核电站凝结水精处理的精密过滤装置及方法

摘要

本发明公开了一种核电站凝结水精处理系统的精密过滤装置及方法，涉及核电站领域，其中，所述精密过滤装置设置在凝结水泵和凝结水升压泵之间，所述精密过滤装置包括精密过滤器和阀门，其中，当所述核电站运行时，所述凝结水泵来水顺次通过所述凝结水精处理系统及所述精密过滤器至所述凝结水升压泵；当所述核电站启动时，所述凝结水泵来水顺次通过经所述精密过滤器及所述凝结水精处理系统至所述凝结水升压泵。本发明实施例所述的后置及前置精密过滤器为同一设备，通过阀门切换运行，实现启动时前置使用或正常运行时后置使用，既提高了核电站二回路汽水品质，有效的保证核电站安全、高水平运行，又大大缩短机组启动时间、减少机组启动时的冲洗水量。

说明书

技术领域

本发明涉及核电站凝结水精处理，特别涉及一种核电站凝结水精处理的精密过滤装置及方法。

背景技术

原子能发电站又称核电站，是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。

以AP1000核电站为例，其中的凝结水精处理系统(包括高速阳床和高速混床)设置在二回路凝结水泵和凝结水升压泵之间，其基本功能是去除凝结水中的盐类杂质(如钠离子和硫酸根离子等)和机械杂质(主要是铁的腐蚀产物)。但是受目前的结构限制，目前国内已运行的核电站中，二回路凝结水精处理系统出水硫酸根始终难以达标，已成为困扰核电站高水平运行的瓶颈。

另外，通过近年来国内核电站调试发现，核电机组首次启动冲洗水量巨大，冲洗时间长，主要原因是凝结水精处理系统对进水水质要求比火电机组更严格(火电一般要求悬浮物＜1000mg/L时即可进入精处理系统，而核电通常要求悬浮物＜500mg/L时才能进入精处理系统)，导致机组启动时间延长，经济性差。

发明内容

为了解决现有技术的凝结水精处理系统出水硫酸根超标的问题，以及机组启动时间长、冲洗水量大的问题，本发明实施例提供了一种核电站凝结水精处理的精密过滤装置及方法，能够有效避免破碎树脂进入二回路汽水系统后分解产生硫酸根离子，同时有效缩短机组启动时间及减少冲洗水量。所述技术方案如下：

一种核电站凝结水精处理系统的精密过滤装置，设置在凝结水泵和凝结水升压泵之间，所述精密过滤装置包括精密过滤器和阀门，其中，当所述核电站正常运行时，所述凝结水泵来水顺次通过所述凝结水精处理系统及所述精密过滤器至所述凝结水升压泵；当所述核电站启动时，所述凝结水泵来水顺次通过经所述精密过滤器及所述凝结水精处理系统至所述凝结水升压泵。

具体地，所述阀门包括六个阀门，其中，所述凝结水精处理系统的进水口前端设有第一阀门，所述凝结水精处理系统与所述精密过滤器之间设有第二阀门，所述精密过滤器与所述凝结水升压泵之间设有第三阀门，所述第一阀门的进水口与所述第二阀门的出水口之间并联有第四阀门，所述精密过滤器的出水口与所述凝结水精处理系统的进水口之间并联有第五阀门，所述凝结水精处理系统的出水口与所述第三阀门的出水口之间并联有第六阀门；

其中，所述核电站正常运行时，所述第一、第二及第三阀门均打开，所述第四、第五及第六阀门均关闭，所述凝结水泵来水经所述第一阀门、所述凝结水精处理系统、所述第二阀门、所述精密过滤器及所述第三阀门至所述凝结水升压泵流出；

所述核电站启动时，所述第一、第二及第三阀门均关闭，所述第四、第五及第六阀门均打开，所述凝结水泵来水经所述第四阀门、所述精密过滤器、所述第五阀门、所述凝结水精处理系统及所述第六阀门至所述凝结水升压泵流出。

