核电站冷却剂回路中氧含量的控制方法技术

一种核电站冷却剂回路中氧含量的控制方法，包括以下步骤：将容控箱、水泵和冷却剂回路通过管道依次连接并形成一个循环系统；打开水泵，使容控箱内的水与冷却剂回路流通；向容控箱内持续不断地吹扫惰性气体，直至测量容控箱内气相含氧量的百分含量小于1％时停止吹扫惰性气体；向冷却剂回路中第一次添加联氨水溶液来控制冷却剂回路中的氧含量，第一次添加联氨水溶液的体积的计算公式为：ML＝{V空气×a％×32÷22.4+M总×(C0+1)÷1000}÷w％。通过对冷却剂回路中氧含量的测量结果确定补加联氨的体积以确保冷却剂中的溶解氧含量不反弹，有效地实现了将冷却剂回路中的溶解氧控制在低于0.1mg/Kg的目标，减少了溶解氧对设备的腐蚀；并防止了向冷却剂回路内添加的联氨过量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核反应堆热工水利
，更具体地说，涉及一种核电站冷却剂回 路中氧含量的控制方法。
技术介绍
众所周知，核电站是利用核燃料的核裂变反应所释放的核能来发电，且核电站的 工作原理为：主泵将冷却剂水送入反应堆，冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆并形成 高温高压的水，形成的高温高压的水进入蒸汽发生器，在蒸汽发生器的倒U型管内将热量 传递给二次侧汽轮机工质，被冷却的水再返回到反应堆，如此循环往复，形成一个密封的吸 热和放热的冷却剂回路。 如图1所示，为了维持冷却剂回路10中水位恒定，在正常发电时，还设有与冷却剂 回路10相连的容控箱20、以及连接在容控箱20和冷却剂回路10之间的水泵30。该水泵 30用于将容控箱20中的水打入冷却剂回路10中，以维持冷却剂回路10中水位的恒定。冷 却剂回路10中的管道和设备大部分均是由不锈钢制成，因此水中的溶解氧会对管道和设 备造成腐蚀，氧腐蚀的机理如下：阳极：Fe - Fe2++2e ;阴极：02+H20+4e - 40H，生成的Fe2+ 会进一步氧化，最终生成的腐蚀产物是Fe304，且水中溶解氧浓度的升高会加速设备的腐蚀 速率，造成设备的损坏，因此在进行核反应前，需严格控制冷却剂回路10中溶解氧的含量。 为了降低冷却剂回路10的水中溶解氧的含量，一般需要向冷却剂水中添加联氨，通过联氨 与氧的反应来尽量除去水中的溶解氧。现有技术中，一般是通过经验大致决定向冷却剂回 路10中添加的联氨的量，易造成添加联氨的量偏大或偏小，当联氨的加入量偏小时，不能 完全除去水中的溶解氧，还会造成设备的腐蚀；而当联氨的加入量偏多时，过剩的联氨会消 耗掉除盐床树脂的交换容量使其提前失效，而核级树脂造假昂贵且无法再生，造成巨大的 经济损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无法准确地确定向冷却剂中 添加联氨的量，从而无法控制冷却剂回路中氧含量的缺陷，提供一种能精确地计算向冷却 剂回路中添加联氨的量的。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站冷却剂回路中氧含 量的控制方法，所述方法包括以下步骤： 将容控箱、水泵和冷却剂回路通过管道依次连接并形成一个循环系统； 打开所述水泵，使所述容控箱内的水与所述冷却剂回路流通； 向所述容控箱内持续不断地吹扫惰性气体，直至测量所述容控箱内气相含氧量的 百分含量小于1%时停止吹扫惰性气体； 向所述冷却剂回路中第一次添加联氨水溶液来控制冷却剂回路中的氧含量，所述 第一次添加联氨水溶液的体积的计算公式为： ML = {V 空气 Xa% X32 + 22. 4+M总 X (C0+l)+1000}+W%，式中： 表示整个循环系统中水的总质量，单位为吨； Vsn表示第一次添加联氨水溶液前，整个循环系统中存在的空气体积，单位为立方 米； Q表示第一次添加联氨水溶液前，冷却剂回路的水中的溶解氧浓度，单位为mg/ Kg ； a表示容控箱中气相含氧量的百分含量； w表示联氨水溶液的质量分数。 在本专利技术所述的中，向所述冷却剂回路中 第一次添加联氨水溶液反应后，所述冷却剂回路内水中的溶解氧含量低于0. lmg/Kg。 在本专利技术所述的中，若第一次添加联氨水 溶液后，测得所述冷却剂回路内水中的溶解氧含量高于0. lmg/Kg时，继续向所述冷却剂回 路中添加联氨水溶液，所述继续添加联氨水溶液的体积的计算公式为： Vn = Μ总 XCn + 1000+w%，式中： η彡2,且η为正整数； Vn表示第η次加入的联氨水溶液的体积； L表示第η-1次测量的水中的溶解氧的实际值； w表示联氨水溶液的质量分数。 在本专利技术所述的中，所述w的取值范围是 20% -60%。 在本专利技术所述的中，所述w的取值范围是 30% -40%。 在本专利技术所述的中，所述惰性气体为氮 气、氩气或氖气。 在本专利技术所述的中，测量所述容控箱内气 相含氧量的百分含量时，采用多次测量且未观察到氧含量波动后的测量值。 在本专利技术所述的中，所述容控箱的两侧分 别连接有进气管和出气管，所述进气管和出气管分别供所述惰性气体流入和流出。 在本专利技术所述的中，所述联氨与氧反应的 化学方程式为：Ν 2Η4+02 - Ν2+2Η20。 实施本专利技术的，具有以下有益效果：在第 一次向冷却剂回路内添加联氨水溶液前，先用惰性气体持续不断地吹扫惰性气体，直至测 量到容控箱内气相含氧量的百分含量小于1%，再开始向冷却剂回路内第一次添加联氨，并 给出了计算添加联氨水溶液的量的计算公式。