核電站硼回系統(tǒng)課件

1、硼回系統(tǒng)10/7/20221硼回系統(tǒng)10/2/20221硼回系統(tǒng)功能正常運行時，收集貯存一回路系統(tǒng)排出的冷卻劑及其它含硼溶液；去除其中的腐蝕產(chǎn)物和可溶性裂變產(chǎn)物；回收其中的硼，制成40.5%的再生硼酸；提供再生補水；樹脂預(yù)處理。10/7/20222硼回系統(tǒng)功能10/2/20222硼回系統(tǒng)三個單元存貯和輸送單元貯存衰變；凈化單元降低比放；硼水分離單元蒸發(fā)。二個部分補給水部分樹脂予處理部分10/7/20223硼回系統(tǒng)三個單元10/2/20223收集和貯存單元該單元的設(shè)備有堆排水貯槽和相應(yīng)的泵組。主系統(tǒng)總?cè)莘e165m3。硼回收系統(tǒng)設(shè)計了三個容積為200m3的暫存箱，這樣的容量不僅能夠容納接連兩次冷停

2、堆啟動的排水，而且也使這些排水在處理前有足夠的放射性衰變時間。10/7/20224收集和貯存單元該單元的設(shè)備有堆排水貯槽和相應(yīng)的泵組。主系統(tǒng)本系統(tǒng)接收化容系統(tǒng)過剩反應(yīng)堆冷卻劑的泄放；接收來自安注試驗管線、疏排系統(tǒng)、化容系統(tǒng)硼酸貯存箱等各種排放水。料液先進入混床及過濾器，去除放射性裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物后進入暫存箱貯存。當排放水溫度高于50時，則由混床前的進料三通閥自動切換。排放水通過過濾器直接進入暫存箱。10/7/20225本系統(tǒng)接收化容系統(tǒng)過剩反應(yīng)堆冷卻劑的泄放；接收來自安注試驗管10/7/2022610/2/20226樹脂床相關(guān)管線主工藝管線：凈化旁路管線：隔離樹脂床時使用排氣管線：投入前充水

3、放氣正洗管線：正向沖洗樹脂和沖排樹脂反洗管線：反向沖洗和松動樹脂N2管線：氣體松動樹脂沖排管線：沖排樹脂 過濾器相關(guān)管線可做相似總結(jié)10/7/20227樹脂床相關(guān)管線主工藝管線：凈化10/2/20227安注、余排、化容系統(tǒng)的安全閥疏水及其他疏水直接排往暫存箱。如需去除其中的放射性裂變產(chǎn)物和腐蝕產(chǎn)物，則由進料泵(V03-132)送至混床然后再回到暫存箱。10/7/20228安注、余排、化容系統(tǒng)的安全閥疏水及其他疏水直接排往暫存箱。如硼回循環(huán)泵作用硼回循環(huán)泵出口至上充泵入口管線的作用:電站從冷停堆啟動，主系統(tǒng)多余的冷卻劑排入硼回暫存箱，如果接著又一次冷停堆，此時暫存箱的水質(zhì)又符合要求，就可由硼回循

4、環(huán)泵將此暫存箱中水直接駁運至上充泵入口。 注意事項10/7/20229硼回循環(huán)泵作用硼回循環(huán)泵出口至上充泵入口管線的作用:電站凈化單元該單元設(shè)備有過濾器、離子交換器和脫氣器。分別用來去除堆排水的不溶性顆粒雜質(zhì)，可溶性離子雜質(zhì)以及溶解氣體。本流程不設(shè)前置過濾器，樹脂床兼起過濾作用。 注：此單元在系統(tǒng)上并非獨立單元。10/7/202210凈化單元該單元設(shè)備有過濾器、離子交換器和脫氣器。分別用來去除氣是凈化的一個重要的環(huán)節(jié)。在冷卻劑放射性組份中，裂變氣體占90%以上，為了使凈化的比放顯著降低，就必須相當徹底地去除這些氣體。另一方面，水中的不凝結(jié)氣體對其后的蒸發(fā)序列冷凝器的運行也有影響，會顯著降低冷凝

