227蒸汽发生器排污系统(APG)

273§2.2.7蒸汽发生器排污系统（APG）一.概述保持蒸汽发生器二次侧良好的水质是至关重要的，据统计，世界各国核电站约有50%被迫停运是起源于蒸汽发生器的管子破裂。二次侧水质会由于冷凝器钛管破裂、蒸汽发生器传热管泄漏、二回路补给水不合格或系统核设备完整性破坏而导致水质变差。在管板上表面，管子和管板的连接部位，流动死区部位等，很容易由于水的不断蒸发，而导致杂质（主要为盐类）的积聚。杂质会使得这些部位的应力腐蚀加剧，引起一回路向二次侧的泄漏或传热管的破裂，最终导致反应堆停闭，造成放射性污染及经济的损失。为了改善蒸汽发生器的工作条件，延长蒸汽发生器的使用寿命，世界各国都在研究蒸汽发生器的管材和二次侧水处理的新方法。在运行中，严格控制蒸汽发生器二次侧的水质和加大排污量对延长蒸汽发生器寿命有很大的关系。为此，设计了蒸汽发生器排污系统。二.功能1、主要功能收集和处理蒸汽发生器的排污水。系统可根据不同运行工况的需要，将蒸汽发生器二次侧的水以可调流量连续排污，排污水经过冷却、减压和连续处理后再送入凝汽器或排放到TER系统经监测或处理后排放。2、辅助功能1）对蒸汽发生器二次侧的水连续取样分析或定期取样分析，并对取样水进行再处理；2）冷停堆后，尤其是核蒸汽供应系统升温前，通过排污下泄来调节蒸汽发生器的水位；3）必要时，可以排空蒸汽发生器二次侧的水；4）在蒸汽发生器湿保养期间，能将二次侧试剂搅拌混合均匀；在干保养时为蒸汽发生器供应氮气。三.系统的描述蒸汽发生器排污系统可以分为排污水的收集、冷却、减压和流量控制站、处理系列和回收或排放5个部分，如简图所示。1、排污水的收集每台蒸汽发生器的排污水是靠两个径向对称的支管段在管板上收集的，支管上开有排污孔。这两个支管水平放置，和管板平面平行。排污支管在安全壳内合并成一根可控制流量的排污管穿过安全壳，在安全壳外装有一个密封的气动隔离阀（004/005VL）和一个手动流量调节阀（007/008VL）。这条排污支管上分别有一根去核取样系统的支管和一个与氮气分配系统相连接的接管。打开蒸汽发生器二次侧疏放隔离阀（101/102VL）后，流量调节阀（007/008VL）上游的接管就可用于蒸汽发生器的排空，该管嘴通过阀门（091/092VL）与疏水排气系统相连。2、排污水的冷却两条排污管路在安全壳外合并为一根母管，根据电站的运行工况，流体可引到再生热交换器（002RF）或非再生热交换器（001RF）。为了使除盐器具有良好的运行条件，蒸汽发生器排污水应冷却到不大于56℃。再生热交换器（002RF）用凝结水（CEX）进行冷却，非再生热交换器（001RF）由设备冷却水冷却。两种冷却水的参数见下表冷却水来源供水压力（MPa.g）入口温度（℃）出口温度（℃）流量(t/h)设备冷却水系统1.13583.3128.7凝结水抽取系统349.3149.1116.9274表—1两种冷却水的主要参数再生热交换器（002RF）不能在所有运行工况下冷却排污水，尤其是：a）热试验和临界前试验时；b）给水设备维修时的热停堆；c）从冷停堆启动或从热态到冷停堆的瞬态工况；d）与再生热交换器（002RF）相连的设备或部件失效时。正常运行工况下，凝结水被加热到149.1℃，然后送至给水除氧箱（ADG），作为蒸汽发生器给水继续使用。每台热交换器能用位于其下游的气动阀与排污系统的其余部分隔离，热交换器冷却水侧也能被隔离。3、减压和流量控制站经001RF或002RF冷却后的排污水通过一个减压和流量控制站.该站由两根平行的管路组成,每根管路都装有一个减压和流量控制阀(013/014VL)。但在任何时候都只有一根管路在运行，另一根处于备用或维修状态。控制阀的运行受一个流量控制器监督，可将下游压力限制到1.4MPa表压。控制阀上游设置隔离阀（011/012VL），并设有旁路阀（115/116VL）。在系统运行时，011/012VL是打开的。排污水是通至除盐处理回路还是排放可通过手动阀017VL或018VL来实现。