本方法通过向容控箱内吹扫惰性气体和添 加联氨水溶液的配合作用，实现了有效地将冷却剂回路内水中的溶解氧控制在低于〇. lmg/ Kg，减少了溶解氧对设备的腐蚀；并防止了向冷却剂回路内添加过量的联氨水溶液，而消耗 掉除盐床树脂的交换容量的问题，使联氨的残余总量小于〇. 5mg/Kg以防止树脂提前失效， 节省了核电厂的时间和成本。 【附图说明】 下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中： 图1是现有技术中循环系统的结构示意图； 图2是本专利技术较佳实施例提供的循环系统的结构示意图； 图3是本专利技术提供的的流程图。 【具体实施方式】 为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明 本专利技术的【具体实施方式】。 如图2所示，冷却剂回路3是核反应堆中的一个密封的吸热和放热的循环过程，其 中，水作为核裂变产生热能的冷却剂，在吸收核裂变产生的热能后形成高温高压的水，并在 蒸汽发生器的倒U型管内冷却后再返回到核裂变反应堆中，循环往复，形成了一个密封的 吸热和放热的冷却剂回路3。由于冷却剂回路3内的温度在不断地变化，其内水的体积随着 温度的变化也会相应地发生变化，为了维持冷却剂回路3内水位的恒定，设置了一个与冷 却剂回路3相连的容控箱1，容控箱1内装有一定量的水，且容控箱1通过水泵2向冷却剂 回路3内输送水。 具体地，容控箱1、水泵2和冷却剂回路3通过管道依次连接并形成一个循环系统。 当冷却剂回路3内的水位较低时，容控箱1流向冷却剂回路3内的水流较大，而从冷却剂回 路3流出的水流较小，以实现向冷却剂回路3内输送水以维持冷却剂回路3水量恒定的目 的；当冷却剂回路3内的水位较高时，容控箱1流向冷却剂回路3内的水流较小，而从冷却 剂回路3流出的水流较大，以使冷却剂回路3内多余的水流入容控箱1内，从而维持冷却剂 回路3内水量恒定；而当冷却剂回路3内的水刚好达到恒定要求时，从容控箱1内流入冷却 剂回路3内的水量，与从冷却剂回路3中流出的水量相等，保持了冷却剂回路3内水量的恒 定。容控箱1、水泵2和冷却剂回路3的连接方式及工作原理为现有技术，在此不再赘述。 众所周知，水中的溶解氧会对管道和设备造成腐蚀，造成设备的损坏，而且溶解氧 浓度越高使设备的腐蚀速率更快，因此在进行核反应前，需要严格控制冷却剂回路3中溶 解氧的含量，尽量将冷却剂回路3中溶解氧的含量降至最低。 如图3所示，本专利技术提供了一种，所述方 法包括以下步骤： S1 :将容控箱1、水泵2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电站冷却剂回路中氧含量的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将容控箱(1)、水泵(2)和冷却剂回路(3)通过管道依次连接并形成一个循环系统；打开所述水泵(2)，使所述容控箱(1)内的水与所述冷却剂回路(3)流通；向所述容控箱(1)内持续不断地吹扫惰性气体，直至测量所述容控箱(1)内气相含氧量的百分含量小于1％时停止吹扫惰性气体；向所述冷却剂回路(3)中第一次添加联氨水溶液来控制冷却剂回路中的氧含量，所述第一次添加联氨水溶液的体积的计算公式为：ML＝{V空气×a％×32÷22.4+M总×(C0+1)÷1000}÷w％，式中：M总表示整个循环系统中水的总质量，单位为吨；V空气表示第一次添加联氨水溶液前，整个循环系统中存在的空气体积，单位为立方米；C0表示第一次添加联氨水溶液前，冷却剂回路(3)的水中的溶解氧浓度，单位为mg/Kg；a表示容控箱(1)中气相含氧量的百分含量；w表示联氨水溶液的质量分数。

【技术特征摘要】
1. 一种核电站冷却剂回路中氧含量的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步 骤： 将容控箱（1)、水泵（2)和冷却剂回路（3)通过管道依次连接并形成一个循环系统； 打开所述水泵（2)，使所述容控箱（1)内的水与所述冷却剂回路（3)流通； 向所述容控箱（1)内持续不断地吹扫惰性气体，直至测量所述容控箱（1)内气相含氧 量的百分含量小于1%时停止吹扫惰性气体； 向所述冷却剂回路（3)中第一次添加联氨水溶液来控制冷却剂回路中的氧含量，所述 第一次添加联氨水溶液的体积的计算公式为： ML = {V空气 Xa% X32 + 22. 4+M总 X (C0+l)+1000}+￥%，式中： M,e,表示整个循环系统中水的总质量，单位为吨； Vsn表示第一次添加联氨水溶液前，整个循环系统中存在的空气体积，单位为立方米； Q表示第一次添加联氨水溶液前，冷却剂回路（3)的水中的溶解氧浓度，单位为mg/ Kg ； a表不容控箱（1)中气相含氧量的百分含量； w表示联氨水溶液的质量分数。2. 根据权利要求1所述的核电站冷却剂回路中氧含量的控制方法，其特征在于，向所 述冷却剂回路（3)中第一次添加联氨水溶液反应后，所述冷却剂回路（3)内水中的溶解氧 含量低于〇· lmg/Kg。3. 根据权利要求2所述的核电站冷却剂回路中氧含量的控制方法，其特征在于，若第 一次添加联氨水溶液后，测得所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：明迁，惠珑伟，李西安，王志明，胡文清，杨波，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44