百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站蒸發(fā)器二次側(cè)的干燥裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站蒸發(fā)器二次側(cè)的干燥裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核電蒸發(fā)器SG(steam generator)是核島內(nèi)的三大設(shè)備之一，是百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站一回路、二回路的邊界，它將反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量傳遞給蒸發(fā)器二次側(cè)，產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)一、二級(jí)汽水分離器干燥后推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。蒸發(fā)器與反應(yīng)堆壓力容器相連，不僅直接影響電站的功率與效率，而且在進(jìn)行熱量交換時(shí)，還起著阻隔放射性載熱劑的作用，對(duì)核電站安全至關(guān)重要。
[0003]具體地，在壓水堆核電站中，蒸發(fā)器將一回路冷卻劑中的熱量傳給二回路給水，使其產(chǎn)生飽和蒸汽供給二回路中的動(dòng)力裝置。在每個(gè)環(huán)路上裝有一臺(tái)蒸發(fā)器，每臺(tái)容量按照滿功率運(yùn)行時(shí)傳遞三分之一的反應(yīng)堆熱功率設(shè)計(jì)。作為連接一回路與二回路的設(shè)備，蒸發(fā)器在兩回路之間構(gòu)成防止放射性外泄的第二道防護(hù)屏障。由于水受輻照后活化以及少量燃料包殼可能破損泄漏，流經(jīng)堆芯的一回路冷卻劑具有放射性，而壓水堆核電站二回路設(shè)備不能受到放射性污染，而蒸發(fā)器的管板和倒置的U形管是反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的組成部分，屬于第二道放射性防護(hù)屏障之一。
[0004]目前用于核電站的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖1所示，其由下部構(gòu)件10’(蒸發(fā)段)和上部構(gòu)件20’(汽水分離段)兩大部分組成。下部構(gòu)件主要有:下封頭、管板、下部筒節(jié)、管板、U型傳熱管、管束套筒、支撐隔板等；上部構(gòu)件主要有:一級(jí)分離器、二級(jí)分離器、給水環(huán)管、限流器、上封頭以及上部筒節(jié)等。蒸發(fā)器的一次側(cè)就是從反應(yīng)堆壓力容器來(lái)的冷卻劑進(jìn)入蒸發(fā)器后所流經(jīng)的那一側(cè)部件，即對(duì)應(yīng)上述的下部構(gòu)件10’ ；二次側(cè)就是供水回路中被加熱并產(chǎn)生蒸汽的那一側(cè)部件，即對(duì)應(yīng)上述的上部構(gòu)件20’。但是管板和U型傳熱管一邊是一次偵牝另一邊是二次側(cè)。從核安全分級(jí)來(lái)說，一次側(cè)的部件屬于核安全I(xiàn)級(jí)，二次側(cè)的部件屬于核安全2級(jí)。
[0005]根據(jù)法國(guó)規(guī)范RST-M97版(2000)的要求，核電機(jī)組在每個(gè)十年大修時(shí)必須實(shí)施蒸發(fā)器傳熱管100%氦質(zhì)譜檢漏試驗(yàn)。該試驗(yàn)在一回路水壓試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行，與一回路水壓試驗(yàn)、蒸發(fā)器傳熱管全渦流檢查形成一個(gè)整體，全面掌握蒸發(fā)器傳熱管的健康狀況，這有利于機(jī)組的安全運(yùn)行。在運(yùn)行期間，當(dāng)蒸發(fā)器一次側(cè)向二次側(cè)的泄漏率超過5L/H，必須進(jìn)行氦氣查漏試驗(yàn)。
[0006]蒸發(fā)器傳熱管氦質(zhì)譜檢漏是向蒸發(fā)器二次側(cè)充入示蹤氣體一氦氣，并保持6bar.a的壓力，以使氦氣通過傳熱管可能存在泄露通道進(jìn)入一次側(cè)，在內(nèi)壁的另一側(cè)將示蹤氣體收集起來(lái)，并利用氦質(zhì)譜儀來(lái)檢測(cè)，以確定泄漏的存在和大小。