进一步地，所述精密过滤器为多个并且均为卧式精密过滤器，所述多个卧式精密过滤器之间采用并联连接。

具体地，所述多个卧式精密过滤器采用上下叠加的结构布置。

本发明实施例还提供了一种核电站凝结水精处理系统的精密过滤方法，所述精密过滤装置设置在凝结水泵和凝结水升压泵之间，所述精密过滤装置包括精密过滤器和阀门，

所述精密过滤方法包括接收凝结水泵来水，

当所述核电站正常运行时，所述凝结水泵来水顺次通过所述凝结水精处理系统及所述精密过滤器至所述凝结水升压泵；

当所述核电站启动时，所述凝结水泵来水顺次通过经所述精密过滤器及所述凝结水精处理系统至所述凝结水升压泵。

具体地，所述的精密过滤方法，其中，所述阀门包括六个阀门，所述凝结水精处理系统的进水口前端设有第一阀门，所述凝结水精处理系统与所述精密过滤器之间设有第二阀门，所述精密过滤器与所述凝结水升压泵之间设有第三阀门，所述第一阀门的进水口与所述第二阀门的出水口之间并联有第四阀门，所述精密过滤器的出水口与所述凝结水精处理系统的进水口之间并联有第五阀门，所述凝结水精处理系统的出水口与所述第三阀门的出水口之间并联有第六阀门；

当所述核电站正常运行时，所述第一、第二及第三阀门均打开，所述第四、第五及第六阀门均关闭，所述凝结水泵来水经所述第一阀门、所述凝结水精处理系统、所述第二阀门、所述精密过滤器及所述第三阀门至所述凝结水升压泵流出；

当所述核电站启动时，所述第一、第二及第三阀门均关闭，所述第四、第五及第六阀门均打开，所述凝结水泵来水经所述第四阀门、所述精密过滤器、所述第五阀门、所述凝结水精处理系统及所述第六阀门至所述凝结水升压泵流出。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：当正常运行时，本发明实施例通过在凝结水精处理系统后设置精密过滤器，过滤精度5μm，能够截留破碎的树脂粉末，提高二回路汽水品质，保证核电站安全稳定运行，有效解决了现有技术中破碎树脂分解造成硫酸根超标问题；启动时，通过在凝结水精处理系统前设置的精密过滤器，能够缩短机组启动时间，提高核电站的经济效益，有效解决了机组存在的启动时间长、冲洗水量大的问题。其中，本发明实施例中所述后置及前置的精密过滤器为同一设备，通过阀门切换运行，实现了启动时“前置”使用或正常运行时“后置”使用，因此，本发明实施例利用该同一个精密过滤器，既提高了核电站二回路汽水品质，有效的保证核电站安全、高水平运行，又大大缩短机组启动时间、减少机组启动时的冲洗水量，增强了核电站的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例1中提供的核电站凝结水精处理的精密过滤装置的结构示意图；

图2是本发明实施例1中提供的精密过滤器的主视图；

图3是图2的侧视图；

图4是图2的俯视图。

附图中，各标号所代表的组件列表如下：

1凝结水泵，1.1凝结水泵来水，

2凝结水精处理系统，2.1凝结水精处理系统的进水口，2.2凝结水精处理系统的出水口，

3精密过滤器，3.1精密过滤器的进水口，3.2精密过滤器的出水口，

4凝结水升压泵，

V1、V2、V3、V4、V5、V6表示第一、第二、第三、第四、第五及第六阀门，

图中箭头方向为水流方向(即水由进水口到出水口的方向)。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图1所示，本发明实施例所述的一种核电站凝结水精处理系统的精密过滤装置，其中，本实施例以AP1000核电站为例加以说明，凝结水精处理系统2设置在凝结水泵1和凝结水升压泵4之间，精密过滤装置包括精密过滤器3和阀门。本例中，凝结水精处理系统2的后方设置精密过滤器3，根据具体的工况通过所述阀门切换使精密过滤器3为前置或后置使用，当所述核电站正常运行时，通过所述阀门切换为所述精密过滤器3后置运行，即所述凝结水泵来水1.1顺次通过所述凝结水精处理系统2及所述精密过滤器3至所述凝结水升压泵4；当所述核电站启动时，通过阀门切换为所述精密过滤器3前置运行，即所述凝结水泵来水1.1顺次通过经所述精密过滤器3及所述凝结水精处理系统2至所述凝结水升压泵4。其中，精密过滤器3为现有技术中常用的过滤器。

