[发明专利]一种硼回收系统中硼酸浓度的测量装置及其方法

说明书

本发明公开了一种硼回收系统中硼酸浓度的测量装置及其方法，包括一个硼酸沸腾炉、循环泵和加热器，所述硼酸沸腾炉、循环泵以及加热器之间依次通过连接管道构成循环回路，在硼酸沸腾炉与循环泵之间的连接管道上插有用于检测硼酸沸腾炉输出给循环泵的硼酸液浓度的音叉密度计，所述音叉密度计处于硼酸沸腾炉的最底端位置。本发明实现整个测量的结构简单、操作方便、成本低、测量精度高，且能够满足测量要求。

技术领域

本发明涉及硼回收系统中对硼酸浓度测量的技术领域，更具体地说，它涉及一种硼回收系统中硼酸浓度的测量装置及其方法。

背景技术

硼回收系统，是压水堆核电厂的辅助系统。用于储存、处理、监测和回收一回路排水，以减少放射性废水向环境的排放和硼的再利用。压水堆核电站中硼回收系统涉及硼酸浓缩回收、蒸馏冷凝除盐水回收等功能，其目的是硼酸、蒸馏除去盐水可循环利用。在硼回收系统运行时，需要监测硼酸浓度，通过监测浓缩的硼酸浓度值，控制硼回收系统装置的运行，目前核电站压水堆硼回收系统，主要应用在压水堆需调硼的堆型，如CPR堆型、VVR堆型、EPR堆型等；而硼回收系统主要围绕硼酸浓缩量来控制蒸发和排硼控制，因此硼酸浓度值是硼回收系统中的关键参数，故需要研究可行的测量方案。现有的方案有两种，分别是沸腾炉音叉法以及管道振动密度管法。

1、沸腾炉音叉法

根据硼平衡原理，通过流量控制估算浓度，硼回收系统蒸发单元为顺控控制(顺控分为多个状态，每个状态实现特定功能)，在蒸发系统处于排出浓缩液状态和蒸发蒸馏浓缩状态时，整个自控调节，都维持蒸发装置固定液位，并通过硼平衡方程计算硼酸浓度值。

但硼酸平衡方程需核取样系统支持，需通过核取样获取初始硼酸浓度，并验证浓缩后的硼酸浓度。

在维持蒸发装置固定液位时，存在以下平衡。

蒸发蒸馏浓缩时，存在下面硼酸平衡方程：

V_t×ΔC＝V×C₀

(1)式中：V_t：蒸发浓缩回路总容量；ΔC：硼酸浓度增加量；V：初始待测浓缩硼酸进料量；C₀：初始待浓缩硼酸浓度(可通过核取样系统获取)

排出浓缩液时，存在下面硼酸平衡方程：

W×C＝W×C₀+V_t×ΔC

(2)式中：W：浓缩液排出量；V_t：蒸发浓缩回路总容量；ΔC：硼酸浓度增加量；V：初始待测浓缩硼酸进料量；C₀：初始待浓缩硼酸浓度(可通过核取样系统获取)；C：浓缩液平均排出浓度

通过硼酸平衡方程，控制进料流量、蒸发冷凝液流量、以及排出浓缩硼流量，即可完成硼蒸发浓缩控制。

2、管道振动密度管法

管道振动密度管法是通过振动密度管插入到管道内然后同样利用硼酸浓度与密度的关系，进行测量硼酸浓度。管道振动密度管法的原理是，液体流经振动管内固定容积的流体密度变化，会改变振动管的振动频率，通过监测频率信号来测量液体密度。

目前大多应用管道振动密度管法测量硼酸，但是测量时需额外设置测量回路。因额外设置测量回路，以及仪表自身价格等，整个测量方案价格较高。

而且核电站硼回收系统硼酸测量，一般需满足下面条件：

1)必须保证检测实现高精度要求

由于硼回收系统是自动化控制技术，而且硼酸浓度含量测量的参数，是硼回收系统自控的关键参数，故此在测量过程中必须保证高精度、高可靠的测量，而这也是自动化控制的前提。

2)在检测过程中需要保证抗震的可靠性