的保养方法的保养范围为1、2、3、4#低压加热器水侧、除氧器、6、7#高压加热器水侧、蒸汽发生器及设备间的连接管线。

优选地，所述的保养液为浓度32%浓联氨溶液。

优选地，执行所述保养期间凝泵、主给水泵和蒸汽发生器再循环泵保持运行。

优选地，执行所述保养期间凝汽器进水至高液位，维持凝汽器-凝泵-低压加热器-除氧器-高压加热器-凝汽器大循环且蒸汽发生器上水至82%~95%液位。

优选地，所述的加药点设置于凝汽器紧急补水管线和蒸汽发生器再循环泵的出口处。

优选地，对于凝结水和给水系统，以一周一次的频率对联氨浓度进行分析，若连续3周结果稳定，则将测量频率调整为一月一次。

优选地，对于蒸汽发生器系统，以一周三次的频率进行分析，结果稳定后可对测量频率进行调整。

优选地，对于蒸汽发生器系统，每次取样前启动蒸汽发生器再循环泵循环不少于12h。

优选地，所述化学取样分析的取样点设于选取4#低压加热器出口、除氧器、7#高加出口和蒸汽发生器再循环管线排气阀。

优选地，凝结水和给水系统的保养液浓度达到目标浓度后，对凝汽器进行排水并通入热风。

本发明的有益效果包括：

1）本发明的实施是在系统停运时间超过7天，凝泵、主给水泵和蒸汽发生器再循环泵设备保持运行，系统不进行排水的前提下，向二回路设备中通入具有强还原性和吸水性的联氨溶液，制造还原环境，降低了设备金属表面的电位，从而达到对二回路进行保养的目的；

2）本发明结合机组设计特点，明确了保养范围、确定了保养方式和监测手段，本发明所述的湿保养方法覆盖了二回路的全部设备；

3）本发明的实施例中，经过三门核电的几次验证，取得了显著的效果，明显地缩短了启动冲洗的时间。

附图说明

图1为一种核电厂二回路停运期间的湿保养方法的流程图；

图2为一种核电厂二回路停运期间的湿保养方法的系统示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。

本发明的实施例是在三门核电站1号和2号机组历次停运期间的应用实践和经验总结的基础上，结合了系统设计特点，选择最优的保养技术，形成的一种二回路停运期间的湿保方法，以最小化系统停运期间的设备腐蚀。

图2为一种核电厂二回路停运期间的湿保养方法的系统示意图，参照图2，保养系统包括用于存储保养液的保养液存储罐1、将保养液加入到系统中的加药泵2、二回中循环水的凝水和给水系统3、蒸汽发生器系统4、加药点5和取样点6；所述凝水和给水系统3包括凝汽器31、凝泵32、1#低压加热器33、2#低压加热器34、3#低压加热器35、4#低压加热器36、除氧器37、主给水泵38、6#高压加热器39和7#高压加热器310；所述蒸汽发生发生器系统4包括蒸汽发生器41和蒸汽发生器再循环泵42。

图1为一种核电厂二回路停运期间的湿保养方法的流程图，如图1所示，一种核电站二回路停运期间的湿保养方法的步骤包括：

步骤①前期准备，进行所述湿保养前确保系统停运大于7天；执行所述保养期间凝泵32、主给水泵38和蒸汽发生器再循环泵42保持运行；执行所述保养期间凝汽器31进水至高液位，维持凝汽器31-凝泵32-低压加热器-除氧器37-高压加热器-凝汽器31大循环且蒸汽发生器41上水至82%~95%液位。

步骤②确定保养液的目标浓度，对于凝结水和给水系统2，保养液浓度=保养周数*50（ppm），但不超过600ppm，对于蒸汽发生器系统3，保养液浓度≥25ppm，且pH（25℃）＞9.50，所述的保养液为浓度为32%浓联氨溶液。

步骤③确定保养液的加入量及添加时长，

保养液加入量的计算方法

式中：V_n——需添加保养液的体积（L），

m——待加药系统的水装质量（kg），

C₁——待加药系统中联氨的目标浓度（ppm），

C₀——待加药系统中联氨的当前浓度（ppm），

C_n——需添加联氨的纯度/含量（ppm），

ρ——待添加的联氨溶液的密度（kg/L），取值1；

保养液泵入时长的计算方法

式中：t——向待加药系统中加药计量泵的运行时间（min），

V_n——需添加联氨的量（L），

Q——向待加药系统中加药计量泵的流量( L/h)；

步骤④加入保养液，根据保养液的目标浓度，确定保养液的加入量和加入时长后，启动加药泵2，保养液由保养液存储罐1泵出经过设置于系统中的加药口4进入系统；所述的加药点4设置于凝汽器31紧急补水管线和蒸汽发生器再循环泵42的出口处。

步骤⑤加保养液后的循环，保养液添加完成后系统需要循环运行一段时间，凝结水和给水系统循环3不少于8h，蒸汽发生器系统4循环不少于32h；

步骤⑥化学取样分析，系统的后续循环结束后，在各个取样点5取样进行化学分析取样，监测保养液的浓度，若保养液的浓度未达到目标浓度则重复步骤③~⑥操作；

步骤⑦充入氮气，化学分析取样后检测保养液的浓度达到目标浓度，对除氧器37的水箱和蒸汽发生器41保养液上部进行充氮，维持氮气压力10KPa~30KPa；

步骤⑧进入保养状态，化学分析取样后检测保养液的浓度达到目标浓度，关闭加药泵2；

步骤⑨定期监测保养液浓度，进入保养状态后，需要定期对保养液的浓度进行检测，若保养液浓度处于稳定状态，则延长取样的频率，若保养液的浓度不稳定则执行当前监测周期。

所述的保养方法的保养范围为凝水和给水系统3、蒸发结晶系统4及设备间的连接管线。

对于凝结水和给水系统3，所述化学取样的监测周期为，以一周一次的频率对联氨浓度进行分析，连续3周结果稳定，则将测量频率调整为一月一次。

对于蒸汽发生器系统4，以一周三次的频率进行分析，结果稳定后可对测量频率进行调整。

对于蒸汽发生器系统4，每次取样前启动蒸汽发生器再循环泵循环不少于12h。

所述化学取样分析的取样点5设于选取4#低压加热器36出口、除氧器37、7#高压加热器310出口和蒸汽发生器再循环管线排气阀。

凝结水和给水系统3的保养液浓度达到目标浓度后，蒸汽发生器系统4进入保养状态的同时对凝结水和给水系统3中的凝汽器31进行排水执行通热风。

本发明实施例对三门核电历次二回路启动冲洗情况进行了统计，数据如表1所示，

表1 三门历次二回路启动期间高加冲洗次数及浊度峰值统计表

在101大修期间，设备未执行保养，导致冲洗水的浊度峰值远远高于历次冲洗，这样会增加冲洗后凝结水水质调整难度，延长水质调整时间。

以上所述仅为本发明/发明的较佳实施例，并不用以限制本发明/发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明/发明权利要求的保护范围之内。