本发明实施例所述后置及前置的精密过滤器为同一设备，通过阀门切换运行，实现了启动时“前置”使用或正常运行时“后置”使用，因此，本发明实施例利用该同一个精密过滤器，既提高了核电站二回路汽水品质，有效的保证核电站安全、高水平运行，又大大缩短机组启动时间、减少机组启动时的冲洗水量，增强了核电站的经济效益。

具体地，如图1所示，所述阀门包括六个阀门，其中，所述凝结水精处理系统的进水口2.1前端设有第一阀门V1，所述凝结水精处理系统2与所述精密过滤器3之间设有第二阀门V2，所述精密过滤器3与所述凝结水升压泵4之间设有第三阀门V3，所述第一阀门V1的进水口与所述第二阀门V2的出水口之间并联有第四阀门V4，所述精密过滤器的出水口3.2与所述凝结水精处理系统的进水口2.1之间并联有第五阀门V5，所述凝结水精处理系统的出水口2.2与所述第三阀门V3的出水口之间并联有第六阀门V6；

其中，所述核电站正常运行期间，所述第一阀门V1、第二阀门V2及第三阀门V3均打开，所述第四阀门V4、第五阀门V5及第六阀门V6均关闭，此时方法流程为：所述凝结水泵来水1.1经所述第一阀门V1、所述凝结水精处理系统2、所述第二阀门V2、所述精密过滤器3及所述第三阀门V3至所述凝结水升压泵4流出，即为图1中实线所表示的流程。

所述核电站启动期间，所述第一阀门V1、第二阀门V2及第三阀门V3均关闭，此时方法流程为：所述第四阀门V4、第五阀门V5及第六阀门V6均打开，所述凝结水泵来水1.1经所述第四阀门V4、所述精密过滤器3、所述第五阀门V5、所述凝结水精处理系统2及所述第六阀门V6至所述凝结水升压泵4流出，即为图1中虚线所表示的流程。

如图2、图3及图4所示，进一步地，为了同时处理大量的水，使凝结水泵来水分流，所述精密过滤器3为多个并且均为卧式精密过滤器，所述多个卧式精密过滤器之间采用并联连接。具体地，所述多个卧式精密过滤器采用上下叠加的结构布置，以减少主厂房占地面积。本实施例，采用两个卧式精密过滤器并联、叠加布置(此种形式的精密过滤器3称为叠加卧式精密过滤器)，其中，每个卧式精密过滤器均包括一个精密过滤器的进水口3.1和一个精密过滤器的出水口3.2。该精密过滤器的滤元采用大流量不可反洗式滤元，过滤精度为5μm，既减少设备投资，又可保证出水水质。

本实施例中叠加卧式精密过滤器的运行控制：叠加卧式精密过滤器不设备用的冗余精密过滤器，当过滤器进水口与出水口压差超过设定值时，即退出运行，更换滤芯，此时部分凝结水经过叠加卧式精密过滤器旁路。滤芯更换完毕后，重新投运。除人工更换滤芯外，其它操作为程序控制，自动实现。

本例中，精密过滤器初始正常运行压降小于0.02MPa，在最大流量负荷时过滤器进水口、出水口(参见图3)的最大压差不得超过0.15MPa。每支滤芯总截污容量按破碎树脂计应不小于1.0Kg，对5μm以上的固体颗粒去除率为99.99％。

以下从两个方面总结本发明实施例所述精密过滤装置的有益效果：

1、本发明实施例所述精密过滤装置保证核电站安全可靠运行，

主要从系统的安全可靠角度考虑，本发明实施例所述过滤装置采用后置的精密过滤器。该后置精密过滤器可有效的防止破碎树脂粉末进入二回路系统后分解产生硫酸根离子，在提高凝结水精处理出水品质的同时，延缓了蒸汽发生器传热管腐蚀破裂，保证了整个核电站的安全运行。