[0007]氦質(zhì)譜檢漏是探測(cè)非常微小的泄漏，如果被檢測(cè)設(shè)備的內(nèi)外壁存在水膜，則會(huì)降低檢測(cè)的靈敏度，甚至無(wú)法發(fā)現(xiàn)存在的微小泄露，所以蒸發(fā)器一、二次側(cè)的干燥尤為重要。蒸發(fā)器一次側(cè)的容積小，干燥過程相對(duì)簡(jiǎn)單易行，用干空氣吹掃8小時(shí)即可滿足檢測(cè)要求。由于二次側(cè)容積大，特別是管板上不易排空的積水大大增加了干燥難度、延長(zhǎng)了干燥的時(shí)間，而過長(zhǎng)的干燥時(shí)間會(huì)影響整個(gè)大修的關(guān)鍵路徑，是不能被允許的，因此，亟需尋找能對(duì)蒸發(fā)器的二次側(cè)快速干燥的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站蒸發(fā)器二次側(cè)的干燥裝置及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的蒸發(fā)器二次側(cè)干燥時(shí)間過長(zhǎng)的問題。
[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站蒸發(fā)器二次側(cè)干燥裝置，包括:
[0010]充氣裝置，與蒸發(fā)器二次側(cè)的四個(gè)眼孔連通，用于向蒸發(fā)器二次側(cè)內(nèi)充入干燥的壓縮空氣；
[0011]第一溫度檢測(cè)器，設(shè)于所述蒸發(fā)器二次側(cè)的手孔處，用于獲取蒸發(fā)器二次側(cè)干燥溫度；
[0012]第一濕度檢測(cè)器，設(shè)于所述蒸發(fā)器二次側(cè)的上部人孔處，用于獲取蒸發(fā)器上部人孔處的露點(diǎn)溫度；
[0013]第一控制器，用于計(jì)算蒸發(fā)器二次側(cè)干燥溫度與動(dòng)態(tài)干燥狀態(tài)下上部人孔處的露點(diǎn)溫度的差值，并將差值與預(yù)設(shè)裕度進(jìn)行比較，當(dāng)差值大于預(yù)設(shè)裕度時(shí)控制所述充氣裝置停止充氣。
[0014]具體地，所述充氣裝置包括:
[0015]氣體壓縮器，設(shè)有空氣吸入口及第一排氣口，用于產(chǎn)生壓縮空氣；
[0016]氣體分配器，設(shè)有進(jìn)氣口及與所述眼孔數(shù)量對(duì)應(yīng)的所述第二排氣口，用于對(duì)氣體壓縮器產(chǎn)生的壓縮空氣均勻分配；
[0017]所述進(jìn)氣口與所述第一排氣口連通，各所述第二排氣口與各所述眼孔一一對(duì)應(yīng)連通。
[0018]進(jìn)一步地，所述充氣裝置還包括:
[0019]第二濕度檢測(cè)器，設(shè)于所述蒸發(fā)器眼孔處，用于監(jiān)測(cè)壓縮空氣的露點(diǎn)溫度；
[0020]干燥器，用于對(duì)氣體壓縮器的空氣進(jìn)行干燥；第二控制器，用于將壓縮空氣的露點(diǎn)溫度與預(yù)設(shè)閥值進(jìn)行比較，當(dāng)壓縮空氣的露點(diǎn)溫度大于預(yù)設(shè)閥值時(shí)控制所述氣體壓縮器停止。
[0021]具體地，所述第一濕度檢測(cè)器與所述第二濕度檢測(cè)器均為露點(diǎn)測(cè)量?jī)x。
[0022]具體地，所述充氣裝置通過位于眼孔蓋板上的噴嘴充入壓縮空氣，所述噴嘴朝下，正對(duì)所述蒸發(fā)器二次側(cè)內(nèi)的管板。
[0023]本發(fā)明還提供了一種百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站蒸發(fā)器二次側(cè)干燥方法，包括以下步驟:
[0024]S1:利用充氣裝置向蒸發(fā)器二次側(cè)的眼孔中充入干燥的壓縮空氣；
[0025]S2:分別獲取蒸發(fā)器二次側(cè)的手孔處的干燥溫度以及蒸發(fā)器上部人孔處的露點(diǎn)溫度；
[0026]S3:當(dāng)蒸發(fā)器二次側(cè)的手孔處的干燥溫度與動(dòng)態(tài)干燥狀態(tài)下上部人孔處的露點(diǎn)溫度的差值大于預(yù)設(shè)裕度時(shí)控制所述充氣裝置停止充氣。
[0027]具體地，在步驟SI中，利用一氣體壓縮器產(chǎn)生壓縮空氣并通過一氣體分配器均勻分配后充入各眼孔內(nèi)。
[0028]具體地，在步驟SI中，利用一干燥器對(duì)氣體壓縮器的空氣進(jìn)行干燥，并獲取蒸發(fā)器眼孔處充入的壓縮空氣的露點(diǎn)溫度，與預(yù)設(shè)閥值進(jìn)行比較，當(dāng)壓縮空氣露點(diǎn)溫度大于預(yù)設(shè)閥值時(shí)控制所述氣體壓縮器停止，并檢查干燥器的運(yùn)行狀況。
[0029]具體地，在步驟S2中，分別利用溫度檢測(cè)器和濕度檢測(cè)器來(lái)獲取蒸發(fā)器二次側(cè)的手孔處的空氣溫度以及蒸發(fā)器上部人孔處的空氣露點(diǎn)溫度。
