核電站蒸發(fā)裝置的綜合性能驗證方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于核電站蒸發(fā)裝置性能驗證領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種核電站蒸發(fā)裝置的綜合性能驗證方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核電站在正常運行期間和預(yù)期事故工況下會產(chǎn)生大量的含硼放射性廢液，如果將這些廢液全部直接排放到環(huán)境中，會給環(huán)境帶來極大地輻射危害，過量的硼酸釋放到環(huán)境中也會影響動植物的健康。蒸發(fā)裝置是采用蒸發(fā)工藝處理含硼放射性廢液的裝置，其通過將廢液通過自然循環(huán)或強制循環(huán)送入加熱器升溫，然后進(jìn)入蒸發(fā)塔汽化分離，最終得到蒸餾液和濃縮液。兩種分離產(chǎn)物中，蒸餾液的放射性和硼濃度極低，可以復(fù)用或者監(jiān)測排放；濃縮液則富集了硼酸和放射性，可以固化或者干燥。為了確保滿足廢液的分離去污要求，蒸發(fā)裝置在投入運行前需要進(jìn)行綜合性能驗證。
[0003]在已知核電站中，蒸發(fā)裝置在工程試驗時只會對其長期運行的穩(wěn)定性進(jìn)行驗證。由于放射性核素的揮發(fā)性遠(yuǎn)低于硼酸，因此試驗以硼酸做為目標(biāo)分離物質(zhì)，通常是在試驗前配置一定濃度的含硼料液，試驗連續(xù)進(jìn)行50?100小時，試驗期間不發(fā)生異常停機，通過對料液的持續(xù)蒸發(fā)分離，得到蒸餾液和濃縮液。試驗時分別對蒸餾液和濃縮液進(jìn)行取樣，只要樣品測定結(jié)果滿足分離目標(biāo)要求，同時其他的運行參數(shù)也維持在設(shè)計范圍內(nèi)，即認(rèn)為驗證合格。而對于蒸發(fā)裝置的其他綜合性能，如設(shè)備的操作彈性、裝置的經(jīng)濟性等，通常要求在設(shè)備出廠前或者裝置研發(fā)階段進(jìn)行驗證。但是，目前的設(shè)備供應(yīng)商卻均沒有標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法來對蒸發(fā)裝置的這些綜合性能進(jìn)行全面驗證。
[0004]可見，已知核電站中采用的蒸發(fā)裝置綜合性能驗證方法至少存在以下問題:
[0005]I)代表性不足:核電站排出的含硼放射性廢液在反應(yīng)堆不同壽期情況下的硼濃度是不同的，目前的驗證方法僅能對固定硼濃度的廢液進(jìn)行蒸發(fā)分離模擬，無法驗證蒸發(fā)裝置對于不同硼濃度廢液的蒸發(fā)分離去污效果，驗證過程與蒸發(fā)裝置實際的運行工況存在偏差，因此代表性不足；
[0006]2)資源浪費:驗證期間核電站蒸發(fā)裝置的處理能力約為3.5t/h，連續(xù)運行穩(wěn)定性試驗最長進(jìn)行100h，消耗的除鹽水量約350t，驗證過程中蒸發(fā)得到的蒸餾液直接進(jìn)行排放，造成了大量的浪費；
[0007]3)驗證不全面:已知試驗方法對于新研制的蒸發(fā)裝置進(jìn)行綜合性能驗證的內(nèi)容和深度不足，未對影響蒸發(fā)裝置綜合性能的其他重要因素進(jìn)行驗證，如:無法測定蒸發(fā)裝置的運行能耗，未進(jìn)行高硼濃度運行試驗，無法測試最佳操作液位等。
[0008]有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決上述問題的核電站蒸發(fā)裝置的綜合性能驗證方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于:提供一種全面、有序、高效、節(jié)能、穩(wěn)定的核電站蒸發(fā)裝置的綜合性能驗證方法，以對核電站蒸發(fā)裝置的綜合性能進(jìn)行全面有效地驗證。
[0010]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種核電站蒸發(fā)裝置的綜合性能驗證方法，其包括以下步驟:
[0011]準(zhǔn)備工作:在蒸發(fā)裝置的蒸餾液排出管線上增設(shè)連接回蒸發(fā)裝置進(jìn)料管線的蒸餾液復(fù)用支管;配制合適濃度的含硼試驗料液；
[0012]連續(xù)運行穩(wěn)定性試驗:開啟蒸發(fā)裝置，將硼濃度不低于壽期初反應(yīng)堆堆芯最大硼濃度的試驗料液做為進(jìn)料液，開始進(jìn)行試驗;試驗過程中，蒸餾液不對外排放，除小部分返回蒸發(fā)塔做為回流液外，大部分都經(jīng)蒸餾液復(fù)用支管循環(huán)返回至進(jìn)料管線，做為進(jìn)料液進(jìn)行復(fù)用，這使得進(jìn)料液中的硼濃度持續(xù)下降，直至降低為硼濃度不高于壽期末反應(yīng)堆堆芯最小硼濃度，從而模擬出核電站全壽期排出的不同硼濃度廢液的蒸發(fā)分離去污過程;試驗過程中定時對蒸餾液和濃縮液進(jìn)行取樣，測定硼濃度，以蒸餾液和濃縮液中硼濃度達(dá)到目標(biāo)值做為試驗合格的驗收指標(biāo)。