2、经济效益

本发明实施例所述过滤装置采用前置的精密过滤器，可大大缩短机组启动时间、减少机组启动时的冲洗水量；并可有效保护高速阳床内昂贵的树脂免受污染，延长其使用寿命等优点。

具体分析如下：

1)据现场有关调试数据表明，设前置精密过滤器后，核电站机组每次启动可缩短的时间因不同的工程而不同，从几个小时到几天不等。按12小时计，则每台机组(如AP1000单台机组容量1250MW)每次启动因早发电而增加的经济效益525万元(按每度电0.35元计)。而且，今后每次机组大小修后重新启动时，同样节约525万元/次，而每台机组该过滤器的投资费用仅350万左右。

2)设该前置精密过滤器后，每次启动减少的冲洗水量～10000吨(冲洗水流量～900t/h)，折合5.0万元(按冲洗水的制水成本5.0元计)。

3)如果不设前置精密过滤器，那么机组启动时，为缩短机组启动时间，不管火电站还是核电站，通常都是将高速阳床充当过滤器用，高速阳床内的树脂必然遭到严重破坏，阳床树脂再生擦洗水甚至象污油状，当机组正常运行后，阳床树脂就需要更换。AP1000单台机组容量1250MW，每台机组高速阳床树脂装填量为58m³，需要费用～230万元。

以上经济效益还不包括间接效益，如因缩短启动时间而减少的相应的耗电量、人工费用、调试药剂费用以及延长高速阳床内树脂的使用寿命增加的经济效益等。所以，该方法不但技术上提高了核电站的可靠性、安全性，而且大大提高了核电站的经济效益。

实施例2

参见图1，本发明实施例还提供了一种核电站凝结水精处理系统的精密过滤方法，所述精密过滤装置设置在凝结水泵1和凝结水升压泵4之间，所述精密过滤装置包括精密过滤器3和阀门，

所述精密过滤方法包括接收凝结水泵来水1.1，

当所述核电站正常运行时，所述凝结水泵来水1.1顺次通过所述凝结水精处理系统2及所述精密过滤器3至所述凝结水升压泵4；

当所述核电站启动时，所述凝结水泵来水1.1顺次通过经所述精密过滤器3及所述凝结水精处理系统2至所述凝结水升压泵4。

本发明实施例所述方法中的后置及前置用的精密过滤器为同一设备，通过阀门切换运行，实现启动时“前置”使用，正常运行时“后置”使用，因此，本发明实施例利用该同一个过滤器，既提高了核电站二回路汽水品质，有效的保证核电站安全、高水平运行，又大大缩短机组启动时间、减少机组启动时的冲洗水量，增强了核电站的经济效益。

具体地，参见图1，所述的精密过滤方法，本例中，所述阀门包括六个阀门，其中，所述凝结水精处理系统的进水口2.1前端设有第一阀门V1，所述凝结水精处理系统2与所述精密过滤器3之间设有第二阀门V2，所述精密过滤器3与所述凝结水升压泵4之间设有第三阀门V3，所述第一阀门V1的进水口与所述第二阀门V2的出水口之间并联有第四阀门V4，所述精密过滤器的出水口3.2与所述凝结水精处理系统的进水口2.1之间并联有第五阀门V5，所述凝结水精处理系统的出水口2.2与所述第三阀门V3的出水口之间并联有第六阀门V6。

其中，当所述核电站正常运行期间，所述第一阀门V1、第二阀门V2及第三阀门V3均打开，所述第四阀门V4、第五阀门V5及第六阀门V6均关闭。此时方法流程为：所述凝结水泵来水1.1经所述第一阀门V1、所述凝结水精处理系统2、所述第二阀门V2、所述精密过滤器3及所述第三阀门V3至所述凝结水升压泵4流出，即参见图1中实线所表示的流程。

当所述核电站启动期间，所述第一阀门V1、第二阀门V2及第三阀门V3均关闭，此时方法流程为：所述第四阀门V4、第五阀门V5及第六阀门V6均打开，所述凝结水泵来水1.1经所述第四阀门V4、所述精密过滤器3、所述第五阀门V5、所述凝结水精处理系统2及所述第六阀门V6至所述凝结水升压泵4流出，即参见图1中虚线所表示的流程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。