核电站硼回系统课件

1、硼回系统10/7/20221硼回系统10/2/20221硼回系统功能正常运行时，收集贮存一回路系统排出的冷却剂及其它含硼溶液；去除其中的腐蚀产物和可溶性裂变产物；回收其中的硼，制成40.5%的再生硼酸；提供再生补水；树脂预处理。10/7/20222硼回系统功能10/2/20222硼回系统三个单元存贮和输送单元贮存衰变；净化单元降低比放；硼水分离单元蒸发。二个部分补给水部分树脂予处理部分10/7/20223硼回系统三个单元10/2/20223收集和贮存单元该单元的设备有堆排水贮槽和相应的泵组。主系统总容积165m3。硼回收系统设计了三个容积为200m3的暂存箱，这样的容量不仅能够容纳接连两次冷停

2、堆启动的排水，而且也使这些排水在处理前有足够的放射性衰变时间。10/7/20224收集和贮存单元该单元的设备有堆排水贮槽和相应的泵组。主系统本系统接收化容系统过剩反应堆冷却剂的泄放；接收来自安注试验管线、疏排系统、化容系统硼酸贮存箱等各种排放水。料液先进入混床及过滤器，去除放射性裂变产物和腐蚀产物后进入暂存箱贮存。当排放水温度高于50时，则由混床前的进料三通阀自动切换。排放水通过过滤器直接进入暂存箱。10/7/20225本系统接收化容系统过剩反应堆冷却剂的泄放；接收来自安注试验管10/7/2022610/2/20226树脂床相关管线主工艺管线：净化旁路管线：隔离树脂床时使用排气管线：投入前充水

3、放气正洗管线：正向冲洗树脂和冲排树脂反洗管线：反向冲洗和松动树脂N2管线：气体松动树脂冲排管线：冲排树脂 过滤器相关管线可做相似总结10/7/20227树脂床相关管线主工艺管线：净化10/2/20227安注、余排、化容系统的安全阀疏水及其他疏水直接排往暂存箱。如需去除其中的放射性裂变产物和腐蚀产物，则由进料泵(V03-132)送至混床然后再回到暂存箱。10/7/20228安注、余排、化容系统的安全阀疏水及其他疏水直接排往暂存箱。如硼回循环泵作用硼回循环泵出口至上充泵入口管线的作用:电站从冷停堆启动，主系统多余的冷却剂排入硼回暂存箱，如果接着又一次冷停堆，此时暂存箱的水质又符合要求，就可由硼回循

4、环泵将此暂存箱中水直接驳运至上充泵入口。 注意事项10/7/20229硼回循环泵作用硼回循环泵出口至上充泵入口管线的作用:电站净化单元该单元设备有过滤器、离子交换器和脱气器。分别用来去除堆排水的不溶性颗粒杂质，可溶性离子杂质以及溶解气体。本流程不设前置过滤器，树脂床兼起过滤作用。 注：此单元在系统上并非独立单元。10/7/202210净化单元该单元设备有过滤器、离子交换器和脱气器。分别用来去除气是净化的一个重要的环节。在冷却剂放射性组份中，裂变气体占90%以上，为了使净化的比放显著降低，就必须相当彻底地去除这些气体。另一方面，水中的不凝结气体对其后的蒸发序列冷凝器的运行也有影响，会显著降低冷凝

5、器的传热系数。10/7/202211除气是净化的一个重要的环节。在冷却剂放射性组份中，裂变气体占硼水分离单元蒸发序列料液不凝性气体冷凝液浓硼酸加热蒸汽凝结水蒸发序列功能示意图10/7/202212硼水分离单元蒸发序列料液不凝性气体冷凝液浓硼酸加热蒸汽凝结水硼水分离单元硼水分离单元是通过蒸发装置来实现的，其由蒸发器、雾沫去除器、冷凝器和冷却器组成。蒸发后的两种产物，即二次蒸发冷凝液和浓硼酸溶液，一般都被重新补入回路。补水中硼的含量控制较为严格，所以蒸汽冷凝液须经过除硼床，以进一步去除二次蒸汽冷凝液中残余的硼，方可补入反应堆冷却剂中。10/7/202213硼水分离单元硼水分离单元是通过蒸发装置来实