5、器的傳熱系數(shù)。10/7/202211除氣是凈化的一個重要的環(huán)節(jié)。在冷卻劑放射性組份中，裂變氣體占硼水分離單元蒸發(fā)序列料液不凝性氣體冷凝液濃硼酸加熱蒸汽凝結(jié)水蒸發(fā)序列功能示意圖10/7/202212硼水分離單元蒸發(fā)序列料液不凝性氣體冷凝液濃硼酸加熱蒸汽凝結(jié)水硼水分離單元硼水分離單元是通過蒸發(fā)裝置來實現(xiàn)的，其由蒸發(fā)器、霧沫去除器、冷凝器和冷卻器組成。蒸發(fā)后的兩種產(chǎn)物，即二次蒸發(fā)冷凝液和濃硼酸溶液，一般都被重新補入回路。補水中硼的含量控制較為嚴格，所以蒸汽冷凝液須經(jīng)過除硼床，以進一步去除二次蒸汽冷凝液中殘余的硼，方可補入反應(yīng)堆冷卻劑中。10/7/202213硼水分離單元硼水分離單元是通過蒸發(fā)裝置來實

6、現(xiàn)的，其由蒸發(fā)器暫存箱料液初期用氮氣復(fù)蓋，運行后用廢氣系統(tǒng)經(jīng)衰變的高放無氧廢氣復(fù)蓋。當暫存箱積累了足夠的料液時（200m3），由進料泵把料液輸送到蒸發(fā)序列的預(yù)熱器，利用蒸發(fā)器的加熱蒸汽凝結(jié)水加熱料液到100左右，并以2t/h的流量送入脫氣塔脫氣。 硼水分離單元10/7/202214暫存箱料液初期用氮氣復(fù)蓋，運行后用廢氣系統(tǒng)經(jīng)衰變的高放無氧廢料液中的裂變氣體Kr、Xe以及N2、H2由脫氣塔上部排出，而料液蒸汽被冷凝，流回脫氣塔的水箱，再經(jīng)蒸汽加熱到104左右。脫氣是去除放射性組份的重要的一環(huán)，除氣率必須達99%以上。10/7/202215料液中的裂變氣體Kr、Xe以及N2、H2由脫氣塔上部排出，

7、而脫去氣體的料液進入外循環(huán)列管式蒸發(fā)器，使料液蒸發(fā)。加熱蒸汽的壓力為0.2Mpa，蒸汽流量控制為2.2t/h。蒸發(fā)器內(nèi)液面控制在循環(huán)管中心線350cm以上，蒸發(fā)室內(nèi)的壓力約0.02Mpa。二次蒸汽從蒸發(fā)器頂部進入旋風分離器，甩去夾帶的液體，使其回流入蒸發(fā)器加熱室。10/7/202216脫去氣體的料液進入外循環(huán)列管式蒸發(fā)器，使料液蒸發(fā)。加熱蒸汽的蒸汽則進入冷凝器。冷凝液由泵唧送到凝水冷卻器，使冷卻器出口冷凝液的溫度約48，取樣分析冷卻器出口的冷凝液，若硼的含量不大于10ppm，冷凝液經(jīng)除硼床直接送檢測槽，若硼的含量大于10ppm，冷凝液經(jīng)除硼床再處理，直到符合再生補水水質(zhì)標準，即由檢測槽泵輸送到

8、補水箱作為補水待用。冷凝液10/7/202217蒸汽則進入冷凝器。冷凝液由泵唧送到凝水冷卻器，使冷卻器出口冷蒸發(fā)濃縮直到蒸發(fā)器釜底濃縮硼酸液含量為40.5%時，停止進料。濃縮液由蒸發(fā)器底部管道靠重力排放到濃硼酸卸放箱，濃硼酸泵不停地打循環(huán)，濃硼酸卸放箱夾套通設(shè)冷水，冷卻濃硼酸，使溫度降低到50左右。如果取樣分析表明符合再生硼酸水質(zhì)標準，則經(jīng)過濾器送到化容系統(tǒng)硼酸貯存箱。濃硼酸10/7/202218蒸發(fā)濃縮直到蒸發(fā)器釜底濃縮硼酸液含量為40.5%時，停止進再生濃硼酸水質(zhì)標準參數(shù)名稱單位數(shù)值H3BO3%40.5PH取決于H3BO3濃度CL-ppm0.1放射性濃度Bq/13.710710/7/202