[0030]具體地，在步驟SI中利用噴嘴充入壓縮空氣，且充入時(shí)噴嘴朝下，正對(duì)所述蒸發(fā)器二次側(cè)內(nèi)的管板。
[0031]本發(fā)明中，充氣裝置由眼孔中充入干燥的壓縮空氣，壓縮空氣由二次側(cè)的下部向上運(yùn)動(dòng)吸收水分，最終由上部人孔排出，分別在手孔與人孔中處設(shè)置溫度檢測(cè)器和濕度檢測(cè)器來(lái)獲取蒸發(fā)器二次側(cè)空氣溫度與排出人孔時(shí)的濕度，控制器通過比較兩者的差值即可以評(píng)估蒸發(fā)器內(nèi)空氣濕度是否達(dá)到要求從而來(lái)控制是否繼續(xù)充氣干燥，由于設(shè)置了控制器及溫、濕度檢測(cè)器，即可實(shí)時(shí)監(jiān)控、掌握干燥情況，達(dá)到快速干燥的目的。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明提供的核電站中現(xiàn)有蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中蒸發(fā)器二次側(cè)干燥裝置與蒸發(fā)器的連接示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中蒸發(fā)器二次側(cè)干燥方法的流程圖；
[0035]10’ -下部構(gòu)件；20’ -上部構(gòu)件； 10-眼孔；
[0036]20-手孔；30-人孔；40-充氣裝置；
[0037]41-氣體壓縮器；411-空氣吸入口； 412-第一排氣口；
[0038]42-氣體分器；421-進(jìn)氣口；422-第二排氣口；
[0039]43-第二濕度檢測(cè)器；44-干燥器；50-第一溫度檢測(cè)器；
[0040]60-第一濕度檢測(cè)器；70-管道；80-管板。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0042]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者可能同時(shí)存在居中元件。當(dāng)一個(gè)元件被稱為“連接于”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。
[0043]還需要說明的是，本實(shí)施例中的左、右、上、下等方位用語(yǔ)，僅是互為相對(duì)概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認(rèn)為是具有限制性的。
[0044]參照?qǐng)D2，本發(fā)明實(shí)施例提供的百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站蒸發(fā)器二次側(cè)的下部設(shè)有四個(gè)眼孔10及一個(gè)手孔20，而蒸發(fā)器二次側(cè)上部設(shè)有一個(gè)人孔30。本發(fā)明實(shí)施例提供的干燥裝置，包括充氣裝置40，與蒸發(fā)器二次側(cè)的四個(gè)眼孔10連通，用于向蒸發(fā)器二次側(cè)內(nèi)充入干燥的壓縮空氣；第一溫度檢測(cè)器50，設(shè)于蒸發(fā)器二次側(cè)的手孔20處，蒸發(fā)器二次側(cè)干燥溫度；第一濕度檢測(cè)器60，設(shè)于蒸發(fā)器二次側(cè)的人孔30處，用于獲取蒸發(fā)器上部人孔30處的露點(diǎn)溫度；第一控制器(圖中未示出)，用于計(jì)算蒸發(fā)器二次側(cè)干燥溫度與動(dòng)態(tài)干燥狀態(tài)下上部人孔30處的露點(diǎn)溫度的差值，并將差值與預(yù)設(shè)裕度進(jìn)行比較，當(dāng)差值大于預(yù)設(shè)裕度時(shí)控制充氣裝置40停止充氣。
[0045]優(yōu)選地，本實(shí)施例中，第一濕度檢測(cè)器60為露點(diǎn)測(cè)量?jī)x。露點(diǎn)測(cè)量?jī)x是用來(lái)測(cè)量露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)濕度是指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下，冷卻到飽和時(shí)的溫度。更具體地說，就是空氣中的水蒸汽變?yōu)槁吨闀r(shí)候的溫度叫露點(diǎn)溫度。當(dāng)空氣中水汽已達(dá)到飽和時(shí)，氣溫與露點(diǎn)溫度相同；當(dāng)水汽未達(dá)到飽和時(shí)，氣溫