6、现的，其由蒸发器暂存箱料液初期用氮气复盖，运行后用废气系统经衰变的高放无氧废气复盖。当暂存箱积累了足够的料液时（200m3），由进料泵把料液输送到蒸发序列的预热器，利用蒸发器的加热蒸汽凝结水加热料液到100左右，并以2t/h的流量送入脱气塔脱气。 硼水分离单元10/7/202214暂存箱料液初期用氮气复盖，运行后用废气系统经衰变的高放无氧废料液中的裂变气体Kr、Xe以及N2、H2由脱气塔上部排出，而料液蒸汽被冷凝，流回脱气塔的水箱，再经蒸汽加热到104左右。脱气是去除放射性组份的重要的一环，除气率必须达99%以上。10/7/202215料液中的裂变气体Kr、Xe以及N2、H2由脱气塔上部排出，

7、而脱去气体的料液进入外循环列管式蒸发器，使料液蒸发。加热蒸汽的压力为0.2Mpa，蒸汽流量控制为2.2t/h。蒸发器内液面控制在循环管中心线350cm以上，蒸发室内的压力约0.02Mpa。二次蒸汽从蒸发器顶部进入旋风分离器，甩去夹带的液体，使其回流入蒸发器加热室。10/7/202216脱去气体的料液进入外循环列管式蒸发器，使料液蒸发。加热蒸汽的蒸汽则进入冷凝器。冷凝液由泵唧送到凝水冷却器，使冷却器出口冷凝液的温度约48，取样分析冷却器出口的冷凝液，若硼的含量不大于10ppm，冷凝液经除硼床直接送检测槽，若硼的含量大于10ppm，冷凝液经除硼床再处理，直到符合再生补水水质标准，即由检测槽泵输送到

8、补水箱作为补水待用。冷凝液10/7/202217蒸汽则进入冷凝器。冷凝液由泵唧送到凝水冷却器，使冷却器出口冷蒸发浓缩直到蒸发器釜底浓缩硼酸液含量为40.5%时，停止进料。浓缩液由蒸发器底部管道靠重力排放到浓硼酸卸放箱，浓硼酸泵不停地打循环，浓硼酸卸放箱夹套通设冷水，冷却浓硼酸，使温度降低到50左右。如果取样分析表明符合再生硼酸水质标准，则经过滤器送到化容系统硼酸贮存箱。浓硼酸10/7/202218蒸发浓缩直到蒸发器釜底浓缩硼酸液含量为40.5%时，停止进再生浓硼酸水质标准参数名称单位数值H3BO3%40.5PH取决于H3BO3浓度CL-ppm0.1放射性浓度Bq/13.710710/7/202

9、219再生浓硼酸水质标准参数名称单位数值H3BO3%40.5PH不凝性气体由蒸发器进入冷凝器，后进排汽冷凝器，汇合后一同排往缓冲罐。详见流程图10/7/202220不凝性气体由蒸发器进入冷凝器，后进排汽冷凝器，汇合后一同排往注意事项脱气蒸发序列的生产能力取决于冷凝液量，而冷凝液量由冷凝器设冷水的流量来控制，设计冷凝量为2t/h，当冷凝液量太大时，应减小设冷水的流量，相反地当冷凝液量太少时，则增加设冷水的流量，冷凝液量是关键控制参数，应严格控制。10/7/202221注意事项脱气蒸发序列的生产能力取决于冷凝液量，而冷凝液量由注意事项在调节冷凝器的设冷水流量时，应缓慢调节，避免设冷水流量突然增大，

10、出现闪蒸现象。10/7/202222注意事项在调节冷凝器的设冷水流量时，应缓慢调节，避免设冷水流暂存箱供料泵予热器脱气塔蒸发器卸放箱浓硼酸泵检测槽除硼床冷却器冷凝液泵冷凝器旋风分离器化容浓硼酸贮存箱暂存箱加热蒸汽废液凝结水箱废气缓冲罐=10ppm10ppm蒸发序列示意图10/7/202223暂存箱供料泵予热器脱气塔蒸发器卸放箱浓硼酸泵检测槽除硼床冷却补水补给水部分由补给水箱，补给水泵、除盐水箱、除盐水泵、除氧水箱、除氧水泵组成。补水分系统设置三种水源：一回路再生补水，二回路来的除氧水和除盐水。10/7/202224补水补给水部分由补给水箱，补给水泵、除盐水箱、除盐水泵、除补水再生补水收集于三个