9、219再生濃硼酸水質(zhì)標準參數(shù)名稱單位數(shù)值H3BO3%40.5PH不凝性氣體由蒸發(fā)器進入冷凝器，后進排汽冷凝器，匯合后一同排往緩沖罐。詳見流程圖10/7/202220不凝性氣體由蒸發(fā)器進入冷凝器，后進排汽冷凝器，匯合后一同排往注意事項脫氣蒸發(fā)序列的生產(chǎn)能力取決于冷凝液量，而冷凝液量由冷凝器設(shè)冷水的流量來控制，設(shè)計冷凝量為2t/h，當冷凝液量太大時，應(yīng)減小設(shè)冷水的流量，相反地當冷凝液量太少時，則增加設(shè)冷水的流量，冷凝液量是關(guān)鍵控制參數(shù)，應(yīng)嚴格控制。10/7/202221注意事項脫氣蒸發(fā)序列的生產(chǎn)能力取決于冷凝液量，而冷凝液量由注意事項在調(diào)節(jié)冷凝器的設(shè)冷水流量時，應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)，避免設(shè)冷水流量突然增大，

10、出現(xiàn)閃蒸現(xiàn)象。10/7/202222注意事項在調(diào)節(jié)冷凝器的設(shè)冷水流量時，應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)，避免設(shè)冷水流暫存箱供料泵予熱器脫氣塔蒸發(fā)器卸放箱濃硼酸泵檢測槽除硼床冷卻器冷凝液泵冷凝器旋風分離器化容濃硼酸貯存箱暫存箱加熱蒸汽廢液凝結(jié)水箱廢氣緩沖罐=10ppm10ppm蒸發(fā)序列示意圖10/7/202223暫存箱供料泵予熱器脫氣塔蒸發(fā)器卸放箱濃硼酸泵檢測槽除硼床冷卻補水補給水部分由補給水箱，補給水泵、除鹽水箱、除鹽水泵、除氧水箱、除氧水泵組成。補水分系統(tǒng)設(shè)置三種水源：一回路再生補水，二回路來的除氧水和除鹽水。10/7/202224補水補給水部分由補給水箱，補給水泵、除鹽水箱、除鹽水泵、除補水再生補水收集于三個

11、容積為200m3帶橡膠薄膜復(fù)蓋的補水箱。 再生補水主要作為反應(yīng)堆補水和硼酸溶液稀釋用水，也用于主系統(tǒng)卸壓箱內(nèi)的噴淋和一回路輔助系統(tǒng)的補給水。10/7/202225補水再生補水收集于三個容積為200m3帶橡膠薄膜復(fù)蓋的補水箱補水補水泵的運行方式 再生補水系統(tǒng)設(shè)置三臺補水泵。 A泵為化容系統(tǒng)使用，由堆補給控制系統(tǒng)控制；C泵由一回路系統(tǒng)各用戶使用；B泵為A、C泵備用，其中首先滿足A泵使用，如A泵發(fā)生故障B泵即自動啟動，C泵發(fā)生故障則需手動啟動B泵。10/7/202226補水補水泵的運行方式10/2/202226補水補水箱嚴密性問題補水箱水源由化水的凝結(jié)水混床通過2B15至JWS-31V，然后通過V0

12、3-610、V03-317，V03-315A進入補水箱A。10/7/202227補水補水箱嚴密性問題10/2/202227硼回收系統(tǒng)再生補水水質(zhì)標準參數(shù)名稱單位數(shù)值PH（25）68溶解氧ppm0.1氯離子ppm0.1氟離子ppm0.1二氧化碳ppm2.0總懸浮物ppm0.5顆粒度ppm25二氧化硅ppm0.2硼ppm010放射性濃度Bq/13.710410/7/202228硼回收系統(tǒng)再生補水水質(zhì)標準參數(shù)名稱單位數(shù)值PH（25）6補水除氧水箱較少使用，硼酸制備時使用除鹽水。除鹽水箱使用頻繁，除鹽水由制水車間供給。貯存在除鹽水箱內(nèi)，除鹽水泵從除鹽水箱吸水，然后用來提供除鹽水給各系統(tǒng)初次充水及正常用