系统的超压保护通过安全阀（119VL）实现。4、排污水处理回路排污水经减压和冷却后,如果需要回收,将排污引向处理回路,经过001FI或002FI中任何一台细过滤器,进入并列的除盐器管线的一条或两条，每条管线都串联有一台阳离子交换器(001DE或002DE),一台混合离子交换器(003DE或004DE)和一个手动流量调节阀(036VL或037VL)。过滤器003FI用来滤去除盐过程中树脂碎片。处理管路中的流量在003DE、004DE下游测量，用自动记录装置（006QD和007QD）进行监测，特别是每条处理管路的处理流量能被积算，从而能够估计树脂的状态。装在减压和流量控制站下游和流量计004MD之间的一个支管是用来处理RPE系统收集起来的REN—APG样品返回水。除盐器通过分接管与9TES和9SED系统相连，可以将废树脂通过除盐水冲入废树脂箱送固化处理。5、排污水的返回和排放经除盐处理过的水至回路出口有两种排放方式。正常运行时，经采样分析水质合格，送往机组的冷凝器补水室（CEX）系统继续使用。中间经过一台冷凝器真空保护蓄水罐，罐内除盐水由SER提供；在某些情况下，处理后的排污水通过041VL隔离阀排放至废液排放系统（TER）;另外一种排放方式是不经过除盐处理直接排放至TER系统。即：蒸汽发生器排污水经过减压、流量控制站、细过滤器001FI或002FI，开启018VL直接排放到TER系统，排放流量由008QD测量。排污水的取样和处理监督是由通向REN的支路通过电导率的连续测量来实现监测除盐处理回路的效果。四.设备说明1、非再生热交换器（001RF）该热交换器为U形管式结构，壳体采用碳钢，排污水在管子内流动，而设备冷却水在壳侧流动。最大流量为25t/h，将最高排污水温度从291℃冷却到56℃，而设备冷却水进口温度为35℃，出口温度为83.3℃。2、再生热交换器（002RF）其结构与非再生热交换器相同，排污水在管内流动，而来自凝结水的冷却水在管子外面,凝结水的冷却水入口温度49.3℃，出口温度149.1℃，从而回收了排污水的热量。排污水最大流量为46.7t/h。3、除盐装置275有两条并联的除盐器管线，每条管线各设有一台阳床和一台混床。它们的结构相同，内装相应的树脂，每条除盐管线处理的最大流量为35t/h，每台除盐器的压力损失最大为0.15MPa。4、过滤器除盐器上游设置两台过滤器（001FI、002FI）（5μ），而下游设置一台树脂阻挡过滤器（25μ），每台在最大排污流量下过滤效率都为98%。每台过滤器的最大压降为0.25MPa。当压降达到该值时，发出压降大的报警，运行人员应将排污水切换到备用过滤器。过滤器芯子要定期更换。五.系统运行1、正常运行a)正常运行状态的定义在正常运行状态中，排污是连续的，排污流量可以调节，排污水经处理后再循环到凝汽器。同时，排污水由再生热交换器冷却（冷却水来自凝结水），因此，冷凝器和至少一台凝结水泵运行，对应机组功率大于15%额定功率。b)正常运行状态为了对蒸汽发生器二回路水进行连续净化和便于控制，排污要连续进行。另外，在二回路内添加化学物，氨水用来调节PH值，联氨用来降低氧浓度。正常运行时的排污流量在7-46.7t/h之间。排污量的大小取决于凝汽器的内漏和一回路向二回路的泄漏量。调节排污量和化学试剂的添加量可使蒸汽发生器的水质保持在控制参数范围内，特别是在带功率运行期间。当系统处在极限容量（46.7t/h）和蒸汽发生器二次侧水质（因腐蚀产物及因凝汽器泄漏和一回路向二回路泄漏）被污染而达到极限条件时，凝汽器的任何泄漏量的增加都要求机组在适当的限制时间内停机。蒸汽发生器二次侧水的放射性和蒸汽发生器中水的放射性可由取样检验得到，因此可以准确地指出一回路向二回路的泄漏量。当发生泄漏时，每台蒸汽发生器的排污量会加大到23.3t/h。当排污系统已经按最大允许容量运行，而蒸汽发生器水中的放射性仍在继续增加，此时电站应在规定的时间内停机。