11、容积为200m3带橡胶薄膜复盖的补水箱。 再生补水主要作为反应堆补水和硼酸溶液稀释用水，也用于主系统卸压箱内的喷淋和一回路辅助系统的补给水。10/7/202225补水再生补水收集于三个容积为200m3带橡胶薄膜复盖的补水箱补水补水泵的运行方式 再生补水系统设置三台补水泵。 A泵为化容系统使用，由堆补给控制系统控制；C泵由一回路系统各用户使用；B泵为A、C泵备用，其中首先满足A泵使用，如A泵发生故障B泵即自动启动，C泵发生故障则需手动启动B泵。10/7/202226补水补水泵的运行方式10/2/202226补水补水箱严密性问题补水箱水源由化水的凝结水混床通过2B15至JWS-31V，然后通过V0

12、3-610、V03-317，V03-315A进入补水箱A。10/7/202227补水补水箱严密性问题10/2/202227硼回收系统再生补水水质标准参数名称单位数值PH（25）68溶解氧ppm0.1氯离子ppm0.1氟离子ppm0.1二氧化碳ppm2.0总悬浮物ppm0.5颗粒度ppm25二氧化硅ppm0.2硼ppm010放射性浓度Bq/13.710410/7/202228硼回收系统再生补水水质标准参数名称单位数值PH（25）6补水除氧水箱较少使用，硼酸制备时使用除盐水。除盐水箱使用频繁，除盐水由制水车间供给。贮存在除盐水箱内，除盐水泵从除盐水箱吸水，然后用来提供除盐水给各系统初次充水及正常用

13、水。主要用于主系统、化容、安注、停冷及设备冷却等辅助系统的初次装水，补充电站泄漏及辅助系统用水。 10/7/202229补水除氧水箱较少使用，硼酸制备时使用除盐水。10/2/20树脂予处理部分现购入树脂己为H+和OH-型，不用进行予处理，此系统现仅做树脂中转站。10/7/202230树脂予处理部分现购入树脂己为H+和OH-型，不用进行予处理，硼回与废液的区别 硼回收系统对于反应堆排水处理的工艺流程是先经离子交换处理再进行蒸发处理，而废液处理系统的工艺流程是先蒸发后离子交换，两者正相反，为什么？10/7/202231硼回与废液的区别 硼回收系统对于反应堆排水处理的工艺流程 硼回收系统蒸发的目的与

14、放射性废液处理蒸发的目的不同，硼回蒸发目的主要在于硼、水分离，硼回蒸发后的两种产物：二次蒸汽冷凝液和浓硼酸最后都被重新补入一回路，因此硼回蒸发是不除去冷却剂中的放射性的，所以把离子交换置于蒸发之前，先经离子交换净化除去溶液中的放射性离子，以免浓集于浓硼酸中带回反应堆一回路。 而放射性废液处理主要在于净化废液中的放射性，故先采用净化效率较高的蒸发手段，将放射性浓集于蒸残液中固化处理，使二次蒸汽冷凝液比放降得较低后再经离子交换净化后排放。10/7/202232 硼回收系统蒸发的目的与放射性废液处理蒸发的目硼回收系统与其他系统接口取样系统压缩空气系统化学和容积控制系统设备冷却水系统气体废物处理系统安

15、全注射系统10/7/202233硼回收系统与其他系统接口取样系统10/2/202233氮气系统液体废物处理系统余热排出系统二回路冷凝水二回路除盐水系统除盐水主要辅助厂房通风系统10/7/202234氮气系统10/2/202234安全功能硼回收系统与安全功能无直接关系，但是它处理的是放射性液体，因而系统设计应避免对环境的泄漏。10/7/202235安全功能硼回收系统与安全功能无直接关系，但是它处理的是放射性安全评价硼回收系统的正常运行与电厂正常运行无关。硼回收系统发生故障并不影响电厂的安全运行。对硼回收系统有关键作用的设备采用两组设备，所以一组设备失效时，只减少硼回收系统的能力，但不致完全丧失其