13、水。主要用于主系統(tǒng)、化容、安注、停冷及設(shè)備冷卻等輔助系統(tǒng)的初次裝水，補充電站泄漏及輔助系統(tǒng)用水。 10/7/202229補水除氧水箱較少使用，硼酸制備時使用除鹽水。10/2/20樹脂予處理部分現(xiàn)購入樹脂己為H+和OH-型，不用進行予處理，此系統(tǒng)現(xiàn)僅做樹脂中轉(zhuǎn)站。10/7/202230樹脂予處理部分現(xiàn)購入樹脂己為H+和OH-型，不用進行予處理，硼回與廢液的區(qū)別 硼回收系統(tǒng)對于反應(yīng)堆排水處理的工藝流程是先經(jīng)離子交換處理再進行蒸發(fā)處理，而廢液處理系統(tǒng)的工藝流程是先蒸發(fā)后離子交換，兩者正相反，為什么？10/7/202231硼回與廢液的區(qū)別 硼回收系統(tǒng)對于反應(yīng)堆排水處理的工藝流程 硼回收系統(tǒng)蒸發(fā)的目的與

14、放射性廢液處理蒸發(fā)的目的不同，硼回蒸發(fā)目的主要在于硼、水分離，硼回蒸發(fā)后的兩種產(chǎn)物：二次蒸汽冷凝液和濃硼酸最后都被重新補入一回路，因此硼回蒸發(fā)是不除去冷卻劑中的放射性的，所以把離子交換置于蒸發(fā)之前，先經(jīng)離子交換凈化除去溶液中的放射性離子，以免濃集于濃硼酸中帶回反應(yīng)堆一回路。 而放射性廢液處理主要在于凈化廢液中的放射性，故先采用凈化效率較高的蒸發(fā)手段，將放射性濃集于蒸殘液中固化處理，使二次蒸汽冷凝液比放降得較低后再經(jīng)離子交換凈化后排放。10/7/202232 硼回收系統(tǒng)蒸發(fā)的目的與放射性廢液處理蒸發(fā)的目硼回收系統(tǒng)與其他系統(tǒng)接口取樣系統(tǒng)壓縮空氣系統(tǒng)化學和容積控制系統(tǒng)設(shè)備冷卻水系統(tǒng)氣體廢物處理系統(tǒng)安

15、全注射系統(tǒng)10/7/202233硼回收系統(tǒng)與其他系統(tǒng)接口取樣系統(tǒng)10/2/202233氮氣系統(tǒng)液體廢物處理系統(tǒng)余熱排出系統(tǒng)二回路冷凝水二回路除鹽水系統(tǒng)除鹽水主要輔助廠房通風系統(tǒng)10/7/202234氮氣系統(tǒng)10/2/202234安全功能硼回收系統(tǒng)與安全功能無直接關(guān)系，但是它處理的是放射性液體，因而系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)避免對環(huán)境的泄漏。10/7/202235安全功能硼回收系統(tǒng)與安全功能無直接關(guān)系，但是它處理的是放射性安全評價硼回收系統(tǒng)的正常運行與電廠正常運行無關(guān)。硼回收系統(tǒng)發(fā)生故障并不影響電廠的安全運行。對硼回收系統(tǒng)有關(guān)鍵作用的設(shè)備采用兩組設(shè)備，所以一組設(shè)備失效時，只減少硼回收系統(tǒng)的能力，但不致完全喪失其

16、功能。每年平均凈化處理的反應(yīng)堆冷卻劑量約7000t，1臺蒸發(fā)器序列運行就足夠處理，可允許間斷使用。10/7/202236安全評價硼回收系統(tǒng)的正常運行與電廠正常運行無關(guān)。10/2/主要設(shè)備暫存箱貯存反應(yīng)堆排出的冷卻劑及一回路含硼疏水，是脫氣一蒸發(fā)序列的原料水槽。容積為200 m3 銹鋼錐頂園柱體，共三只。外形尺寸直徑6000 mm，高7800 mm，每個箱體有液位指示報警儀表，循環(huán)泵出口管有溫度測量儀表。啟動前，暫存箱用氮氣復(fù)蓋，正常運行期間用經(jīng)衰變的高放無氧廢氣復(fù)蓋。維持壓力在0.020.05Mpa.10/7/202237主要設(shè)備暫存箱貯存反應(yīng)堆排出的冷卻劑及一回路含硼疏水，是主要設(shè)備補水箱貯