排污水由再生热交换器（002RF）冷却到56℃，冷却水来自凝汽器凝结水（49.3℃），冷却水在该热交换器中被加热到149.1℃，然后返回到除氧器给水箱，冷却后的排污水经减压阀013VL或014VL减压。在经除盐器处理前，排污水经过滤器（001FI或002FI）过滤。过滤后的排污水由两条并联的除盐系列处理，每一系列都可以处理最大流量的一半，即23.3t/h，然后排污水被引至凝汽器，在凝汽器前面有一道水封可以避免管道虹吸和空气进入。如两条除盐回路都有效，不论排污流量多大，单一回路的运行是不允许的。实际上，在除盐系列投入运行的初始阶段，会出现离子盐析，此时的排污水需排向TER系统。当使用再生热交换器来冷却排污水时，非再生热交换器的设冷水被隔离。2、特殊的稳态运行a)非再生热交换器的使用下列运行工况使用非再生热交换器：·功率运行（再生热交换器处于维修状态）；·热备用；·热试验和临界前热试验；·从冷停堆启动或从热态到冷停堆的温度过渡期间。在后两种状态下，凝汽器和凝结水泵没有运行。排污水经非再生热交换器冷却（010VL打开，100VL关闭）。一般通过013VL减压，也可在手动切换后通过14VL减压。排污水的流量限制到25t/h。b)排污水的直接排放直接排放使用于下列情况：·处理设施失效；·凝汽器不能使用且排污水有轻微放射性。对第一种情况，排污水送至TER系统并对其放射性进行连续监测。对第二种情况，说明凝汽器276失效，同时又必须用排污系统时，这些低放射性的排污水被转向TER系统。c)除盐处理后的排放无法输向凝汽器而在排向TER系统之前又必须对排污水进行去污，这种情况尤其发生在一回路向二回路泄漏之后的一台或两台蒸汽发生器排空时。3、特殊瞬态运行a)蒸汽发生器的排空APG系统用于对蒸汽发生器进行部分或全部排空，以便进行冷态湿保养或干保养，疏水被引至减压站下游的接管。在冷却器001RF和002RF或减压设备失效时，可以借助一个临时接管排空，这根接管可使失效设备旁通。考虑到设备各自的标高，重力排空是可能的。然而，若将蒸汽发生器置于氮气压力下排空或在尽可能不阻断正常排污的前提下在临时接管上装一台移动式水泵，就可以缩短排空时间。也可以通过位于安全壳隔离阀004VL、005VL下游的支管进行排空，这时疏水流到疏水收集系统（RPE的化学系统）。这种疏水方式较特殊，其真正功能是使蒸汽发生器完全排空。b)REN-APG系统样品的收集REN-APG系统样品通过重力流入疏排系统的积水坑（RPE004PS），在此处由泵RPE029PO回收并以5m3/h的流量和大约1.5Mpa.a的压力从流量计004MD上游的接管再注入APG系统。REN-APG样品的稳定流量为0.66m3/h左右，但最大可达1.5m3/h，该管线运行是间断的。c)辅助给水系统（ASG）的启动在ASG启动时，APG系统由安全壳隔离阀隔离，以保持ASG水箱的水装量。d)安全壳第一阶段隔离出现第一阶段隔离信号时，安全壳隔离阀004/005VL关闭。e)001RF和002RF出口温度高当除盐器入口温度高达60℃时，说明排污水没有得到足够的冷却，这样会导致离子交换树脂的损坏。因此，当温度达到60℃（008ST）时，阀010VL或100VL便自动关闭。随后，减压阀013VL或014VL也自动关闭。f)减压站下游压力升高在过滤器-除盐器处理系列内部被杂质玷污而引起减压站下游压力超高时，要对调节阀013VL或014VL进行控制，减少排污流量。当控制失效时，为了不引起安全阀（119VL）开启，要关闭010VL或100VL使排污中断。g)001RF或002RF内冷却水压力太低冷却水压力太低会使水汽化，而且当额定压力恢复时，会造成汽室的突然消失。对002RF，压力阀值通过关闭阀100VL来停止排污，同时关闭阀087VL将CEX供水隔离。h)002RF热交换器冷却水出口水温度高热交换器冷却水流量不足，会使出口水温度升高，这种温度升高由控制室中报警显示，从而必须降低排污水量。若温度继续升高，则要求