16、功能。每年平均净化处理的反应堆冷却剂量约7000t，1台蒸发器序列运行就足够处理，可允许间断使用。10/7/202236安全评价硼回收系统的正常运行与电厂正常运行无关。10/2/主要设备暂存箱贮存反应堆排出的冷却剂及一回路含硼疏水，是脱气一蒸发序列的原料水槽。容积为200 m3 锈钢锥顶园柱体，共三只。外形尺寸直径6000 mm，高7800 mm，每个箱体有液位指示报警仪表，循环泵出口管有温度测量仪表。启动前，暂存箱用氮气复盖，正常运行期间用经衰变的高放无氧废气复盖。维持压力在0.020.05Mpa.10/7/202237主要设备暂存箱贮存反应堆排出的冷却剂及一回路含硼疏水，是主要设备补水箱贮

17、存硼回再生补水，共三只，每只容积200m3，直径6000 mm，高7800 mm，内装丁基橡胶薄膜复盖，以保证再生补水与空气的隔离。除盐水箱贮存化水来的除盐水，向一回路供除盐水。容积36m3，直径3300mm，高4600mm。 10/7/202238主要设备补水箱贮存硼回再生补水，共三只，每只容积200m主要设备树脂床 混合树指床，用于去除反应堆排出的冷却剂中的可溶性裂变产物，以及悬浮物质的杂质。两台交替使用，均为冲排式。每台装填核级H型732#树脂187kg，OH型717#树脂258kg，工作流量11.2t/h，运行压差0.04-0.1Mpa，温度48。除硼床，用于去除二次蒸汽冷凝液中残存的

18、硼，两台交替作用，均为冲排式。每台装填核级OH型717#树脂422kg，工作流量2t/h，运行压差0.04-0.1Mpa。10/7/202239主要设备树脂床 混合树指床，用于去除反应堆排出的冷却剂中主要设备脱气塔及排气冷却器 工作原理与除氧器类似： (1)亨利定律(气体溶解定律) 当溶于水中的气体与自水中逸出的气体处于动态平衡时，对应于一定的温度，单位体积水中溶解的气体与水面上该气体的分压力成正比。 (2)道尔顿定律 混合气体的全压力等于各组成气体分压力之和。 当把水加热至饱和温度时，水蒸汽的分压力几乎等于水面上的全压力，其他气体的分压力便会趋于零，从而创造了将水中溶解气体全部除去的条件。1

19、0/7/202240主要设备脱气塔及排气冷却器 工作原理与除氧器类似： (1主要设备脱气塔及排气冷却器 脱气塔下部为卧式园柱体椭园封头水箱，内设加热盘管，用加热蒸汽对料液进行加热，使其汽化，脱气塔上部为一园柱体结构，内设喷雾装置和不锈钢拉西环填料。运行时料液经顶热器预热后，喷雾雾化进入脱气塔上部，大部分气体由水中释出，然后液流过不锈钢拉西环填料段，与脱气塔下部产生的二次蒸汽逆流接触，料液中的剩余气体被二次蒸汽带出，进入到设置在脱气塔上方的排气冷凝器，二次蒸汽被冷凝下来，流回脱气塔底部水箱，而不凝性气体进入高放无氧废气处理系统。10/7/202241主要设备脱气塔及排气冷却器 脱气塔下部为卧式园

20、柱体椭园封主要设备蒸发器蒸发器为外循环列管式热交换器,用于分离、浓缩料液。换热量为6.87109j/h，传热面积76m2。料液经管侧，工作流量2t/h，工作压力0.02Mpa，工作温度104，加热蒸汽经壳侧，工作流量2.2t/h，工作压力0.2Mpa，工作温度132.9。V03-243A/B为壳侧排气阀，直接排往室外。10/7/202242主要设备蒸发器蒸发器为外循环列管式热交换器,用于分离、主要设备冷凝器用于二次蒸汽冷凝。不锈钢U型管式换热结构，换热量4.19109j/h，传热面积20m2，二次蒸汽经壳侧，工作流量2t/h，工作压力0.02Mpa，工作温度100，设冷水经管侧，工作流量40t/h，工作压力0.8Mpa，工作温度3560。冷凝器下部为水箱，冷凝液由不锈钢离心式水泵输送至凝水冷却器。10/7/202243主要设备冷凝器用于二次蒸汽冷凝。不锈钢U型管式换热结构，运行事件现象2007年6月下旬以来主系统稀释后容控箱液位高报,V02-101动作排水至硼回暂存箱时,硼酸储存箱A/B液位上涨.在7月12日汽机重要阀门试验结束后升功率及之后积毒时稀释量大，V02-101动作排水频繁，较低硼浓度