[0013]優(yōu)選地，所述連續(xù)運行穩(wěn)定性試驗的進(jìn)料液硼濃度包括了從壽期初反應(yīng)堆堆芯最大硼濃度2500ppm至壽期末最小硼濃度10ppm的持續(xù)變化情況。
[0014]優(yōu)選地，所述準(zhǔn)備工作還包括在蒸發(fā)裝置的進(jìn)料管線上設(shè)置引入NaOH溶液的管道混合器，并在NaOH進(jìn)液管線上設(shè)置計量栗;連續(xù)運行穩(wěn)定性試驗過程中，進(jìn)料液先經(jīng)管道混合器和計量栗將鈉硼比調(diào)節(jié)至預(yù)定值后再進(jìn)入蒸發(fā)裝置，以防止硼結(jié)晶。
[0015]優(yōu)選地，所述連續(xù)運行穩(wěn)定性試驗連續(xù)進(jìn)行時間不低于50小時，以蒸餾液中硼濃度< 2ppm和濃縮液中硼濃度2 40000ppm做為試驗合格的驗收指標(biāo)。
[0016]優(yōu)選地，所述連續(xù)運行穩(wěn)定性試驗期間還在預(yù)定范圍內(nèi)調(diào)整蒸發(fā)裝置的運行參數(shù)，以考察蒸發(fā)裝置對運行參數(shù)的敏感性。
[0017]優(yōu)選地，還包括裝置能耗測定試驗；裝置能耗測定試驗通過測量試驗期間的熱源消耗量和試驗時蒸發(fā)塔內(nèi)產(chǎn)生的二次蒸汽量，來計算產(chǎn)生單位質(zhì)量二次蒸汽所需要消耗的能量，從而評估蒸發(fā)裝置的經(jīng)濟性。
[0018]優(yōu)選地，所述準(zhǔn)備工作還包括在蒸發(fā)裝置的料液循環(huán)升溫回路的加熱器熱源處設(shè)置計量表，和在蒸發(fā)塔頂部出口的蒸汽排出管線上設(shè)置蒸汽流量計;裝置能耗測定試驗的熱源消耗量利用加熱器熱源處的計量表測定，蒸發(fā)塔內(nèi)產(chǎn)生的二次蒸汽量利用蒸汽排出管線上的蒸汽流量計進(jìn)行測量。
[0019]優(yōu)選地，還包括高硼濃度運行試驗;高硼濃度運行試驗時關(guān)閉蒸餾液復(fù)用支管，使蒸餾液從復(fù)用改為對外排放，并繼續(xù)向蒸發(fā)裝置進(jìn)料，使得塔釜中所累積的濃縮液的硼濃度不斷提高，蒸發(fā)裝置在高硼濃度條件下運行;試驗過程中定時對蒸餾液進(jìn)行取樣，測定硼濃度，以蒸餾液中的硼濃度做為最終驗收指標(biāo)。
[0020]優(yōu)選地，所述高硼濃度運行試驗時，進(jìn)料液中的硼濃度為lOOOppm。
[0021]優(yōu)選地，所述高硼濃度運行試驗需在高硼濃度條件下繼續(xù)運行不低于15小時，以蒸饋液中硼濃度< 2ppm做為最終驗收指標(biāo)。
[0022]優(yōu)選地，還包括最佳操作液位試驗;最佳操作液位試驗時，蒸餾液不復(fù)用且停止進(jìn)料，試驗過程中使蒸發(fā)塔塔釜中的液位維持在不同的高度，并且在每個液位時運行一定時長，以蒸餾液中硼濃度最低做為判斷最佳操作液位的指標(biāo)。
[0023]優(yōu)選地，所述最佳操作液位試驗所選取的液位至少包括位于塔釜循環(huán)進(jìn)料口以上、半淹沒塔釜循環(huán)進(jìn)料口以及位于塔釜循環(huán)進(jìn)料口以下三種情況。
[0024]優(yōu)選地，所述最佳操作液位試驗在每個液位的運行時長不小于5小時，且至少每小時對蒸餾液進(jìn)行取樣測定硼濃度。
[0025]優(yōu)選地，還包括裝置能耗測定試驗、高硼濃度運行試驗和最佳操作液位試驗;裝置能耗測定試驗與連續(xù)運行穩(wěn)定性試驗同步進(jìn)行，高硼濃度運行試驗在連續(xù)運行穩(wěn)定性試驗后進(jìn)行，最佳操作液位試驗在高硼濃度運行試驗完成后進(jìn)行。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明核電站蒸發(fā)裝置的綜合性能驗證方法模擬出了核電站全壽期范圍內(nèi)含硼放射性廢液的分離去污需求，從最嚴(yán)苛的條件驗證了蒸發(fā)裝置連續(xù)運行的穩(wěn)定性，因此，試驗合格的蒸發(fā)裝置能夠在核電站里長期穩(wěn)定地運行，有效避免了頻繁維修給運行人員帶來的額外輻射劑量。
【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】，對本發(fā)明核電站蒸發(fā)裝置的綜合性能驗證方法及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]圖1為核電站蒸發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為進(jìn)行