17、存硼回再生補水，共三只，每只容積200m3，直徑6000 mm，高7800 mm，內(nèi)裝丁基橡膠薄膜復(fù)蓋，以保證再生補水與空氣的隔離。除鹽水箱貯存化水來的除鹽水，向一回路供除鹽水。容積36m3，直徑3300mm，高4600mm。 10/7/202238主要設(shè)備補水箱貯存硼回再生補水，共三只，每只容積200m主要設(shè)備樹脂床 混合樹指床，用于去除反應(yīng)堆排出的冷卻劑中的可溶性裂變產(chǎn)物，以及懸浮物質(zhì)的雜質(zhì)。兩臺交替使用，均為沖排式。每臺裝填核級H型732#樹脂187kg，OH型717#樹脂258kg，工作流量11.2t/h，運行壓差0.04-0.1Mpa，溫度48。除硼床，用于去除二次蒸汽冷凝液中殘存的

18、硼，兩臺交替作用，均為沖排式。每臺裝填核級OH型717#樹脂422kg，工作流量2t/h，運行壓差0.04-0.1Mpa。10/7/202239主要設(shè)備樹脂床 混合樹指床，用于去除反應(yīng)堆排出的冷卻劑中主要設(shè)備脫氣塔及排氣冷卻器 工作原理與除氧器類似： (1)亨利定律(氣體溶解定律) 當溶于水中的氣體與自水中逸出的氣體處于動態(tài)平衡時，對應(yīng)于一定的溫度，單位體積水中溶解的氣體與水面上該氣體的分壓力成正比。 (2)道爾頓定律 混合氣體的全壓力等于各組成氣體分壓力之和。 當把水加熱至飽和溫度時，水蒸汽的分壓力幾乎等于水面上的全壓力，其他氣體的分壓力便會趨于零，從而創(chuàng)造了將水中溶解氣體全部除去的條件。1

19、0/7/202240主要設(shè)備脫氣塔及排氣冷卻器 工作原理與除氧器類似： (1主要設(shè)備脫氣塔及排氣冷卻器 脫氣塔下部為臥式園柱體橢園封頭水箱，內(nèi)設(shè)加熱盤管，用加熱蒸汽對料液進行加熱，使其汽化，脫氣塔上部為一園柱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)噴霧裝置和不銹鋼拉西環(huán)填料。運行時料液經(jīng)頂熱器預(yù)熱后，噴霧霧化進入脫氣塔上部，大部分氣體由水中釋出，然后液流過不銹鋼拉西環(huán)填料段，與脫氣塔下部產(chǎn)生的二次蒸汽逆流接觸，料液中的剩余氣體被二次蒸汽帶出，進入到設(shè)置在脫氣塔上方的排氣冷凝器，二次蒸汽被冷凝下來，流回脫氣塔底部水箱，而不凝性氣體進入高放無氧廢氣處理系統(tǒng)。10/7/202241主要設(shè)備脫氣塔及排氣冷卻器 脫氣塔下部為臥式園

20、柱體橢園封主要設(shè)備蒸發(fā)器蒸發(fā)器為外循環(huán)列管式熱交換器,用于分離、濃縮料液。換熱量為6.87109j/h，傳熱面積76m2。料液經(jīng)管側(cè)，工作流量2t/h，工作壓力0.02Mpa，工作溫度104，加熱蒸汽經(jīng)殼側(cè)，工作流量2.2t/h，工作壓力0.2Mpa，工作溫度132.9。V03-243A/B為殼側(cè)排氣閥，直接排往室外。10/7/202242主要設(shè)備蒸發(fā)器蒸發(fā)器為外循環(huán)列管式熱交換器,用于分離、主要設(shè)備冷凝器用于二次蒸汽冷凝。不銹鋼U型管式換熱結(jié)構(gòu)，換熱量4.19109j/h，傳熱面積20m2，二次蒸汽經(jīng)殼側(cè)，工作流量2t/h，工作壓力0.02Mpa，工作溫度100，設(shè)冷水經(jīng)管側(cè)，工作流量40t/h，工作壓力0.8Mpa，工作溫度3560。冷凝器下部為水箱，冷凝液由不銹鋼離心式水泵輸送至凝水冷卻器。10/7/202243主要設(shè)備冷凝器用于二次蒸汽冷凝。不銹鋼U型管式換熱結(jié)構(gòu)，運行事件現(xiàn)象2007年6月下旬以來主系統(tǒng)稀釋后容控箱液位高報,V02-101動作排水至硼回暫存箱時,硼酸儲存箱A/B液位上漲.在7月12日汽機重要閥門試驗結(jié)束后升功率及之后積毒時稀釋量大，V02-101動作排水頻繁，較低硼濃度