[发明专利]一种核电厂容控箱氮吹扫效率优化方法

说明书

本发明公开了一种核电厂容控箱氮吹扫效率优化方法，包括：建立容控箱氮吹扫系统的几何模型；对几何模型进行网格划分；将划分后的网格导入计算流体力学软件并建立所述容控箱氮吹扫系统的仿真计算基准模型；基于所述仿真计算基准模型对影响氮吹扫效率的关键因素的参数值分别进行优化，关键因素包括容控箱几何结构参数和容控箱运行参数。本发明基于计算流体仿真技术对容控箱物理除氧过程进行优化分析，如此可以在不改变动静排气合格标准和容控箱氮吹扫阶段目标的前提下，优化氮吹扫过程；而且，本发明提出的方法为提升容控箱吹扫效率提供理论方案，相比于一般的试验台方法可以大大降低研究成本，同时可以有效改善容控箱吹扫过程，提高经济效益。

技术领域

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电厂容控箱氮吹扫效率优化方法。

背景技术

压水堆核电厂选用水作为反应堆一回路(以下简称一回路)的冷却剂和慢化剂，由于在强放射性辐照条件下，腐蚀现象在核电厂中有更严重的后果，作为防腐手段之一，在机组运行过程中，需要严格控制一回路的氧含量。而在机组开盖换料大修后，一回路设备管道中充满了空气，所以在机组上行过程中，需要对一回路通过动静排气进行除气，使一回路含气量减少到一回路吹扫合格标准值，比如21Nm³。

随后进行容控箱氮吹扫以排出一回路的氧，容控箱与一回路的连接方式如图1所示。在此系统中存在两个氧平衡：容控箱与一回路通过不间断的上冲下泄连通，在稳定情况下，两者冷却剂的溶解氧含量趋于一致；容控箱水中的溶解氧与容控箱气空间氧气的平衡。因此，可通过减少容控箱气空间氧含量来减少一回路冷却剂中的溶解氧含量。目前压水堆核电机组启动过程中，在一回路动静排气合格后(气体含量低于21Nm³)，通过憋压吹扫和间歇吹扫两个步骤对容控箱进行氮吹扫以降低一回路含氧量，对容控箱依次进行憋压吹扫和间歇吹扫可将容控箱气空间氧含量从最初的21％先后降到10％和2％，机组继续上行至80℃平台后，通过加入联氨将一回路氧含量降到要求值以下。其中，憋压吹扫和间歇吹扫的具体吹扫过程如下：

首先用升降容控箱水位的方法进行氮吹扫(以下简称憋压吹扫)，目的是让容控箱气空间的氧含量由21％降低到10％以下。容控箱吹扫的关键设备和管路简图如图2所示，具体操作过程如下：首先调整氮气减压阀RAZ024VZ使其相对压力的整定值为1.2bar.g，背压阀RCV287VY相对压力整定在0.6bar.g，下泄流出口RCV032VP与容控箱冷却剂出口阀RCV033VP速度衡定，通过将三通阀RCV030VP(图未示，其位于RCV032VP上游)通向容控箱RCV002BA，并整定在手动模式，由手动补给使容控箱水位上升至2.01m，随后停止手动补给，并且将排气隔离阀RCV286VY选择在手动模式，开启排气隔离阀RCV286VY进行排气，当容控箱的压力下降至1.2bar.g时，关闭排气隔离阀，将RCV030VP通向硼回收系统(TEP)开启以降低容控箱水位，容控箱水位降低，压力下降，经过RAZ024VZ的氮气补给被启动，向容控箱补充氮气使得容控箱压力达到1.2bar.g，此次吹扫结束。在吹扫后约2小时，对容控箱气体覆盖层取样测量，当氧含量降低到10％及以下时，则憋压吹扫过程结束。

第二步是使用间歇方式进行容控箱氮气吹扫(以下简称间歇吹扫)，目的是让容控箱气空间的氧含量由10％降低到2％以下。具体操作过程如下：容控箱的水位维持在额定值不变，每小时开启排气隔离阀RCV286VY五分钟，此期间容控箱气空间压力下降并低于1.2bar.g(背压控制阀RCV287VY保证容控箱气空间压力不低于0.6bar.g)，则氮气减压阀RAZ024VZ的氮气补给被启动，实现对容控箱气空间的吹扫。重复此过程，当从容控箱气空间取样测得氧含量低于2％时，则间歇吹扫过程结束。